浅析飞机积冰的原因及防冰策略

浅析飞机积冰的原因及防冰策略

摘要：飞机积冰会严重影响飞机的性能并危及到飞行的安全，现代飞机都装有先进的防冰系统，该文主要对形成积冰的原因并主要探讨了从飞行中和起飞前地面除、防冰两个方面，说明了积冰对飞行的影响以及正确的防范措施说明积冰的处置和除、防冰的方法。

关键词：飞机积冰飞行安全防范措施

Reason analysis of aircraft icing and ice prevention strategies

Abstract:Aircraft Icing will seriously affect the performance of aircraft and endanger the flight safety, the modern aircraft are equipped with anti icing system,this paper focuses on the reasons for the formation of icing and mainly discusses from two aspects of flight and flight before the ground except, anti icing, illustrates the effect of ice accretion on flight and preventive measures to correct description of the disposal and method of removing ice, ice.

Key words:Aircraft icing Flight safety Preventive measures.

给生活带来乐趣的雪和冰，对于飞机的运营来说，却变成了一个无形的杀手。冰和雪极大的威胁着飞机的安全运行，跑道道面上结冰和大量积雪就是其中之一。冰和雪会减少刹车效果、降低加速性能，给飞机起降性能造成很大影响，这一点早就被人们所认识并一直在采

取对策。为了保证安全运航，需要除去跑道上的冰雪，因此常常打乱正点运航。

1994年10月31日，西蒙斯航空公司4184航班，ATR72从印度安纳波里斯到芝加哥，突然翻滚并从大约10,000英尺猛冲下去，机上68人顷刻死去；1996年5月26日，英国航空公司一架BAe146飞机8845m高空遭遇雷暴和颠簸，飞机严重积冰，四发全部失效。最后在飞机迫降接地前，2号发动机启动成功，险象还生。

据美国航空局综合分析，飞机结冰导致的失事每年近30起，其中飞机上有霜、雪、冰等起飞失事每年13起，起飞、巡航与着陆过程中因结冰导致的失事各占1/3。1989年3月至1992年3月的3年中，世界上共发生四起运输机与结冰有关的飞行事故，共死亡53人。

现代运输机的巡航高度在5000至10000m左右，大都在气温0℃以下，由于飞机结冰引起的事故数目高居不下，其中与飞行员疏忽大意或对系统的非正确使用是一个重要原因。为避免类似事故的发生，深入彻底的了解现代飞机防冰系统的工作、特点是非常必要而关键的。

1 积冰的成因

我们以形象的方式来观看结冰的过程。（参见图1）设想飞机从清洁的大气飞入包含结冰条件的云中：机翼象钝刀子一般劈开云层，分开空气，为它重新导向，把它向下推，造成升力。刚进入的云层是

细小水滴的薄雾，水滴悬浮于空中是“过冷的”，低于0℃，它们一接触到固态物体就立刻冻结在该物体上。大多数细小的水滴惯性极小，紧随流线；机翼在这些水滴间平滑的快速前进，把它们推开而不接触它们，水滴穿透了刚好在驻点前面的紊乱空气，撞击前缘并冻结。过冷水滴的大小很大地影响着飞行中机翼结冰的严重程度和位置。大一些的水滴，惯性更大，穿透流线更容易，并打击在机翼更靠后的部位。在水滴教大的区域，较大的水滴和较小的水滴一样跟随流线，某些较大的水滴击中缘的上部与下部表面并冻结。最大的水滴比较小的水滴撞击机翼更远的后部。某些较大的水滴也飞溅在机翼上并在它们全冻结前沿机翼跑向后部，如果它们足够大，它们将实际上撞击由除冰靴保护的区域后面的机翼部分。冰继续在机翼上沉积，污染精心设计的机翼形状，靠近机翼的流线开始破裂，越来越多的机翼能量被浪费在把空气分子运送入无益的小旋涡中滚动。机翼的升力降低，阻力增加。

与此相似的机理，冰会沉积于飞机发动机整流罩前端，风挡，全/静压探针，无线电天线等部位。飞机结冰不仅回使气动性能恶化，导致失速，而且使发动机功率下降或吸入冰块，风挡视界不清、有关仪表读数不准，直接影响飞行安全。

飞机积冰的概率取决于很多因素，主要是：天气条件、飞行高度上云的概率、云的含水量、气温、云中水滴和冰晶的大小及它们在单位时间内落在单位面积上的数量、水滴的冻结速度、气流绕过飞机各部位的特点（飞机的空气动力特性）以及飞行速度。过冷水滴组成的

浓积云中积冰概率最大。

以下几个方面为造成飞机积冰的不同因素。

(1)温度。通常飞机积冰形成于温度低于0℃的云中。但云中温度越低，过冷水滴越少，故在温度低于-20℃的云中飞机积冰的次数是很少的，根据观测资料，气温在0～20℃范围内的积冰占80%；-2～-10℃范围占68.3%；强积冰也多发生在-2～-10℃范围内。因此，在飞行中了解0℃、-2℃、-10℃及-20℃各等温线的高度。对判断积冰的可能性和强度有重要作用。

云中温度在+2～0℃范围内也有积冰，云中温度略高于0℃时产生积冰的原因是：在云中相对湿度小于100%，飞行速度又不大的情况下，水滴碰到机体上后，强大的气流使水滴强烈蒸发而降温，若降温作用超过了动力增温作用，则机体表面温度降至0℃以下，于是形成积冰；或者是原在地低于0℃区域飞行的飞机，突然进入（如降低飞行高度）暖湿区域中，由于集机体表面温度仍在0℃以下，于是水汽在机体表面凝华，形成一层薄霜。此外，在喷气发动机进气口和螺旋桨发动机汽化器等部位，由于流经该处的空气发生膨胀冷却，温度可降低几度，也能产生积冰。

飞机积冰与云中温度的关系，还与飞行速度有关。有利于积冰的云中温度，低速飞机相对高一些，高速飞机相对低一些，这是因为动力增温值不同的缘故。飞机积冰与空速和云中气温的关系。

(2)飞机积冰还与云中湿度有关，温度露点差可以反映云中相对