時(shí)間:2018-10-30 18:52來源:飛行邦 作者:中國直升機(jī)網(wǎng)
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由于直升機(jī)特殊的旋翼結(jié)構(gòu)和空氣動(dòng)力原理,使之對(duì)積冰的反應(yīng)相對(duì)固定翼飛機(jī)更為敏感。炎炎夏日逐漸褪去,飛行員們?cè)谟記鏊耐瑫r(shí)不得不又一次面對(duì)即將登場(chǎng)的空中積冰的危險(xiǎn)。據(jù)以往的資料顯示,1986~1996 年的十年間,國際民航客機(jī)因積冰造成的飛行事故共42 起,死亡人數(shù)323 人;截止到1994 年,我國使用的米-8直升機(jī)共發(fā)生14 起空中停車,其中有11 起是積冰原因造成,約占空中停車率的80%。
![]() 拿出這個(gè)資料的主要意義在于,我國目前還有很多米-8直升機(jī)在飛,而飛行員不一定都知道這個(gè)數(shù)據(jù),有必要提醒一二。秋天來了,冬天還遠(yuǎn)嗎?我們期待著冰和雪給我們的生活帶來無限趣味的同時(shí),飛行員們卻隨時(shí)會(huì)被它們謀殺!
影響積冰強(qiáng)度的因素較復(fù)雜,一般來說由氣象條件和直升機(jī)的空氣動(dòng)力特性決定。主要有云中過冷水含量、過冷水的大小、飛行速度、積冰部位的曲率半徑等?梢杂靡粋(gè)公式來詮釋這四個(gè)因素:
積冰強(qiáng)度公式I =6EWV*10-5 克/ (平方厘米*分)
式中I 表示積冰強(qiáng)度,E 表示捕獲系數(shù),表示云中過冷水含量,V 表示空速,其中捕獲系數(shù)E 與過冷水滴的半徑、積冰部位的曲率半徑等因素有關(guān)。
通俗的說,水滴越大,慣性越大,越容易被捕獲,捕獲系數(shù)E就較大;旋翼前緣曲率半徑小時(shí),也就是比較尖時(shí),在離前緣較近的地方氣流才開始分離,水滴被捕獲的機(jī)率較多,積冰的可能性就比較大,捕獲系數(shù)E較大;過冷水含量W 主要與云中氣溫和濕度有關(guān),一般-5℃~5℃,濕度80%比較容易結(jié)冰,也稱積冰區(qū);雖然空速對(duì)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生增溫值,但由于直升機(jī)飛行速度較小,則可以忽略不計(jì),但遠(yuǎn)離槳尖的地方,因動(dòng)力增溫的減小,溫度可能在冰點(diǎn)以下,而駐點(diǎn)附近的溫度在零度以上,因此,積冰一般先從槳葉根部生成,然后向槳尖方向擴(kuò)展,考慮到槳葉根部附近返流區(qū)的存在,實(shí)際積冰強(qiáng)度并不大,因此旋翼中部的積冰強(qiáng)度往往最強(qiáng)。
當(dāng)然,作為直升機(jī)飛行員只了解積冰的成因是不夠的,要想有效預(yù)防還要了解最容易積冰的部位和對(duì)直升機(jī)的影響。
一是發(fā)動(dòng)機(jī)及進(jìn)氣道,發(fā)動(dòng)機(jī)及進(jìn)氣道積冰會(huì)改變進(jìn)氣道表面的空氣動(dòng)力特性,破壞循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)方式使軸承受損,發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性變差,脫落的冰塊隨氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī),會(huì)打壞發(fā)動(dòng)機(jī)葉片或其它機(jī)件,損壞發(fā)動(dòng)機(jī),嚴(yán)重時(shí)可能造成事故的發(fā)生;
二是旋翼積冰,由于翼型的改變,破壞了旋翼原有的空氣動(dòng)力特性,使升力減小,阻力增大,同時(shí)積冰的不均勻性使旋翼的重心位置發(fā)生了改變,破壞了旋翼的平衡性,引起加劇振動(dòng),安全性變差,操縱困難,極易造成槳葉的載荷性變差,升限降低,掉高度;
三是風(fēng)擋玻璃,風(fēng)擋玻璃積冰會(huì)嚴(yán)重影響飛行員目視飛行,特別是山區(qū)飛行、凈空條件差和起降階段,水汽迅速在風(fēng)擋上凝華,使目視困難極為影響飛行安全;
四是空速管,空速管裸露在機(jī)身前緣極易結(jié)冰,積冰后會(huì)使全靜壓系統(tǒng)儀表的讀數(shù)失真,甚至完全失效,而且對(duì)依賴于空速管系統(tǒng)提供大氣參數(shù)的設(shè)備(如自動(dòng)駕駛儀、參數(shù)記錄儀、狀態(tài)測(cè)量儀等)都將受到影響,這是極危險(xiǎn)的事情,當(dāng)直升機(jī)已進(jìn)入危險(xiǎn)飛行狀態(tài)時(shí),如這種示數(shù)的偏差未被覺察,則必然導(dǎo)致事故的發(fā)生。
作為一名飛行員在空中飛行時(shí)要主動(dòng)預(yù)防和及時(shí)發(fā)現(xiàn)積冰。一般積冰強(qiáng)度與直升機(jī)表面情況有關(guān),粗糙的表面比光滑的表面積冰快,鉚釘鉚接處容易積冰,風(fēng)擋邊緣的鉚釘不失為最容易被發(fā)現(xiàn)的部位,此外,積冰信號(hào)探測(cè)器一般都安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口附近,對(duì)積冰也是最敏感的地方。主要有三個(gè)方面來預(yù)防:
一是起飛前的防冰準(zhǔn)備。飛行前必須徹底檢查和清除積冰和霜。在東北、西北等冬季氣溫較低的地區(qū),直升機(jī)露天停放極易造成積冰或霜凍。因此應(yīng)注意及時(shí)涂撒防凍液或者利用機(jī)載防冰系統(tǒng)驅(qū)除冰霜。另外借助于地面加熱器、紅外暖氣爐等對(duì)直升機(jī)進(jìn)行起飛前暖機(jī),根據(jù)氣象情況應(yīng)適當(dāng)延長加熱暖機(jī)時(shí)間。
二是按維護(hù)規(guī)程的要求,仔細(xì)檢查機(jī)載防冰系統(tǒng)的工作情況。
三是認(rèn)真研究飛行區(qū)域天氣及可能積冰的情況,包括云、降水(濕度)和氣溫分布情況,特別是-5℃~+5℃等溫線的位置,根據(jù)飛行速度、航線高度等條件判明可能發(fā)生的積冰區(qū)域,避開積冰區(qū)域。
但是天有不測(cè)風(fēng)云,人有旦夕禍福,如果空中真的遇到了積冰也不能束手無策。正確的處置措施其實(shí)就一條:盡快脫離!盡快脫離!盡快脫離!重要的事說三遍。而操作上要注意,當(dāng)飛行中遇到積冰時(shí),通常伴有顫動(dòng)、燃?xì)鉁囟壬仙、重量增加、速度減小或功率下降等現(xiàn)象。
首先應(yīng)按照飛行前確定的預(yù)案脫離積冰區(qū),一般要求降低高度脫離,但是如果你在山谷飛行,恰巧風(fēng)擋玻璃迅速被積冰覆蓋遮擋視線,那就另當(dāng)別論。筆者身邊就有一位教員在山谷中遇到此類狀況,處置辦法是打開邊窗保持與山壁的距離,同時(shí)轉(zhuǎn)為儀表飛行保持好航向和狀態(tài),柔和上升至山頂高度以上,脫離山區(qū)和積冰區(qū)后,待積冰現(xiàn)象消除再下降高度返場(chǎng)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于:一是上升高度防止撞山;二是上升高度后溫度下降脫離結(jié)冰溫度也可以脫離結(jié)冰區(qū)域;三是脫離山谷后特情處置難度降低,飛行員心理壓力相對(duì)減小有利于特情的處置。當(dāng)然還要考慮云層厚度和濕度情況,具體情況具體分析,這里只是想提醒各位飛行員不要機(jī)械的執(zhí)行預(yù)案,要審時(shí)度勢(shì)的處置特情。
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