Путешествия и самолёты. Жидкость против обледенения для самолетов и взлетно- посадочных полос
Если вам когда-нибудь приходилось отправляться в путешествие на самолете в холодное время года, с высокой долей вероятности, взглянув в иллюминатор перед вылетом, вы могли заметить специальные машины, распыляющие противообледенительную жидкость на крылья. Пассажиры часто интересуются, почему так важно, чтобы самолет был очищен от снега и льда перед взлетом. Дело в том, что крыло и хвостовое оперение самолета имеют определенную форму, благодаря которой создается подъемная сила. Снег или лед изменяют профиль аэродинамических поверхностей, из-за чего нарушается их обтекание воздушным потоком, что влечет за собой значительную потерю подъемной силы. Кроме того, увеличивается вес самолета, что также влияет на безопасный взлет и набор высоты. В 2010 году в Тюмене произошла катастрофа самолета ATR-72. Расследование катастрофы показало, что непроведение противообледенительной обработки перед вылетом привело к потере скорости и сваливанию непосредственно после взлета.
Обтекание обледенелого крыла воздушным потоком.
Ни для кого не секрет, что облив – довольно дорогостоящая процедура, и многие авиакомпании раньше старались по возможности экономить на его проведении. На начало 2015 года средняя цена на обработку самолета А320 в российских аэропортах составляла около 10000 рублей без стоимости жидкости. Жидкость в зависимости от типа стоит от 100 до 150 рублей за литр. Как правило, на обработку самолета А320 уходит 200-300 литров, а при неблагоприятных метеоусловиях значительно больше.
После катастрофы в Тюмени отношение к противообледенительной обработке (сокращенно ПОО ) изменилось. Большинство российских перевозчиков ввели так называемую концепцию чистого воздушного судна, согласно которой, никто не имеет право выпускать самолет в рейс или предпринимать попытку взлета, если на его критических поверхностях имеются снег или лед.
К критическим поверхностям относятся крылья, включая механизацию крыла, хвостовое оперение, фюзеляж, гондолы и воздухозаборники двигателей.
Решение на проведение обработки самолета принимает командир совместно с техническим персоналом, при этом, если мнения о необходимости облива расходятся, обработка все равно производится.
Методы удаления обледенения.
Существует три метода очистки воздушного судна от снежно-ледяных отложений: механический , воздушно-тепловой и физико-химический .
Механический способ представляет собой ручную очистку поверхностей самолета на подобии очистки автомобиля. Это самый дешевый способ, однако ввиду большой трудоемкости и длительности процесса активно применяется лишь в военно-воздушных силах.
Воздушно тепловой способ подразумевает использование специальных обдувочных машин на основе реактивных двигателей. Данный способ был широко распространен в СССР, однако современные самолеты иностранного производства ввиду высокой вероятности повреждения обшивки так не обрабатывают.
Физико-химический способ представляет собой облив самолета специальной жидкостью, собственно этот способ является самым массовым, о нем и пойдет речь дальше. Для облива используются специальные машины, в зависимости от размера самолета варьируется и их количество.
Обработка самолета Ан-124 шестью машинами.
Противообледенительная жидкость.
Противообледенительная жидкость (сокращенно ПОЖ ) – как правило, это подогретая смесь гликоля и воды. В зависимости от условий применения и назначения обработки применяются различные виды жидкости в чистом виде или разведенные водой в той или иной пропорции.
Существует четыре типа ПОЖ :
- Тип I : предназначен для удаления обледенения. В целях экономии может разбавляется водой. Практически не имеет защитного действия, так как в составе жидкости отсутствуют загустители;
- Тип II : в состав жидкости входят загустители. Назначение — защита от обледенения. Обладает довольно небольшим временем защитного действия;
- Тип III аналогичен типу II, но имеет меньшую концентрацию загустителей и применяется для турбовинтовых самолетов с низкой скоростью отрыва при взлете;
- Тип IV – основной тип жидкости, используемый для защиты от обледенения, имеет высокую концентрацию загущающих присадок, в результате чего достигается более длительный период защитного действия.
Многие производители для удобства наземных служб и летного состава добавляют в жидкость красители, таким образом можно визуально определить тип применяемой жидкости.
Окрашенная ПОЖ различных типов.
De-icing и anti-icing, в чем разница?
Для безопасного взлета недостаточно только удалить отложения с критических поверхностей воздушного судна, необходимо также предотвратить их последующее появление вплоть до момента взлета.
Если требуется только очистить самолет от снега и льда, проводится обработка в один этап, ее называют de-icing .
Если же сохраняются условия для обледенения (идет снег или переохлажденный дождь), проводится обработка в два этапа, при этом второй этап обеспечивает защиту воздушного судна от обледенения до момента взлета (anti-icing ). Жидкость для предотвращения обледенения имеет значительно большую концентрацию и определенный промежуток времени не дает осадкам замерзать. Кроме того, в нее добавляются загущающие присадки, что позволяет обеспечить большее время защиты.
Обработка крыла защитной жидкостью.
Длительность защитного действия зависит от вида и интенсивности осадков, температуры, использовавшейся для обработки жидкости. Она определяется экипажем по специальным таблицам, при этом за время начало защитного действия принимается время начала, а не окончания обработки. В случае если взлет не произведен до окончания защитного действия ПОЖ, и сохраняются условия для обледенения, командир обязан запросить повторную обработку самолета. Эта проблема особенно актуальна для крупных аэродромов, где зачастую скапливается большая очередь на взлет. Во многих зарубежных аэропортах существует практика обработки самолета непосредственно перед взлетом на специально оборудованных стоянках, в России подобных стоянок пока ни на одном аэродроме нет.
Специальные стоянки для облива в непосредственной близости от ВПП (аэропорт Цюрих).
Как уже говорилось, противообледенительная обработка применяется только для защиты от обледенения на земле. В процессе взлета под действием набегающего потока остатки жидкости стекают с самолета. В полете борьба с обледенением осуществляется с помощью штатных систем воздушного судна. Существует несколько методов предотвращения обледенения в полете. На большинстве пассажирских самолетов горячий воздух из двигателей используется для нагрева передней кромки крыла, стабилизатора и воздухозаборников двигателей.
Статистика говорит о том, что процент погибших в результате авиакатастроф значительно ниже, чем в случаях с другими видами транспорта. Обледенение самолета — частая причина аварий, поэтому борьбе с ней уделяют повышенное внимание. При крушении поезда, судна или автоаварии у людей есть достаточно высокие шансы выжить. Падения же воздушных лайнеров, за редким исключением, приводят к гибели всех пассажиров.
К чему приводит обледенение
Чаще всего обледенению подвергаются следующие части корпуса самолета:
- хвостовое оперение и передние кромки крыльев;
- воздухозаборники двигателей;
- лопасти винтов у соответствующих типов двигателей.
Образование льда на крыльях и хвосте приводит к увеличению сопротивления, ухудшению устойчивости и управляемости воздушного судна. В самых худших случаях органы управления (элероны, закрылки и т. д.) могут просто примерзнуть к крылу, и управление самолетом будет частично или полностью парализовано.
Обледенение воздухозаборников нарушает равномерность входящих в двигатели. Следствие этого — неравномерная работа моторов и ухудшение тяги, сбои в работе агрегатов. Появляются вибрации, которые могут привести к полному разрушению двигателей.
У самолетов с винто-вентиляторными и турбовинтовыми двигателями обледенение кромок лопастей винтов вызывают серьезное уменьшение скорости полета из-за падения коэффициента полезного действия винтов. В результате судно может «не дотянуть» до места назначения, т. к. расход топлива при меньшей скорости остается прежним или даже возрастает.
Наземное обледенение самолета
Обледенение бывает наземным или происходит в полете. В первом случае условия обледенения самолета следующие:
- В ясную погоду при отрицательных температурах поверхность самолета охлаждается сильнее, чем окружающая атмосфера. Из-за этого содержащиеся в воздухе водяные пары превращаются в лед — возникает иней или изморозь. Толщина налета обычно не превышает нескольких миллиметров. Он легко удаляется даже вручную.
- При околонулевых температурах и высокой влажности переохлажденная вода, содержащаяся в атмосфере, оседает на кузове самолета в виде налета. В зависимости от конкретных погодных условий налет бывает различным — от прозрачного при более высоких температурах до матового, похожего на иней, при более низких.
- Замерзание на поверхности самолета тумана, дождя или мокрого снега. Образуется не только в результате атмосферных осадков, но и при попадании на корпус снега и слякоти с земли при рулении.
Существует также такая разновидность явления, как «топливный лед». Когда керосин в баках имеет более низкую температуру, чем окружающий воздух, в районе расположения баков начинается оседание атмосферной воды и образование наледи. Толщина слоя иногда достигает 15 мм и более. Этот вид обледенения самолета опасен тем, что осадок чаще всего бывает прозрачным, его трудно заметить. К тому же осадок образуется только в зоне топливных баков, при этом остальная часть кузова самолета остается чистой.
Обледенение в воздухе
Другой вид обледенения самолета — образование льда на корпусе судна непосредственно во время полета. Происходит при полете в условиях холодного дождя, мороси, мокрого снега или тумана. Лед образуется чаще всего на крыльях, хвостовом оперении, двигателях и других выступающих частях кузова.
Скорость образования ледяной корки бывает различной и зависит как от погодных условий, так и от конструкции самолета. Отмечены случаи образования налета со скоростью 25 мм в минуту. Скорость движения воздушного судна здесь играет двоякую роль — до определенного порога она способствует усилению обледенения самолета из-за того, что за единицу времени на поверхность самолета попадает большее количество влаги. Но затем при дальнейшем ускорении поверхность разогревается от трения о воздух, и интенсивность образования льда снижается.
Обледенение самолета в полете происходит чаще всего на высотах до 5 000 метров. Поэтому заранее предельное внимание уделяется изучению погодных условий в районе взлета и посадки. Обледенение на больших высотах встречается крайне редко, но все же возможно.
Борьба с обледенением с помощью ПОЖ
Главную роль в предотвращении наледи играет обработка самолетов противообледенительной жидкостью (ПОЖ). Лидеры в производстве антиобледенительных средств — американская The Dow Chemical Company и канадская Cryotech Deicing Technology. Компании постоянно расширяют и совершенствуют линейку своих реагентов.
Приоритетными направлениями исследований являются скорость удаления льда и длительность защиты самолета от обледенения. За эти процессы отвечают разные типы поэтому обработка самолета всегда проводится в два этапа. Всего существует четыре типа реагентов, которые применяются при обработке воздушного судна. Жидкости первого типа отвечают за удаление имеющейся наледи с корпуса самолета. Составы II, III и IV типов служат для защиты кузова от обледенения в течение определенного времени.
Обработка самолета на земле
Сначала самолет обрабатывают жидкостью типа I, разбавленной горячей водой до температуры 60-80 0 С. Концентрацию реагента выбирают, исходя из погодных условий. В состав часто включают краситель, чтобы обслуживающий персонал мог контролировать равномерность покрытия самолета жидкостью. Кроме того, специальные вещества, входящие в состав ПОЖ, улучшают покрытие поверхности средством.
Вторым этапом идет обработка следующей жидкостью, чаще всего типа IV. Она в целом идентична составу типа II, но производится по более современной технологии. Тип III чаще всего используют для обработки от обледенения самолетов различных местных авиалиний. Жидкость IV типа распыляют в чистом виде и, в отличие от типа I, с низкой скоростью. Цель обработки — добиться, чтобы самолет был равномерно покрыт толстой пленкой состава, который не позволяет воде замерзать на поверхности самолета.
В процессе действия пленка постепенно "тает", реагируя с осадками. Производители ведут исследования, призванные увеличить время действия защитного слоя. Также изучаются возможности минимизации воздействия вредных компонентов противообледенительных жидкостей на окружающую среду. В целом же ПОЖ на данный момент остаются лучшим средством борьбы с обледенением самолетов.
Противообледенительные системы
Составы, которыми обрабатывают воздушные суда на земле, специально сделаны так, что при взлете они «сдуваются» с поверхности кузова, чтобы не уменьшать подъемную силу. Тогда эстафету принимают датчики обледенения самолета. Они в нужный момент подают команду вступить в действие системам, предотвращающим образование льда в процессе полета. Они делятся на механические, химические и термические (воздушно-тепловые и электротепловые).
Механические системы
Основаны на принципе искусственной деформации наружной поверхности корпуса судна, в результате чего лед раскалывается и сдувается встречным воздушным потоком. Например, на крыльях и оперении самолета укрепляются резиновые протекторы с системой воздушных камер внутри. После начала обледенения самолета сжатый воздух подается сначала в центральную камеру, которая раскалывает лед. Затем надуваются боковые отсеки и сбрасывают лед с поверхности.
Химические системы
Действие такой системы основано на использовании реагентов, которые в соединении с водой образуют смеси с низкой температурой замерзания. Поверхность нужного участка корпуса самолета покрывается специальным пористым материалом, через который и подается жидкость, растворяющая лед. Химические системы широко применялись на воздушных судах в середине XX века, однако сейчас их используют в основном как резервный способ очистки лобовых стекол.
Термические системы
В этих системах обледенение ликвидируется нагревом поверхности горячим воздухом и отработанными газами, забираемыми из двигателей, или электричеством. В последнем случае поверхность нагревается не постоянно, а периодически. Некоторому количеству льда позволяют намерзнуть, после чего включают систему. Замерзшая вода отделяется от поверхности, и ее уносит воздушный поток. Таким образом растаявший лед не растекается по корпусу самолета.
Самая современная разработка в этой сфере — электротепловая система, изобретенная компанией GKN. На крылья самолета наносится специальная полимерная пленка с добавлением жидкого металла. Она берет энергию от бортовой системы самолета и поддерживает температуру на поверхности крыла от 7 до 21 0 С. Эта новейшая система широко применяется на лайнерах Boeing 787.
Несмотря на все «навороченные» системы безопасности, обледенение требует предельного внимания со стороны человека. Маленькая невнимательность часто приводила к большим трагедиям. Поэтому, несмотря на стремительное развития техники, безопасность людей по-прежнему во многом зависит от них самих.
Зима в этом году началась сурово - сначала подморозило, а теперь заваливает снегом. Условия - в самый раз для того, чтобы посмотреть как происходит деайсинг.
(Всего 22 фото + 1 видео)
Спонсор поста: Заправка картриджей – наша профессия. Довертесь профессионалам! Заправка картриджей Xerox от компании Тонгруп. Телефон: +38044-5373690. С нами Вы всегда будете спокойны за свою оргтехнику!Источник: Жжурнал/q-rex
После всех согласований для съёмки выбрали 10 число, поэтому после открытия перехода на Белорусской я, с пятиминутным заездом домой, помчался на Павелецкий вокзал.
О том, что я увидел в Домодедово и о том, как происходит процедура деайсинга - смотрите в этом репортаже.
1. Снегоочистительная техника работает круглосуточно. Жутковатые агрегаты с огромными ковшами и щётками сметают снег с рулёжных дорожек на лётном поле, а взлётные полосы поливаются реагентами. (по клику - 1600x730)
2. Если говорить техническим языком, то деайсинг (или, по-нашему, противообледенительная обработка воздушного судна) - это процедура очистки аэродинамических поверхностей от налипшего снега и образовавшегося инея и покрытие их защитным составом. Если по-простому - «поливают самолёт всякой гадостью».
3. О том, что бывает, если обработку не провести или провести неправильно - можно посмотреть вот в этой замечательной документалке . Можно ещё вспомнить крушение Як-40, в котором погиб Артём Боровик.
Попытаюсь объяснить популярно. Крылья и хвостовое оперение самолёта - особо сконструированные поверхности, форма которых идеально расчитана, чтобы обеспечивать полёт (за счёт разницы давления над и под поверхностью). Если образуется наледь или прилипает снег - форма меняется, аэродинамика ухудшается и самолёт уже не может «держаться за воздух» - появляется тенденция к сваливанию. Проще говоря, самолёт начинает падать.
Какие ещё неприятности могут случиться - попадание наледи с крыльев в двигатели, или, например, залепленные снегом датчики, считывающие скорость движения, которые в результате дают неверную/противоречивую информацию пилотам.
Всё это особо критично при взлёте и наборе высоты, поэтому основная часть сопутствующих лётных происшествий связана именно с этим этапом полёта.
4. Процедуру проводят, разумеется, не у самого трапа - там мало места, море аэродромной техники и люди ходят. Поэтому сначала производится посадка пассажиров на борт, и после этого начинается руление к открытой стоянке, где и будет проходить деайсинг.
5. Защитное покрытие действует около 15 минут, поэтому место выбирают так, чтобы после обработки не надо было далеко рулить до взлётки (например, если терминал в другом конце лётного поля).
6. Насколько я понял из своих наблюдений, иностранцы предпочитают поливать весь самолёт целиком, включая фюзеляж, а наши в основном ограничиваются аэродинамическими поверхностями. (по клику - 1600x805)
7. Деайсинг - одна из самых зрелищных процедур в авиации, особенно если речь идёт о лайнере-гиганте вроде этого Боинга-777 Сингапурских авиалиний.
8. Многие (как и я) будут наверное удивлены, узнав, что жидкостей на самом деле две: первой под большим напором смывают снег и наледь, а потом уже второй наносят защитное покрытие.
9. Если очищающая жидкость имеет еле заметный розоватый оттенок, то защитная - явный бирюзовый цвет, который превращает белые самолёты в подобие «огурцов» S7.
10. Кстати, о них. Второй самолёт, на примере которого мы будем смотреть обработку - . Посадка закончена, трап сложен и начинается руление к открытой площадке.
11. Приезжает машина с жидкостью, оператор садится в люльку и разворачивает шланг на телескопической «ноге».
12. Очищающая жидкость.
13. Защитная.
14. Потом машина объезжает самолёт и начинает обработку с другой стороны.
16. Обработка закончена - можно лететь!
18. Следующий «клиент» - Боинг-737 Трансаэро.
19. Ещё одним откровением для меня стало то, что жидкости бывают разных категорий и существуют различные запатентованные составы. В зависимости от погодных условий используются составы разных концентраций. А вообще деайсинг проводят даже летом - если залить полные баки холодного топлива, уже может образоваться наледь.
Также выяснилось, что никакой вредной химии там нет - если на человека случайно попадёт, то ничего страшного. Хотя и в том, чтобы оказаться политым горячим мыльным раствором, приятного тоже мало.
20. Чтобы не повредить дорогой самолёт и не отправить его вместо рейса на починку, подвижные части машины оборудованы специальными «усами» - специальными датчиками, которые при касании останавливают движение (кто знает как работает габаритный вагон в метро - поймёт о чём речь).
21. Машина называется «Elephant» - слон.
Если я правильно понял, то одна такая стоит порядка 1 миллиона долларов. Есть конечно и более экономичный вариант - техник садится в люльку, берёт шланг и поливает самолёт сам. Но в это не практикуется.
22. Всем приятного полёта!
23. Небольшое видео: обработка Б777 и А319.
Те, кто хоть раз летал зимой или в минусовую температуру, наверняка заметили, что их самолет перед взлетом поливали какой-то жидкостью. Иногда это делают еще до того, как загрузят пассажиров в салон, но чаще всего, это делают уже на взлетно-посадочной полосе, когда в самолете сидят люди. И тут возникает резонный вопрос – чем обрабатывают самолеты зимой? Именно на этот вопрос вы найдете ответ в сегодняшней статье.
Противообледенительная обработка
Самолеты обрабатываются специальным реагентом, который позволяет удалить замерзшие и примерзшие частички жидкости к фюзеляжу. Одновременно с этим, такая обработка имеет еще и другую цель – предотвратить образование льда на критических частях самолета. В целом, это делается для безопасности воздушного судна и пассажиров, и для осуществления беспроблемного перелета.
Обратите внимание, что минусовая температура на высоте 10 километров, где летают гражданские самолеты, бывает намного чаще, нежели минусовая температура на поверхности земли. Как правило, к такой обработке прибегают уже в том случае, если на критических высотах, в том числе и на земле, установился стабильный минус.
Зачем обрабатывают самолеты
Как и у любой жидкости, у реагента для самолетов есть своя конкретная цель. Чтобы самолет не замерз во время взлета. Под этим понимают частичное замораживание жидкости на борту самолета с наружной стороны корпуса. Как известно, замерзшие частички сильно влияют на аэродинамические свойства самолета.
С ним работают только профессионалы, и обработка идет только в специальном обмундировании и на специальном оборудовании. Ведь даже если инсектицид Кораген – специальный инсектицид для обработки яблонь и кукурузы, нуждается в специальном оборудовании, то чего говорить про самолетные противообледенительные жидкости. Конечно, с инсектицидом Кораген смогут работать и обычные фермеры, без специальной подготовки, так как это обычный инсектицид для обработки плодовых деревьев.
Безопасно ли это для здоровья
Самолет – это закрытая система, и воздух с улицы попадает внутрь только при открытых дверях. Когда самолет обрабатывается, все двери уже закрыты. И хотя воздух снаружи все еще забирается, он проходит очистку, и внутри самолета вы даже не почувствуете запаха этой жидкости. Разумеется, это химическая жидкость вредна для здоровья, если ее выпить. Но ничего глобально страшного, от обработки самолета при сидящих внутри пассажирах, произойти не должно.
