飞机积冰

飞机积冰的形成与飞行高度
积冰可以发生在任何飞行所能到达的高度，最 容易发生在10000英尺，50％发生在5000－13000英尺。
飞机积冰的形成与大气的温度
外界气温影响积冰的强度 和类型。绝大多数积冰发 生在0－-20度之间。 积冰不会发生在气温 低于-40度时，因为此时不 存在过冷水滴。
只有4％的积冰发生在 温度低于-20度的情况 下，50％的积冰发生 在温度-8～-12度之间 。
飞机积冰的一些概念
定义：飞机积冰是指飞机机体表面某些部位聚集
冰层的现象。 积冰主要是由过冷水滴或降水中的过冷雨滴碰到 飞机机体后冻结形成的，也可由水汽直接在机体表面 凝华而成。有时，地面露天停放的飞机上也会形成积 冰。
2、积冰种类
The types of structural icing are clear, rime, and a mixture of the two.
云中过冷水含量、水滴的大小：过冷水越多，
积冰越强；水滴越大，积冰越强。
飞行速度：当机体表面温度低于0 ° C，飞行速度
越大，单位时间碰到机体上的过冷水滴越多，积冰强 度越大；如果动力增温使机体表面温度升高到0 ° C以 上，则不继续积冰且已积的冰融化。 图4、表3
飞机部位曲率半径：曲率半径大，气流分离点
暖锋积冰 分布 1霜、湿 雪 2冰粒， 上空有 冻雨 3冻雨、 积冰 4霜＋明 冰 5霜
锋面积冰分布
平均3000－5000m。 冬季我国2000－3000m 夏季我国0°C等温线
在4000－5000m
云中的积冰
复习、p59
积云、积雨云——中上部强度大，可积明冰。云顶、 边缘稍弱。云下不积冰。 层云、层积云——强度小于积云，常弱、中积冰。 范围大。上部比下部强。冬季。
rime ice 冰晶态积冰：
雾凇：
特征：粒状冰晶，粗糙，不透明冰层；
环境：－20 °C混合云中飞行、层云。小水滴瞬间冻结，机翼前缘 危害：机翼变形、破坏升力
霜:
特征：白色冰晶，不透明；
环境：晴空飞行。水汽凝华
3 积冰强度
微 Trace ice 轻 Light icing
p57 表7－1
云类
层云
层积云 雨层云 高层云 高积云 淡积云 浓积云 积雨云
云滴平 6 均半径 平均含 0.25 水量
8
10
5
7
9
24
20
0.14
0.40
积冰气候区划
True? False?
飞机积冰的预防和清除
强的积冰多发生在云中温度为0 －-150C的区域内。因此，飞 行前应着重了解飞行区域中的 云、降水和温度的分布，特别 使0－-150C等温线的位臵。 这样，就可以结合飞机的飞行 速度等条件来判明可能发生积 冰的区域。
积冰对飞 的影响：
飞机重量增 加，操纵困 难。
无积冰
飞机积冰
1、积冰形成
积冰形成： supercooled state，
水滴大 机表温度低 when an aircraft strikes a supercooled drop, part of the drop freezes instantaneously. The way in which the remaining portion freezes determines the type of icing.
中度积冰
中度积冰只 要持续很短时间 就会对飞行造成 威胁，因此必须 启用防冰除冰设 备，并且如果预 计持续的时间略 长，则要求改变 高度或航径。
严重积冰
在严重积 冰的环境下， 防冰除冰设备 已经无法将冰 层除去或防止 积冰增加，需 要立即改变高 度或航径。
各种强度积冰发生的频率
补充: 影响积冰强度的因子
积冰种类： 明冰clear ice： 特点：透明、光滑，冻结牢固；
环境：冻雨中、大水滴0——10°C的过冷云中飞行。 危害: 最严重、积冰最快、附着牢固、不易去除
毛冰mixed ice：
特点：粗糙，比较牢固，白瓷色泽不透明；
环境：－5——－20 ° C过冷云或混合云中飞行。水滴不均，可冰晶
危害：牢固不易除、粗糙破坏升力增加阻力
中 Moderate icing
强 Severe icing
Hale Waihona Puke Baidu
微量积冰
微量积冰指冰层的生成速度略大于其升华 速度，这种积冰没有明显危害，无需启动防冰 除冰设备，也无需改变飞行高度或航径，除非 这种积冰达到1小时以上。
轻度积冰
轻度积冰指 如果这种积冰持 续1小时以上，则 对飞行将构成威 胁，因此间断使 用防冰除冰设备 成为必要，如果 需要在这种环境 中长时间飞行， 则必须改变高度 或改变航径。
远，碰上机体的水滴少，积冰强度弱。
另：云中温度0－2 ° C可产生积冰。条件：云中相对湿
度小于100％，飞行速度不大。过程：水滴在机体表面 蒸发降温超过动力增温，机表温度低于0 ° C。
影响积冰强度的因子：
– 云中过冷水含量和水滴 的大小 – 飞行速度 – 积冰部位的曲率半径 在一个相同的积冰天 气环境下，积冰的强 度取决于飞机的类型， 飞机的设计，飞行的 高度，飞行的速度等 因素。
高积云——弱积冰。
雨层云、高层云——积冰不强。但锋线附近的可强 积冰。
卷云、卷层云、卷积云——冰晶为主，偶有弱积冰。
飞机积冰与云状的关系：
积雨云和浓积云中积冰概率最大 层积云、高积云、层云其次 雨层云和高层云中积冰概率较小 卷状云中发生积冰的概率最小
云滴平均半径，以浓 积云和积雨云最大， 高层云最小；云中平 均含水量，以积雨云、 浓积云和淡积云最大， 层云和层积云最小
积冰的预防
措施 inclosing p62
Ice removal equipment、




ice protection system、 de-icing/anti-icing equipment In stratiform clouds, climb or descend out of the visible moisture; or to an altitude where the temperature is above freezing or lower than –10°C/14 ° F. If encounter cumuliform clouds, change course or descend to lower altitude. If encounter freezing rain, immediate action is to climb into the warmer air above. Or make a reversing course－descend to a lower altitude. Always remove all frost before flight. 高速飞行
45 40 35
41 32
30 25 20 15 10
12
3
5
2 4 3 2
-15 -20 -25 -30
0
1
0
-35 -40
5
0
-5
-10
热力条件
积冰主要是由于过 冷水滴或降水中的 过冷雨滴冻结形成 的。强的积冰多发 生在云中温度0℃至 －15℃区域内。
积冰与否的临界飞行速 度，可根据云中温度和 动力增温值由下图求得
大型民航客机不容 易积冰，因为高度 高，速度大，防冰 设备强大。但教练 机就不一样。
飞机积冰的形成
云或者降水是形成飞机积冰的 必要条件，其中，云中的过冷水 滴含量是一个关键的因素。
动力条件
云中水滴越大，绕流速度越 快，水滴的惯性力就越大， 水滴在单位时间内聚集在机 翼薄的部位的概率也越大。 所以，机翼前缘、空速管和 天线等部位最容易形成积冰。
Ch7 积冰 Icing
积冰使飞机空气动力性能变坏： 破坏流线型，正面阻力增大、升力和推力减 小、重量增加。 操纵困难。
飞机积冰对飞行安全的影响
105起致命的事故 中，27%由气象原 因导致的
无论什么飞机，一旦发 生积冰，它的气动性能 就会变坏。积冰会破坏 飞机的流线型，使正面 阻力增大，升力和推力 减小，使飞机重量增加， 操纵困难。
当飞机从温度低于零度的大气中进 入温度高于零度的大气中时，由于 机体表面保持较低温度，因此碰到 温度高于零度的水滴时也可能发生 积冰
4、我国积冰的主要天气形势
冷、暖锋——强积冰在地面锋线附近150－200km。中南
地区冬半年。 静止锋——850 hPa切变线附近 或700 hPa槽前 空中槽前、切变线附近——西北地区冬半年。 低涡——西北涡、西南涡。西北冬半年。700 hpa后倾槽。