谈飞机积冰与飞行安全

谈飞机积冰与飞行安全

[摘要]综上所述，飞机积冰严重影响飞行安全，尤其新疆冬季寒冷漫长，每个飞行人员都应重视冬季飞行的特点，及早对各种天气作出正确评估，与签派和空中管制部门做好沟通，同时合理并及时地使用机上的防冰设备，严格遵守法规和机组操作手册的规范，从而保证飞行顺利与安全。

一、引言

飞机作为现代化的高效率的运输工具，给人们出行带来了极大方便。保证飞行安全是

各国航空公司最关心的头等大事，也是每个乘机旅客最大的愿望。尽管飞机性能不断提高，地面保障设备不断改善，但天气原因仍是影响飞行安全的重要因素之一，如颠簸、

风切变、雷雨、积冰、低云低能见度等危险天气。对于冬季飞行来讲，影响飞行安全的

重要“天敌”就是飞机积冰。

我们来看看下列几起事故：

1）1989年3月10曰，安大略航空公司一架福克28飞机，在雪暴中等待起飞30分

钟后未除冰，翼面结冰造成飞机坠毁。

2）1990年2月17曰，瑞安国际航空公司一架DC-9-10飞机，在雪暴天气中装载邮

件35分钟后未除冰，导致飞机失事。

3）1991年12月27曰，北欧航空公司一架麦道-81飞机，在结冰天气条件下停放了

一夜，机翼表面靠近机身处的薄冰破碎后被吸入发动机。

4）1992年3月22曰，合众国航空公司一架福克28飞机在雪暴中起飞失事，联邦航

空局认为是结冰造成的。

5）1993年3月5曰，马其顿航空公司一架福克100飞机，起飞后爬升失速坠地。经

过调查，当时温度低、湿度大、下着中雪，飞机起飞前未除冰。

6）1994年10月31曰，美利坚鹰航空公司一架ATR72飞机，在结冰气象条件下等

待批准下降高度37分钟。向机场进近时，机翼除冰设备后面形成冰脊造成飞机急速滚转

坠毁。

7）1995年12月13曰，巴纳特航空公司一架安-24飞机，起飞后爬升到大约500英尺时，失去高度并坠毁。当时机场下着雪并有强风，专家们分析，有可能是机翼结冰造成的。

在第一起事故中，航空公司的驾驶员很显然认为飞机外部6-13毫米厚的积雪在飞机起飞时会被吹掉，而福克28飞机的低温适应油箱造成机翼上的湿雪结冰。

在第二起事故中，机组人员没有认识到干燥的高吹雪是一种威胁，DC-9飞机飞行中机翼防冰系统产生的热，融化了机翼上的雪，装载邮件的35分钟后，机翼冷却，融化的积雪又重新结成了冰。

在第三起事故中，麦道-81飞机在机场停放一夜，虽然进行了除冰，但是没有注意到低温造成内翼油箱上结成透明的冰。飞机起飞前抬前轮时，透明的冰马上破裂并被吸入尾部发动机。

第四起事故中，福克28飞机起飞前曾在拉瓜迪亚机场两次除冰。在第二次除冰后，又在雪暴中排队等候30分钟才起飞，使用的除冰液有效时间没有这么长。

从以上几起事故中可以看出，飞机外部结冰，特别是机翼表面结冰严重影响飞行安全。即使冰或雪或霜造成轻微污染也能损害翼面，相当于中粒砂纸的冰粗糙度可导致操纵品质降低到危险程度和失速范围。根据风洞试验数据，直径1~2毫米、食盐大小的细小霜粒或冰粒，按每平方厘米一个的密度稀疏分布在机翼上表面，造成机翼上表面粗糙，会使最大升力系数在地面效应和自由空气两种条件下分别损失22%和33%。其造成的升力损失之大，足以使具有高性能的超临界翼型机翼的飞机无法起飞。

波音公司的试验表明，砂纸般粗糙度的机翼表面使板条机翼的最大升力降低32%，而且在振杆器发出失速报警前失速。平直机翼螺旋桨飞机和有前缘增升装置的后掠翼喷气机都受薄冰的不利影响。试验表明，翼面升力对翼弦最初20%的平滑绕流很敏感，哪怕很薄的一层冰也会妨害附面层，造成阻力增加并导致早期气流分离。（如下图正常翼面气流图与结冰时的气流分离图）：

二、了解飞机积冰

1、积冰的形成

飞机结冰是指飞机机体表面某些部位聚集冰层的现象。它主要由云中过冷水滴或降水中的过冷雨碰到飞机机体后结冰形成的，也可由水汽直接在机体表面凝华而成。飞机在云中飞行时间过长易导致积冰。在寒冷季节，地面露天停放的飞机也会形成积冰。（一）结冰条件

（1）天气条件：

a.在地面，飞机容易积聚结冰的天气条件：

（a）冻雨毛毛雨：外界温度在0°C以下时，过冷状态的雨滴一旦与地面物体接触便容易结冰；

（b）冻结的降水，如雪、雨夹雪或冰雹。雪的种类（湿雪/干雪）与温度、露点有关。湿雪、温度和露点相互之差通常在1°C以内，外界温度大约在-4°C至1°C之间。干雪出现于、露点相差5°C以上，两者的外界温度在-8°C以下；

（c）过冷的地面雾的冷低云：在寒冷天气条件下，带有过冷水滴的云会在物体表面结冰；

（d）温度在冰点或以下，相对湿度很高的情况下，飞机表面会形成霜。飞机停场过夜时以及飞机从巡航高度下降着陆后，飞机表面、燃油温度仍保持在冰点以下时，霜的积聚是很常见的。

（2）地面条件：冰的积聚还可以来自其它地面运作或地面运行；

a.在有水气、雪水或雪地停机坪、滑行道和跑道上运作；

b.由于地面风、其它飞机或地面辅助设备不断把雪吹起来。

2、冰的类型

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。

3、结冰的种类

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15%，而混合冰约占55%左右。

（1）轻度结冰：如果在这种环境下长时间飞行的话（超过1小时），可能会影响飞行。如果间断使用除冰/防冰设备除掉/防止冰的积聚，则不会影响飞行；

（2）中度结冰：积聚率很快，甚至短时间内就会构成危险，因此需要使用除冰/防冰设备或改航；

（3）严重结冰：积聚率非常快，除冰/防冰设备也不能减少或控制危险，必须立即改航。这种情况需要向ATC报告。

4、空中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）