积冰飞行的技巧与经验

积冰飞行的技巧与经验

一、什么是飞机积冰？

在云、雾、雨或湿雪中飞行时，飞机的流线形部分，动力装置和特种设备外露部分，由于水滴冻结或水气凝结而聚积的冰层，这一现象就是飞机积冰。

当飞机在云中飞行，机体碰到过冷水滴时，如果机体表面的温度低于0°C时，过冷水滴就会在机体表面的某些部分冻结而聚集起来形成结冰，此外，飞机由寒冷的高层进人暖湿的低层，也会出现结冰，它是由于暖湿气层中的水气在较冷的机体上发生凝结而形成的，过冷水滴是非常不稳定的，当它受到冲击时，即会变成固体的冰，在低于0°C的云雨中飞行时均可产生飞机结冰。

二、积冰天气和积冰概率

云是积冰的主要天气现象。

1．积云（CU、CU＋）积雨云（CB）

积云是由从近地面层向上抬升的垂直气流形成的，上行前的气温积湿度比较高，由于垂直运动的绝热变化，使未达到饱和的空气达到饱和，形成云，云中水气和水滴都比较大，会发生强烈积冰，同时，由于云中各部位的含水量和水滴大小的分布不同，中、上部是最强的积冰区域。在夏季，由于0°C等温线较高，在积云中飞行时，一般不会发生积冰，只有在积雨云（CB）和浓积云（CU＋）的中、上部才有积冰，在纬度比较低的地区，0°C等温线的高度更高，在厚度较小的浓积云也不会积冰。在春秋季节，北方的积状云中，通常在云的下部也可能积冰，而在南方，开始积冰的高度通常在云的中部。冬季，由于积云和积雨云出现的机会较少，所以由它们引起的积冰机会也不多。

2．层云（ST）和层积云（SC）

层状云的水气含量一般都较少，有时在较厚云层云顶附近多一些。因此，积冰强度为轻度或中度，层云和层积云是我国冬天半年常见的降雨云系，飞行中遇到的机会较多，积冰的机会也随之增多，如果整个云层有过冷却的降水，则云中都可能有中度以上的结冰。

3．高积云（AC）

由于高度高、温度低、厚度薄、水量少，因而积冰往往是轻度积冰。

4．雨层云（NS）高层云（AS）

这两种云只会形成轻度的积冰，但雨层中和高层云多在锋线上形成，范围广、厚度大，沿锋面伸展可达10 00多公里，垂直锋面伸展也可达200～400公里，其厚度可有1．5公里以上，因此，飞机穿过它们所需时间较长，有积厚冰层的危险。由于这两种云的含水量和水滴的分布是随高度的增加而减少的，因而积冰强度也随高度增高而逐渐减弱，在夏、秋季节云中的积冰均在上部，而冬、春季云的各个部位都可能有积冰出现。

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、水滴的冰结速度、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。过冷水滴组成的浓密云中积冰概率最大。

飞行实践表明，在锋面云中，当飞行高度上温度适宜时，积冰频率比较大。而锋区中度积冰的频率比均匀气团中高一倍，而强烈积冰则高八倍。

云层温度是影响飞机积冰的主要参数之一，据有关报道，飞行在0～-40°C甚至更低的云温条件下，都有积冰可能。不过综合英、美、日及前苏联的有关积冰发生率统计报告，可以得出下述结论：飞机积冰一般

发生在0～-20°C的温度范围内，尤其在-2～-10°C温度范围内遭遇积冰的次数最多，而强烈的积冰主要发生在-2～-8°C的温度范围内。

就季节而言，不同季节飞机积冰频率不同，在冬、秋两季积冰频率比较高。

飞行高度不同，飞机积冰频率也不同。根据有关记载分析：冬季在3000米以下（合3000米）各高度上飞行时，积冰几乎占56％，在6000米以上高度上飞行时，积冰占21％，而在夏季3000米以下高度上，积冰现象减少，几乎没有。在6000米以上，积冰占62％。

三、积冰的种类

飞机积冰主要分为三种：冰、雾凇、霜.

（一）冰：

冰有明冰、毛冰（半透明混合体）、白冰（颗粒状冰）。

1．明冰：通常是温度0～-10°C含有大的过冷水滴的云中或过冷却雨区中飞行时形成的。呈透明玻璃状，平滑而坚固，主要出现在机翼水平安定面的前缘，飞机机头整流罩和发动机的进气口。

2．毛冰：这种冰通常是在温度为-6～-10°C的大量过冷水滴、冰晶和雪花组成的混合云中飞行时产生的，其表面粗糙而不透明，色泽如白瓷，冻结得坚固而不透明，是最危险和最严重的一种积冰。

3．白冰：其温度在-10°C以下有比较均匀的小水滴组成的云中飞行时产生的，呈白色，比较疏松，附在飞机表面，不太牢固。如果飞行时间长，以及冰层厚度增大，也能造成严重威胁。

（二）雾凇：温度通常低于-10°C的云中飞行时形成的一种，白色大颗粒冰晶层，表面粗糙不平，附在飞机表面不牢固，容易被气流吹走。

（三）霜：这是由于水气凝结产生的白色小冰晶层，振动时容易从飞机表面脱落。霜对机翼空气动力性能有显著影响，当出现在座舱风挡玻璃上时，影响视野，使飞机操纵发生困难。

积冰的形状主要取决于冰的种类，飞行速度和气流绕过飞行器的不同部位的情况。积冰的形状一般分为槽状冰、楔形冰和混合冰。根据空勤人员获得的喷气式飞机积冰统计数据：槽状冰约占30％、楔形冰约占1 5％，而混合冰约占55％左右。

四、积冰对飞机性能的影响

（一）升力面积冰

当机翼和尾翼积冰时，能使飞机的空气动力特性和飞行特性显著变坏，由于积冰，流线形部位的形状发生变化，翼型失真（变型）,导致摩擦阻力和压差阻力都增大。根据有关方面的飞行试验，机翼、尾翼积冰时，其阻力增加占飞机因积冰引起总阻力增加约70％～80％，若在大迎角下飞行时，更突出，如果积冰层较厚，还会使飞机的重心位置改变，从而影响飞机的安定性。

（二）发动机进气道和动力装置积冰

在飞机其他部位没有结冰时，喷气式发动机进气道有时会有积冰。因为机翼和尾翼前部的动力增温，比喷气式发动机进气口处要大得多，飞行实践证明，当外界气温等于小于+5°C时，喷气式发动机进气口部分可以发生结冰。