В данной статье будет в доступной форме рассказно о том, что такое обледенение самолета, чем оно опасно, и как с ним борются.

Самолет, как известно, летает за счёт подъемной силы, которую создаёт крыло самолёта. Крыло сконструировано таким образом, что при обтекании набегающим воздушным потоком на его верхней поверхности образуется разрежение, а на нижней – зона повышенного давления. Из-за этой разницы давлений и создается подъемная сила, удерживающая самолёт в воздухе.

Всё замечательно, пока состояние поверхностей крыла близко к идеально гладкому, при этом особенно критична чистота и гладкость верхней части. Пока самолёт находится на земле, именно на верхнюю поверхность падают осадки – морось, дождь, снег, которые при определенных обстоятельствах могут превратиться не просто в сугробы, но даже в ледяные наросты. А то и лёд под снегом.

Из-за всего этого может случиться так, что самолет попросту не сможет со всеми этими наростами взлететь. Или сможет, но далеко не улетит, потому что, во-первых, несущие свойства крыла значительно ухудшатся, и самолет сорвется в штопор на первом же развороте. А то и не сможет даже в разворот войти – так как лёд сковал рули управления.

Во время наземной противообледенительной обработки (ПОО) эти отложения необходимо полностью удалить.

В настоящее время такая обработка выполняется специальными противообледенительными жидкостями, (сокращенно - ПОЖ), струями которых и очищается крыло до идеального состояния.

Существуют такие виды ПОЖ, которые обеспечивают защиту от нового образования наледи на крыле в течение некоторого времени, и это время очень сильно зависит от разных факторов. Например, в условиях постоянно выпадающих переохлажденных осадков счёт времени защитного действия идёт на минуты, в то время как при выпадении сухих снежинок защита может держаться более часа.

Существует четыре типа ПОЖ, три из которых применяются в гражданской авиации, и из этих трех чаще всего используются два: первый и четвертый.

Тип I применяется для удаления уже образовавшихся отложений. Обычно это смесь обычной воды с действующим химическим веществом, поэтому и этот тип тоже обеспечивает некоторое время защитного действия.

Тип IV – покрытие уже очищенного крыла с целью защиты от возможного наземного обледенения на некоторое время.

«Некоторое время», в течение которого ПОЖ обеспечивает защиту сильно зависит от условий (температура, осадки) и в любом случае не превышает примерно 30 минут. За это время самолет должен взлететь.

После взлета самолет защищает только его собственная противообледенительная система (ПОС).

Если самолет нормально взлетел, набирал высоту и скорость в течение некоторого времени, можно предположить, что наземная ПОО была проведена нормально.

Более того, химические жидкости составлены таким образом, чтобы естественным путем уйти с крыла во время разбега самолета. Это бывает, но не всегда. На практике случается такое, что жидкость задерживается на крыле надолго. Более того, она может скапливаться в полостях крыла, и при определенных условиях может загустевать вместе с грязью, которую она с крыла смывает, и вот эта адская смесь редко, но метко приводит к сложностям в работе пилотов.

Иногда случается, что противообледенительная обработка на земле была произведена недостаточно хорошо. Например, обработка могла длиться очень долго. А ведь время защитного действия ПОЖ рассчитывается с момента НАЧАЛА обработки, а не от ее окончания.

К сожалению, во многих аэропортах России, где зима длится по 6-9 месяцев, до сих пор нет средств закупить несколько машин для облива. И обработку проводят одной. То есть сначала неспешно польют одно крыло (полукрыло), а потом – так же неторопливо обработают второе. После чего наземный специалист должен осмотреть самолет, и лишь потом доложить экипажу. Все это время самолет обычно стоит с выключенными двигателями, то есть потребуется время на запуск и на руление до полосы. Соответственно, если есть условия активного обледенения, то есть и реальная вероятность того, что жидкость уже перестала защищать лайнер, и, более того, – она может уже и начать оказывать вредное действие.

В таком случае необходимо провести повторную обработку самолета, причем сначала необходимо удалить предыдущий слой химической жидкости.

На оборудованных аэродромах (Домодедово, Шереметьево, Сочи и других) обработку умеют проводить непосредственно у полосы, при этом самолет стоит с работающими двигателями. То есть потери времени защитного действия жидкости минимальны.

И защищает лишь крыло и, если был обработан, – стабилизатор. Обработка не защищает приемники полного и статического давления.

На советских самолётах на стоянке при осадках ставились заглушки на датчики давления - «динамику» (ППД/ПВД) и «статику» (отверстия на плите). После удаления обледенения они снимаются.

На современных самолётах заглушки не ставят, так как датчик расположен сильно выше трубки и магистраль длиной в несколько сантиметров. И носовую часть обливают со стороны хвоста, именно для того, чтобы туда струя не била. Но теоретически - возможно попадание ПОЖ в датчики. Чехлы, заглушки при обливе не ставят, так как на это уходит драгоценное время.

Иногда противообледенительную обработку (ПОО) проводят на земле и при положительной температуре. Например, на улице солнце, жара, +30 градусов и весь полет была ясная погода, но ПОО всё равно проводят. Почему? А потому что есть ещё понятие «топливный лёд». Но это не лёд в топливе! А это тонкий прозрачный лёд который образуется на крыле, в районе топливных баков. Ведь самолет не полностью вырабатывает топливо, часть его остаётся. Но даже если на земле +35°, то на высоте 8-12 км температура за бортом всё равно -50°-60° и авиационный керосин за время полёта прилично остывает. А уже на земле, во влажном теплом воздухе, на поверхности крыла конденсируется влага, а потом может образоваться от холода остывшего керосина в крыле и лёд.

Потому как это не дико смотрится, а обрабатывать надо.

А если самолет заправлен новым топливом, или самолёт долго стоял на земле, то и температура керосина больше, и нет льда, то и обрабатывать не надо.

Все противообледенительные жидкости в своей основе имеют двухатомные спирты (гликоли), плюс различные добавки, присадки и воду в отдельных случаях.

В составе противообледенительных жидкостей (ПОЖ) есть этиленгликоль, либо пропиленгликоль. Пропиленгликоль держится на крыле совершенно одинаково с этиленгликолем, вязкость у них практически одинаковая. Пропиленгликоль более дорогой потому, что является условно ядовитым, в отличие от этиленгликоля, являющегося ядом.

Пропиленгликоль также является пищевой влагоудерживающей добавкой, к хлебобулочным изделиям, чтобы они по полгода не черствели, и входит в состав жидкости для электронных сигарет. Он условно ядовитый потому, что чтобы получить отравление, надо принять его внутрь больше, чем это возможно физически.

Например, в Домодедово используют этиленгликоль, который токсичен, но не летуч. Недавно аэропорт озадачился закупкой систем контроля сточных и ливневых вод на предмет контроля концентрации этиленгликоля, так как его уже столько в округе, что уже в грунтовых водах его находят, а это очень опасно для людей, живущих около аэропорта (декабрь 2021 года).

В военной авиации до сих пор кое-где этиловый спирт применяется для омывания стекол кабины экипажа (например Ту-22М3).

Все большие и очень многие небольшие самолеты оборудованы противообледенительными системами (ПОС), которые предназначены для защиты от обледенения:

• передней, входной, части двигателей
• передней кромки крыла.

Уточним: не только для защиты, но и для удаления уже образовавшегося льда.

В полете лёд может налипнуть на выступающие элементы конструкции, например, на передние кромки крыла.

К тому же, налипший лёд увеличивает массу самолета, может привести к заклиниванию рулей и ухудшению динамики полёта, к падению высоты и скорости полёта.

Иногда в полёте происходит такое обледенение, при котором даже самые эффективные системы не справляются. В зоне интенсивного обледенения само обледенение может происходить достаточно быстро. Кроме того, в условиях активного обледенения лёд, подтаивающий на передней кромке из-за действия противообледенительной системы, начинает растекаться по верхней поверхности крыла и замерзать на ней, что тоже приводит к ухудшению подъёмной силы крыла.

Из-за обледенения лопаток двигателя он может перейти в неустойчивый режим работы и даже самовыключиться.

Необычное сочетание влажности воздуха, температуры окружающей среды и скорости могут привести в ВЗРЫВНОМУ образованию наледи. Это и называется условиями обледенения. Например, на лопатках двигателя, створках шасси и всех поверхностях передней части самолета может образоваться наледь в два сантиметра, а на задних частях полукрыльев, в нишах закрылков - более 5 сантиметров льда. На земле такой самолёт могут отогревать более часа.

К примеру, когда воздушное судно проходит зоны со сверхинтенсивным обледенением, неравномерность льда на всех поверхностях может привести к увеличению веса, изменению центровки самолёта и его управляемости. Автопилот может отключиться, что существенно повышает риск раскачивания и сваливания. И всё это может происходить достаточно быстро.

Из-за всех этих факторов пилоты стремятся как можно быстрее выйти из зоны, где происходит такое обледенение.

Способов бороться с обледенением самолёта в воздухе несколько. Наибольшее распространение получила подача горячего воздуха во внутренности направляющего аппарата двигателя и нагрев таким же горячим воздухом передней кромки крыла. Горячий воздух отбирается от компрессоров двигателей, что приводит к некоторому снижению мощности силовой установки самолета.

Однако, есть еще одна очень неприятная особенность полета при очень сильном обледенении – могут замерзнуть датчики, с помощью которых самолет определяет важнейшие параметры: скорость и высоту полета. Несмотря на то, что такие датчики – все или часть из них (это зависит от модели самолета) - имеют собственные системы обогрева, ситуация может быть такой, что они не справляются с обледенением. И тогда создаётся критическая ситуация для пилотов – приборы начинают врать, и надо это как-то, во-первых, распознать, а во-вторых – безопасно посадить лайнер.

Например, на самолёте Аirbus A320 имеется ровно 3 ADR (Air Data Reference - система воздушных сигналов), каждая из которых использует:

1. Приемники полного давления (трубка Пито)
2. Приемники статического давления
3. Датчики угла атаки (УА).

Все эти датчики имеют достаточно мощные электрообогревы. В случае их отказов предусмотрена индикация для экипажа. А так как практически невероятен отказ обогревов однотипных датчиков у разных ADR, то экипаж просто выключил бы ту ADR, с чьим датчиком возникли проблемы и полетел бы дальше. Однако, стихия есть стихия. Потому вполне можно допустить попадание самолета в такие условия, где обогревы бы могли не справиться.

Датчики полного давления имеют свою электрическую систему обогрева. Датчики динамического давления, которые торчат слева-справа по борту в районе кабины самолёта, разогреваются до очень высоких температур. На этих трубках даже видны цветные разводы (побежалости) вследствие воздействия на металл высокой температуры.

Датчики статического обогреваются меньшими температурами, так зоны установки на подвержены интенсивному обледенению. А также есть резервный датчик статики, установленный в нише передней опоры, где обледенение полностью исключено.

На некоторых самолётах (например, на Airbus 320, 321) противообледенительная система (ПОС) включается автоматически при запуске любого двигателя. Например, обогрев датчиков на А320 включается кнопкой на потолочной панели. Соответственно, если ее нажать, загорится надпись «ON» - «Включено». А если не нажимать, то обогрев будет работать в режиме «Auto» - «Автомат».

В этом режиме обогрев:

• выключен при обесточенном самолете
• работает на минимальной мощности, пока самолет на земле
• работает на максимальной мощности, как только самолет отрывается от земли (включение происходит сразу после срабатывания концевых выключателей на шасси).

Обогрев крыла Airbus рекомендует включать при попадании в условия обледенения, а вот обогрев двигателей (их входных устройств) - всегда, когда есть хоть малейший намек на предстоящее попадание в такие условия.

На ТУ-154 обогрев приёмников воздушного давления допускалось (ПВД) включать на земле максимум за 2 минуты до взлёта, в противном случае подогрев мог выйти из строя из-за перегрева. В чек-листе перед стартом экипаж обязан был доложить под запись «обогрев ППД включен, к взлёту готов!». На Ту-154, если не включить обогрев датчиков на земле, то он включится автоматически при разжатии основных стоек шасси после взлета.

Ил-76. «ПВД, ДУА автомат-ручное (в автомате вкл. при отрыве , в условиях обледенения, при +5 и ниже перед взлетом в ручное), стекла, слабо-сильно. Слабо после запуска. Обогрев ВНА постоянно, включается после запуска вручную. Все контролируется по табло, по карте . Плюс указатель обледенения в мм. с цветными секторами. Крыло и стабилизатор в ручном режиме, стабилизатор можно переключить в 2 положения выше -20 и ниже -20 разный ток пойдет. Летели в МВЗ все грелось так как тысячи 3-4 было. После замерзания стекла на сильно. ПВД в ручное продублировали. Стабилизатор на ниже -20. А над Китаем только ВНА , ПВД и стекла слабо так как высоко шли».

При исправной и работающей системе обогрева этих датчиков их обледенение маловероятно. В пример - катастрофа Ан-148 Саратовских авиалиний в Домодедово. Причина - экипаж не включил обогревы ППД. В отчете МАК сказано, что в инструкция предусматривает отключение обогрева датчиков в случае длительного ожидания во избежание перегрева. Тот экипаж как раз ожидал разрешения и отключил обогрев.

Если обледенели приемники полного или статического давления (но они не могут мгновенно обледенеть абсолютно одинаково), то возникнет разница в показаниях приборной скорости на разных ADR. Самолет непрерывно сравнивает их показания между собой и, если они начинают отличаться на величину больше допустимого, то возникает ситуация «Unreliable Speed» (недостоверные показания приборной скорости). Самолет просто не понимает, показаниям какой из систем верить.

В этом случае экипаж должен незамедлительно выполнить «Memory Items» - действия по памяти - установить заданное соотношение тангажа и режима двигателей.

Установка этих значений позволяет стабилизировать самолет на заведомо безопасной скорости, после чего (уже без дефицита времени), в специальных таблицах можно найти эти же значения, но уже в привязке к текущей массе воздушного судна и вычислить по ним, какая должна быть скорость. Если хоть на одном приборе будет такая же - его можно считать исправным и пользоваться им.

Действия пилота просты:

• AP, Autothrust, Flight Directors - OFF.
• Above thrust reduction altitude and below FL100 - set thrust CLIMB, pitch 10 degrees.
• Flaps - maintain current config.
• L/G - up.
• Speedbrake - check retract.

Это действия по памяти и все пилоты их помнят наизусть. Набор высоты при этом будет минимальным.

В случае отказа ADR закон управления самолетом деградирует из Normal Law до Alternate Law.

Датчик угла атаки

Если обледенели датчики угла атаки - это ещё хуже. В Airbus А321 есть функция - Alpha Protection (Защита от превышения угла атаки). Эта функция нужна для того, чтобы самолет ни при каких условиях не мог свалиться в штопор. Функция нужная, полезная и реально неоднократно спасавшая, но… Если датчики угла атаки начнут врать, то система может подумать, что самолет находиться на грани сваливания и начнет опускать нос, стремясь спасти его. Такие случаи уже были (и именно из-за обмерзания датчиков угла атаки). В этом случае спасает отключение двух ADR из трех, что приводит самолет к переходу в Alternate Law - альтернативный закон управления, где эта функция не работает.

Если говорить про компьютеризированные лайнеры, такие как Airbus серии 320 или Sukhoi Superjet, то недостоверные показания приборной скорости приводят к деградации системы управления самолетом, то есть к ситуации, в которой автоматика перестает помогать пилоту частично или даже полностью. Управление переходит в не самый привычный для пилота режим прямого управления - Direct Mode. А если при этом ещё и болтанка вокруг… Сами понимаете, пилотам в такой ситуации достаточно сложно.

Для такой ситуации есть стандартные инструкции, что и как делать. Первое - это собственно определить, что попал в зону обледенения, а потом по инструкции.

Противообледенительные системы на самолётах работают эфФективно, если они включены вовремя. Если обогрев датчиков воздушного давления включён заблаговременно, что определяется руководством по лётной эксплуатации, то риск их обледенения и закупорки льдом - минимальный.

В режиме сильного обледенения пассажиры могут испытать неповторимые ощущения – лайнер может крениться из стороны в сторону, причем временами очень значительно, может быть сильная потеря высоты.

И только мастерство пилотов позволит собрать волю в кулак, восстановить контроль над самолетом и совершить в итоге безопасную посадку. Секунда растерянности может привести к страшной трагедии. Потому даже невозможно представить напряжение, которое испытывают пилоты в такие моменты.

Существуют строгие нормативы противообледенительной обработки (ПОО), которые зависят от погодных условий. Они применяются ко всем типам самолетов, вне зависимости от того, насколько они современные или устаревшие.

Как правило, противообледенительная обработка происходит за 10-15 минут до взлета. Если взлет по каким-то причинам не удалось произвести, то процедуру надо повторить.

Обледенеть в воздухе после взлета маловероятно, поскольку во время полета работает противообледенительная система самого самолета. Однако во время взлета она отключена, потому что забирает слишком много мощности двигателя. Потому задача пилотов - вовремя включить противообледенительную систему или проконтролировать её автоматическое включение.

Следующие авиационные катастрофы и происшествия произошли из-за обледенения воздушного судна в воздухе:

Рекомендуем: Семейная Энциклопедия Здоровья ⇒ Что должен знать современный человек? ⇒ Самоанализ. Работа над собой

Вы также можете оставить свои комментарии в разделе «Обсуждение» внизу страницы.

Рекомендуем оформить подписку на новости данного раздела. Для этого нажмите на кнопку «Подписаться», расположенную внизу каждой страницы.

Вернуться на Оглавление