Влияние наземного обледенения на воздушное судно и силовую установку. Обледенение самолета реферат

Обледенение воздушного судна

Обледенением называется отложение льда (инея или изморози) на обтекаемых частях ВС, силовых установках и внешних деталях специального оборудования при полете в облаках, тумане, дожде или мокром снеге.

Необходимым и достаточным условием для обледенения ВС в полете являются наличие достаточной влаги в воздухе (облака, осадки), отрицательные температуры воздуха и поверхности ВС.

Обледенение характеризуется интенсивностью отложения льда на поверхности ВС, которая зависит от многих параметров как ВС и окружающей среды, так и условий полета.

По статистике ICAO, из-за обледенения ежегодно происходит около 7 % всех авиационных катастроф, связанных с метеорологическими условиями, и 1 % всех авиакатастроф вообще. Около 4% авиационных происшествий в сложных метеоусловиях приходится на обледенение. Таким образом, знание экипажем основных сведений об обледенении ВС, его характеристиках и влиянии на полет ВС позволяют повысить уровень безопасности полетов.

Интенсивность обледенения ВС характеризуется толщиной льда, отлагающегося на единице площади обледеневающей поверхности ВС в единицу времени. В зависимости от интенсивности различают три вида обледенения:

Слабое обледенение представляет собой накопление льда, который может быть удален с помощью противообледенительного оборудования. Оно не представляет серьезной опасности для воздушного судна, оборудованного противообледенительной системой.

Умеренное обледенение – обледенение такой интенсивности, при котором обычные методы борьбы с обледенением обеспечивают лишь ограниченную защиту. Лед продолжает накапливаться, но скорость его накапливания еще недостаточна для того, чтобы серьезно повлиять на безопасность полета, если воздушное судно не находится в этих условиях в течение длительного периода времени.

Сильное обледенение – обледенение, при котором лед продолжает накапливаться, несмотря на все принятые меры борьбы с обледенением. Скорость накапливания льда достаточно велика, чтобы вызвать заметную потерю воздушной скорости и высоты. Этот вид является критическим с точки зрения безопасности полета.

Одно и то же значение интенсивности для одного типа ВС может представлять опасность, а для другого быть безопасным. Ледяные отложения на поверхности ВС могут образовываться в результате:

соприкосновении их с частями ВС;

• непосредственного оседания кристаллов льда, снега, града;

• сублимации водяного пара на поверхности ВС.

Процесс образования льда на ВС вследствие замерзания переохлажденных капель является самым распространенным и опасным.

Кристаллы, сухой снег и град обычно не оседают на поверхности ВС, так как сметаются потоком воздуха. Однако при полетах реактивных самолетов отмечались случаи обледенения в кристаллических облаках. Это объясняется тем, что поверхность ВС вследствие кинетического нагрева может иметь значительную положительную температуру, и кристаллы, соприкасаясь с ней, плавятся. Затем, замерзая снова, они образуют нарост шероховатого (бугристого) льда. В табл. 4.3 приведена зависимость кинетического нагрева поверхности ВС в сухом воздухе (Δtk) и облаках (Δtk1) в зависимости от скорости полета (V).

Как видно из таблицы, кинетический нагрев в облаках примерно на 40 % меньше, чем в сухом воздухе. Кинетический нагрев различных участков крыла не одинаков по мере перемещения к боковой и задней частям крыла ВС. Могут возникнуть такие условия, что из-за неравномерного кинетического нагрева возникнет неравномерное отложение льда на поверхности ВС, что может нарушить условия обтекания крыла воздушным потоком и привести к ухудшению аэродинамических качеств, потере устойчивости и управляемости самолета или вертолета.

Процесс сублимации имеет место, когда упругость водяного пара превышает упругость насыщенного водяного пара надо льдом. Это наблюдается при соприкосновении водяного пара с более холодными, чем воздух, частями ВС. Например, при быстром снижении ВС из более холодных верхних слоев атмосферы в более теплые нижние слои или при входе в слой инверсии на поверхности ВС образуются ледяные кристаллы, которые через некоторое время (когда температура ВС сравняется с температурой окружающего воздуха) исчезают. Обычно это тонкий налет, не создающий угрозы полету, но на некоторое время он может покрыть остекление кабины ВС и тем самым ухудшить визуальный контакт с ВПП при посадке. Процесс сублимации наблюдается также при стоянке ВС на земле. При кратковременной стоянке ВС холодное топливо в баках (с отрицательной температурой) может привести к обледенению верхней поверхности крыла над топливными баками в условиях более теплого влажного воздуха. В этом случае на поверхности крыла отлагается гладкий, прозрачный лед, который при взлете срывается и кусками попадает в воздухозаборники двигателей, расположенных в хвостовой части ВС. Такое обледенение называется «топливным» обледенением.

При обледенении самолетов и вертолетов применяют следующую классификацию снежно-ледяных отложений на поверхности ВС (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Классификация снежно-ледяных отложений на поверхности ВС

Прозрачный лед– отложения льда компактного стекловидного строения. Прозрачный лед образуется, как правило, при полете в кучевых облаках, содержащих преимущественно крупные капли, или в зоне переохлажденного дождя при температуре от 0 до –10 ºС и ниже. Столкновение крупных переохлажденных капель с ВС приводит к их растеканию и распространению потоком воздуха перед замерзанием по поверхности ВС. В результате образуется гладкий ледяной покров. В начале процесса отложения или при небольшом отложении льда его поверхность ровная и почти не искажает профиля несущих поверхностей ВС. Но при значительном нарастании лед становится бугристым, что делает этот вид отложения, обладающего наибольшей плотностью, очень опасным из-за изменения аэродинамических характеристик ВС и веса отложения.

Матовый (полупрозрачный) смешанный лед образуется при полете в смешанных облаках, состоящих из большого количества мелких и крупных переохлажденных капель воды в сочетании с ледяными кристаллами и снежинками, при температуре от –6 до –10 оС. Крупные капли растекаются перед замерзанием, мелкие же замерзают, не успевая растечься, снежинки и кристаллы прилипают к замерзающей водяной пленке и вмерзают в нее. В результате образуется ледяное отложение матового цвета с неровной шероховатой поверхностью, растущее в направлении потока. Плотность матового льда лишь немногим меньше плотности прозрачного льда, а форма его отложения значительно ухудшает аэродинамические характеристики крыльев ВС, поэтому матовый лед является наиболее тяжелым и опасным видом обледенения ВС.

Белый (крупообразный) лед образуется при полете в чисто водяных облаках, состоящих, главным образом, из сравнительно однородных мелких капель, наиболее часто при температуре ниже –10 оС. Капли быстро замерзают при ударе о поверхность ВС, сохраняя свою сферическую форму. Этот вид льда отличается пористостью, небольшими плотностью и весом. Наличие воздуха между смерзшимися каплями придает ему белый цвет. Он слабее пристает к поверхности ВС и при вибрации в полете обычно легко отделяется и слетает. Однако при продолжительном полете в облаках (более 1 ч) скапливающийся белый лед под влиянием механических ударов воздуха уплотняется, и отложение этого льда может увеличиться до опасных размеров, причем основную опасность представляет изменение аэродинамических характеристик ВС.

Из всех перечисленных видов отложений льда наиболее часто встречается матовый лед, поскольку в переохлажденных облаках обычно существуют капли различных размеров. Лишь внутримассовые слоистые облака и туман состоят из сравнительно однородных мелких капель, замерзание которых дает белый (крупообразный) лед.

Изморозь – более крупнозернистое кристаллическое отложение льда при полете в облаках, происходящем при температуре воздуха, равной –10 оС. Изморозь возникает при замерзании мелких капель с активным участием ледяных кристаллов. Отложение изморози обычно очень неровное, шероховатое, непрочно примыкает к поверхности ВС, при вибрации в полете относительно легко скалывается и сдувается воздушным потоком. Но при продолжительном полете в облаках изморозь может достигать большой толщины, имеет очень неровную форму с рваными выступающими краями, отдельными иглами и столбиками. Такое отложение изморози является опасным для полета.

Иней представляет собой легкий мелкокристаллический ледяной налет, возникающий вследствие сублимации водяного пара. Это образование никогда не достигает опасных размеров и легко стряхивается с поверхности ВС под воздействием воздушного потока и вибрации ВС. Опасность представляет лишь отложение инея на стекле кабины пилота, затрудняющий визуальный обзор и управление ВС при заходе на посадку. Образование инея прекращается, как только ВС принимает температуру окружающего воздуха, после чего быстро исчезает.

Обледенение на поверхности ВС может принимать различные формы в зависимости от вида льда и скорости полета (рис. 4.8).

Об опасности обледенения свидетельствуют данные статистики и летных испытаний. Так, например, образование льда на передних кромках плоскостей толщиной 13 мм может привести к снижению скорости полета на 56 км/ч и увеличению скорости сваливания на 28 км/ч. Для вертолетов основную угрозу безопасности полета при обледенении представляет значительный рост потребной мощности и резкое ухудшение авторотационных свойств несущего винта. При этом весьма опасно неодновременное удаление льда с лопастей, в результате чего вызывается тряска из-за неуравновешенности несущего винта.

Обледенение воздухозаборников реактивных двигателей вследствие особенностей аэродинамики их обтекания и местных понижений давления и температур может начаться раньше, чем других элементов, и протекать интенсивнее. Соответственно, помимо изменения массовых характеристик, это влечет за собой ухудшение показателей работы двигателей, а возможность попадания осколков льда в компрессор грозит его повреждением.

Обледенение приемника воздушного давления и входных каналов статического давления может оказаться крайне опасным для выполнения полета по приборам, поскольку вносит большие неточности в показания указателя скорости и высотомера. Это может касаться и других барометрических приборов, например, вариометра, указателя поворота и скольжения (в зависимости от конструкции системы статического давления).

Обледенение стекол кабины приводит к резкому ухудшению обзора внешнего пространства. Одним из основных условий обеспечения безопасности полетов в условиях обледенения является своевременное включение противообледенительной системы.

В основе действия противообледенительных систем, применяемых на воздушных судах, лежит нагрев, механические принципы и противообледенительные жидкости.

Так, для предупреждения обледенения на входе в двигатель и на лобовой поверхности крыла ВС создается водонепроницаемый электронагревательный слой, через который по команде от сигнализатора обледенения при температуре воздуха, близкой к 0 °С, пропускается электрический ток. Обычно ПОС состоит из двух слоев изоляции, между которыми расположен нагревательный элемент, и водонепроницаемого слоя, на внешней поверхности которого в предохранительной оболочке установлен датчик, сигнализирующий о наличии обледенения.

Противообледенительные системы, использующие специальные жидкости, могут применяться на самолетах и вертолетах. Жидкость подается на те места конструкции, которые наиболее подвержены обледенению и наиболее важны с точки зрения надежности полета.

studfiles.net

Влияние наземного обледенения на воздушное судно и силовую установку

Обледенение ведет к ухудшению аэродинамических и летных характеристик воздушного судна. При этом, как отмечалось ранее, возможны повреждения конструкции и нарушения работы силовой установки, самолетных систем, а также приборов, связанных с приемниками воздушного давления.

Лед, образовавшийся в статических отверстиях или датчиках угла атаки, может исказить вводимую в системы пилотажных приборов информацию об абсолютной высоте, воздушной скорости, угле атаки и мощности двигателя.

По своей чувствительности к обледенению самолеты разных типов значительно отличаются друг от друга. Степень влияния обледенения в большей мере зависит от конструктивных и аэродинамических особенностей самолета. Отложения льда, ледяного налета или снега на передней кромке и верхней поверхности крыла уменьшают подъемную силу крыла до 30 % и увеличивают лобовое сопротивление до 40 %.

Наземное обледенение самолета отличается от обледенения в полете. Если в полете лед образуется, как правило, лишь на лобовых частях самолёта, то на земле он обычно покрывает большую часть его верхней части крыла и оперения, а также поверхность фюзеляжа. Иногда наземное обледенение бывает несимметричным — возникает на той стороне самолета, которая обращена к ветру. Для некоторых типов авиационных профилей возможно резкое снижение коэффициента подъемной силы и уменьшение критического угла атаки при самом небольшом ледяном отложении.

Отсюда следует практический вывод о необходимости включения на взлете в условиях наземного обледенения противообледенительной системы крыла и оперения самолета (если таковая имеется и использование ее разрешено на взлетном режиме). Однако из этих данных нельзя делать вывод о том, что достаточно удалить лёд и снег только с носков крыла и оперения, поскольку отрицательное влияние на­земного обледенения не ограничивается снижением только Суmax и Кmax. Для профилей с иным распределением давления вдоль хорды (с задним аэродинамическим нагружением) отрицательная роль ледяных отложений на участках поверхности, удаленных от носка крыла, усиливается. Наиболее сильно на несущие свойства крыла влияет шероховатость поверхности носка профиля. Если взлёт выполняется в условиях, когда возможно обледенение крыла, скорость отрыва и набора высоты должны быть увеличены, а угловая скорость отрыва уменьшена. При этом рекомендуется использовать противообледенительную систему самолёта сразу после взлёта.

Другим опасным последствием наземного обледенения является снижение эффективности органов управления. Обледенение крыла на тех участках, где расположены элероны, а также обледенение самих элеронов, отложение льда на оперении и рулях может привести к опасному ухудшению управляемости самолетом. Известны случаи, когда снег или лед, не удаленные с верхней поверхности горизонтального оперения и руля высоты, приводили при взлете к кабрированию самолета в момент отрыва носового колеса, что создавало крайне опасные ситуации. Дополнительным отрицательным фактором является и вес ледяных отложений, образовавшихся на поверхности самолета во время нахождения его на земле.

Серьезными и довольно частыми последствиями наземного обледенения являются отказ и ухудшение работы силовых установок. Это происходит в случае, когда противообледенительные устройства двигателей почему-либо не были включены или включены с опозданием.

Для многих типов газотурбинных двигателей их противообледенительная система вместе с системой обогрева воздухозаборников включается во всех случаях, когда имеется или ожидается обледенение, в том числе при небольших положительных температурах наружного воздуха и наличии повышенной влажности, осадков, тумана и мороси. Это объясняется возможностью образования льда на элементах двигателя даже при отсутствии видимого обледенения планера самолета. Лед на аэродинамических поверхностях и фюзеляже может отделяться во время взлета и попадать в двигатели с возможным повреждением лопаток вентилятора и компрессора.

В отличие от входных элементов двигателя, которые снабжены противообледенительными устройствами, рабочие лопатки компрессора, как правило, не имеют защиты, что может приводить к образованию на них льда и его сбросу. Это ведет к уменьшению тяги двигателя, неустойчивой его работе, возникновению недопустимых вибраций и самовыключению. Отрицательные последствия обледенения двигателей во время работы на земле могут проявиться лишь при работе на взлетном режиме.

Критическим для самолета и силовой остановки может оказаться момент, когда режим от взлетного меняется на номинальный, включается противообледенительная система и лед сбрасывается с крыла.

studfiles.net

Противообледенительные системы самолета » Привет Студент!

Образование во время полета на поверхности различных частей самолета ледяных наростов представляет большую опасность. Обледенение уменьшает подъемную силу самолета и увеличивает его лобовое сопротивление, мешает работе органов управления, ухудшает пилотам видимость, увеличивает вибрацию и нагрузку отдельных элементов планера. Вызывая увеличение потребной для полета мощности, обледенение приводит к снижению располагаемой мощности вследствие уменьшения проходного сечения воздухозаборников двигателей и значительных потерь скоростного напора воздуха, поступающего в двигатель.

Обледенение воздушного винта вызывает резкое уменьшение его коэффициента полезного действия. Вместе с тем нарушается весовая и аэродинамическая балансировка винта, приводящая к тряске двигателей. Тряска вызывает дополнительные динамические напряжения в конструкции самолета, а также неприятные физиологические воздействия на экипаж и пассажиров. Отрывающиеся от лопастей куски льда могут повредить обшивку фюзеляжа и крыла.

Поэтому эффективная защита самолета от обледенения является одной из важнейших задач и в настоящее время противообледенительные устройства на самолете являются обязательными.

Существуют два основных метода борьбы с обледенением — пассивный и активный.

Пассивный метод предусматривает вывод самолета из зоны обледенения. Вполне очевидно, что пассивный метод не может удовлетворить требований безопасности и регулярности полетов. Ак

тивные методы борьбы с обледенением по характеру воздействия можно разделить на механические, химические и термические.

Механические методы зашиты основаны главным образом на применении надувающихся резиновых протекторов, которые монтируются на передней кромке крыла и хвостового оперения. Внутри протекторы имеют продольные камеры, куда попеременно поступает сжатый воздух. Противообледенительное устройство включается в действие после образования льда на передней кромке. Вначале надувается центральный протектор и ломает лед, затем надуваются два остальных протектора и надломленный лед отрывается и сносится воздушным потоком.

Химический метод основан на применении различных веществ в виде жидкости или пасты, имеющих температуру замерзания ниже 0° С и способных в разных пропорциях с водой образовывать смесь, которая замерзает лишь при температуре значительно ниже 0° С.

Защищаемая часть самолета покрывается каким-либо пористым материалом, например специально обработанной кожей, металлокерамическим листом или прутком. Через поры этих элементов подается жидкость, которая растворяет лед. В некоторых случаях защищаемая поверхность обливается антиобледенительной жидкостью.

В результате сцепление между льдом и поверхностью профиля уменьшается и отложившийся лед сдувается воздушным потоком. Этот метод применяется как для устранения, так и для предупреждения обледенения. Жидкостью, применяемой в таких противообледеннтельных устройствах, может быть спирт, спирто-глицериновые смеси и др.

Химические методы борьбы с обледенением нашли широкое применение в противообледенительных устройствах стекол фонаря кабины пилотов и воздушных винтов.

Термические системы могут применяться как для предупреждения, так и для устранения обледенения. Работа термических противообледенительных устройств основана на нагреве защищаемой поверхности самолета до температуры, исключающей возможность ее обледенения.

В зависимости от способа защиты поверхностей самолета различают электротермические и воздушно-тепловые противообледенительные системы. Во-первых, в качестве источника тепла используют электричество, во-вторых — теплый воздух, воздух, смешанный с отработавшими газами, или одни отработавшие газы. Электротермический способ защиты от обледенения позволяет подавать тепло в защищаемой поверхности с перерывами. При этом методе допускается образование небольшого количества льда на поверхности, после чего к этой поверхности подается тепло, лед подтаивает и сдувается воздушным потоком. После удаления льда обогрев прекращается, температура понижается и лед образуется вновь; этот процесс повторяется через определенный промежуток времени.

В этом случае стекание воды назад можно совершенно исключить, что позволяет ограничить площадь обогрева зоной оседания воды. При цикличном обогреве расход энергии на обогрев в несколько раз меньше, чем при обогреве непрерывного действия.

Защищаемые от обледенения поверхности обычно разбивают на отдельные секции. Секции имеют симметричное расположение на левой и правой частях крыла и оперения. Последовательное и симметричное подключение нагревательных элементов секций дает значительную экономию потребляемой противообледенительными устройствами электрической энергии, так как вместо одновременного обогрева всех секций обогревается в каждый данный момент времени лишь часть. На крыле и оперении, кроме периодически включаемых секций, могут быть непрерывно обогреваемые в условиях обледенения участки, такие, как места стыка секций и передние кромки, с которых лед не может быть сброшен аэродинамическими силами.

Противообледенительный носок крыла и оперения представляет собой многослойную конструкцию, спрессованную на синтетическом клее, состоящую из внешней и внутренней обшивки, между которыми размещены два стеклотканевых слоя электроизоляции и нагревательный элемент. Каждый нагревательный элемент состоит из двух латунных контактных шин (плюсовой и минусовой), к которым подпаяна сетка из константановой проволоки диаметром 0,12— 0,15 мм. Конструкция нагревательных элементов лопастей винтов (рис. 138) и обтекателей втулки винтов подобна конструкции нагревательных элементов крыла. Обогреваемый участок лопасти винта обычно составляет 15—20% хорды и 50—75% длины лопасти. Защита от обледенения концов лопастей не нужна вследствие нагрева их от трения воздуха и больших центробежных сил, срывающих образовывающиеся частицы льда.

Надежную защиту от обледенения обеспечивают системы, использующие горячий газ или воздух.

С внедрением на самолетах газотурбинных двигателей получен мощный источник тепла, используемого в противообледенительной системе (рис. 139).

Источниками тепла являются воздух, отводимый от компрессоров двигателя, или отработавшие газы, отбираемые из входа в турбину или из реактивного сопла; кроме того, возможен подогрев воздуха в теплообменнике, установленном вокруг реактивного сопла. Каждый из вышерассмотренных способов обеспечения энергии может оказать отрицательное влияние на летные характеристики самолета вследствие уменьшения тяги, увеличения расхода топлива или увеличения веса. Анализ ухудшения летных данных самолета в результате применения той или иной системы получения тепловой энергии показал, что система отвода воздуха от компрессора двигателя является более приемлемой. К достоинствам такой системы относятся также простота конструкции и использование чистого воздуха без примесей продуктов сгорания. Чистота воздуха имеет важное значение с точки зрения избежания коррозии трубопроводов и конструкции самолета исключает, отравление пассажиров и экипажа.

Используемая литература: "Основы авиации" авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

privetstudent.com

Обледенения — реферат

Федеральное государственное  образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»  Экономический факультет

Реферат на тему:

«Обледенения»

Ростов-на-Дону

2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение___________________________________________________с.3

Основная часть:

Описание стихийного бедствия - обледенения__________________с.3-4

Причины обледенения________________________________________с.4

Воздействие на провода, авиацию, суда_______________________с.4-8

Меры борьбы с обледенением_________________________________с.9

Действия населения при  обледенении_______________________с.10-11

Заключение________________________________________________с.11

Список использованной литературы __________________________с.12

ВВЕДЕНИЕ

Стихийное бедствие — природное  явление, носящее чрезвычайный характер и приводящее к нарушению нормальной деятельности населения, гибели людей, разрушению и уничтожению материальных ценностей и элементов окружающей природной среды.

 Стихийные бедствия  могут возникать как независимо  друг от друга, так и связанно: одно из них может повлечь  за собой другое. Некоторые из  них часто возникают в результате  деятельности человека (например, лесные  и торфяные пожары, производственные  взрывы в горной местности,  при строительстве плотин, закладке (разработке) карьеров, что зачастую  приводит к оползням, снежным  лавинам, обвалам ледников и  т. п.).

Независимо от источника  возникновения, стихийные бедствия характеризуются значительными масштабами и различной продолжительностью — от нескольких секунд и минут (землетрясения, снежные лавины, лимнологические катастрофы) до нескольких часов (сели), дней (оползни) и месяцев (наводнения).

ОПИСАНИЕ СТИХИЙНОГО БЕДСТВИЯ - ОБЛЕДЕНЕНИЯ

Обледенение — процесс  образования льда на поверхностях различных  предметов, зданий и т. д. при низкой температуре.

Каждому известно большое  различие внешних форм обледенения. В одном случае ветви покрываются  пушистой изморозью, легко осыпающейся  при встряхивании дерева. В другом случае лед стекловидно прозрачен  и так плотно облегает поверхность  тела, что удалить его без повреждения  предмета нельзя.

Каждый вид обледенения  возникает при соответствующей  ему погоде. В одних случаях  лед отлагается на предметах при  затишье и сильном морозе (пушистая изморозь), в других при сильном ветре с туманом (плотная изморозь), в третьих — при дожде (гололед).

Признаки  обледенения:

- дороги превращаются  в ледяной каток;

- на улицах и площадях  образуются пробки из автомашин;

-увеличивается число обращений за медицинской помощью с ушибами, вывихами, переломами;

- парализуется уличное  движение. Движение блокируется  тяжелыми транзитными грузовиками  и малоопытными автолюбителями;

- обрываются провода,  повреждаются опоры, антенны служебных  и жилых домов, металлические  конструкции;

 - затрудняется работа аэропортов, ограничивается применение воздушного транспорта;

- создается угроза перегрузки  мачт, башен кровли;

- ломаются ветви деревьев, вырываются с корнями деревья;

ПРИЧИНЫ ОБЛЕДЕНЕНИЯ

Развитие льда на предмете происходит под влиянием не только тех или иных погодных условий, оно  зависит также от свойств самого предмета: при одних и тех же условиях погоды одни предметы могут  покрываться льдом, а другие им не покрываются.

Например, на тонкой вертикальной нити могут образоваться только изморозь и гололед, отчасти происходит налипание  мокрого снега. Ни иней, ни так называемый твердый налет на нити не образуются. Поэтому обледенение предметов  — явление не только атмосферное, но также и наземное, связанное  со свойствами предмета.

Следует помнить, что лед  образуется не только вследствие замерзания воды, но и в результате непосредственной кристаллизации водяного пара. Этот процесс  перехода газообразного вещества в  твердое, минуя жидкое состояние, называется в метеорологии сублимацией. Он широко распространен в атмосфере. Вследствие сублимации возникают самые рыхлые, пушистые формы льда, кристаллы которого изолированы друг от друга и имеют  большие плоские грани: таковы иней, пушистая изморозь, ледяная пыль. Все эти кристаллы могут возникать из невидимого пара, находящегося в прозрачном воздухе, когда нет признаков тумана или облака.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПРОВОДА, АВИАЦИЮ, СУДА

Обледенение проводов

Изучение обледенения  проводов представляет собой важную техническую задачу ввиду вреда, который приносит обледенение воздушным  линиям связи и электропередачи. Провода являются характерным предметом для отложения именно гололеда и изморози и не характерным для большинства других видов обледенения.

Образование на проводе замерзших  капель воды также маловажно. Конечно, почти все, что относится к проводам, может быть приложено и к ветвям деревьев и к другим подобным предметам.

Присматриваясь к распределению  изморози на одиноко стоящих деревьях, когда низкие слоистые облака почти касаются земли, легко заметить, что количество изморози быстро увеличивается с высотой. Низкие кусты могут быть едва покрыты зачаточной изморозью, а на вершинах деревьев ее слой может превышать 1 см. Это связано с увеличением скорости ветра с высотой и с приближением предмета к более богатой водой верхней части тумана — облака.

Лабораторные опыты показывают, что во сколько раз больше скорость ветра, во столько же раз быстрее  отлагается изморозь, если размер капель тумана и его густота одинаковы. Это объясняется тем, что чем  больше воздуха пройдет мимо предмета, тем больше осядет на предмет капель, которые находились в воздухе  в виде тумана. Подобная закономерность относится не только к туману, но и к мороси, а при сильном  ветре — и к мелкому дождю. С высотой скорость ветра увеличивается, так как поверхность земли  тормозит движение воздуха. При этом на изменение скорости ветра с  высотой оказывает влияние степень  устойчивости воздуха.

Скорость ветра имеет  значение даже для самого вида отложения.

Например, на открытом месте  провод может покрываться плотной  изморозью, а с подветренной стороны  больших предметов, где господствует затишье, может расти кристаллическая  изморозь. Еще большее значение имеет  направление ветра — угол между  направлением воздушного потока и ориентировкой, горизонтального провода.

Например, по данным Ново-Пятигорской станции величина отложения с увеличением угла встречи, с ветром от 0° (ветер дует вдоль провода) до 90° (ветер дует перпендикулярно проводу) увеличивается  в 10 раз для гололеда, в 4 раза для  плотной и в 2 раза для кристаллической, изморози.

Все это объясняет большое  разнообразие форм и количества, отложения  льда на проводах в зависимости от их местоположения. Особенно это проявляется  в районах с резко выраженным рельефом местности.

Толщина провода также  влияет на количество отложения льда: чем провод толще, тем больше вес  осевшего льда, но тем меньше толщина  его покрова. Последнее объясняется  затруднением оседания капель на предметы, сильно тормозящие поток воздуха.

На высоковольтных проводах происходит дополнительное отложение  льда вследствие притяжения капель тумана в электрическом поле провода. Но это увеличение сравнительно невелико.

Обледенение в авиации

При полёте в атмосфере, содержащей переохлажденные капли воды активно  происходит обледенение на поверхностях летательного аппарата. При столкновении с лобовыми поверхностями агрегатов  летательного аппарата переохлажденные  капли воды быстро кристаллизуются, образуя ледяные наросты различной  формы и размеров.

В условиях обледенения лед  образуется на лобовых поверхностях крыльев, рулей высоты и направления, на воздушных винтах, воздухозаборниках, остеклении фонарей, на находящихся  в потоке датчиках пилотажно-навигационных  приборов и обтекателях антенн.

Опыт эксплуатации авиационной  техники показывает, что обледенение, наряду с турбулентностью атмосферы, электрическими разрядами, возможностью столкновения с птицами, является одним  из наиболее опасных воздействий  естественной внешней среды, которое  существенно влияет на безопасность полета. Статистические данные о частоте  случаев обледенения летательного аппарата для различных географических районов Земли показывают, что  наибольшая вероятность обледенения  существует при полетах в диапазоне  температур от 0 до −15 °C. Зафиксированы случаи обледенения при температуре воздуха от −50 °C и ниже.

Входные устройства и каналы воздухозаборников двигателей летательного аппарата могут подвергаться обледенению  и при положительных температурах. Это объясняется тем, что движущийся в каналах воздухозаборников  воздух охлаждается при адиабатическом расширении и влага, находящаяся  в нем, конденсируется и замерзает. Известны случаи обледенения сверхзвуковых воздухозаборников.

Для уменьшения обледенения  все детали конструкций летательных  аппаратов изготавливают такой  формы, чтобы они имели минимальное  лобовое сопротивление. Кроме того, для предотвращения обледенения  на земле перед полётом проводится противообледенительная обработка летательных аппаратов. В полёте обледенения удаляют, в основном, с помощью нагрева критичных поверхностей электрическим током или горячим воздухом от двигателей.

Обледенение судна

Обледенение судна представляет собой нарастание слоя льда на корпусе  судна, судовых устройствах, надстройках, палубном грузе, шлюпках и мачтах судна.

 Наиболее сильное обледенение  судов наблюдается в районе  Северной Атлантики (Баренцево  и Норвежское море, Северо-Западная  Атлантика) и в северной части  Тихого океана (Берингово, Охотское  и Японское море).

 Основной причиной  возникновения обледенения является  забрызгивание и заливание судна при отрицательных температурах воздуха во время шторма. Значительно реже обледенение вызывается снегопадом, оседанием на судовых конструкциях капель дождя, тумана, парения моря при резком температурном перепаде.

 Забрызгивание характеризуется тем, что от поверхности моря вследствие механического воздействия (удар волны о судно, срыв гребней волн ветром) отделяется масса воды, которая, прежде чем попасть на судовые конструкции, некоторое время находится в воздухе и подвергается охлаждению им. Схема брызгообразования на мало- и среднетоннажных судах заключается в следующем.

 В момент удара судном  о волну поднимается пелена  воды – сплошная завеса высотой  1,5 – 2, 5 м. Выше ее взлетают  отдельные всплески, а на высоте 3 – 4 м (иногда более) образуются  брызги. Пелена обрушивается на  носовую оконечность сразу, не  успевая охладиться, и смывает  кристаллы образующегося льда. Всплески  же забрасываются ветром ближе  к средней части судна уже  несколько охлажденными. Брызги залетают еще выше и дальше, успевая значительно охладиться за время нахождения в воздухе, в результате чего бегучий и стоячий такелаж, палубные механизмы. надстройка, мачта обледеневают значительно раньше палубы.

 Заливание определяется  попаданием значительных масс  воды на судно, причем вода  практически не подвергается  дроблению, как то происходит  при забрызгивании.

 В начальной стадии  обледенения судно подвержено  забрызгиванию в большей степени, а при значительном обледенении преобладает заливаемость.

 Основные факторы,  влияющие на степень забрызгивания, – посадка судна, его скорость и курсовой угол к направлению бега волны. С увеличением скорости судна время получения ледовой нагрузки сокращается. Наиболее интенсивное забрызгивание наблюдается при курсовых углах 15 – 35о к направлению бега волны. С уменьшением скорости курсовой угол максимального забрызгивания уменьшается.

 Медленное обледенение  происходит при любой скорости  ветра и температуре воздуха  от -1 до  -3 °C при забрызгивании, осадках, тумане, парении моря, а также при скорости ветра до 9 м/с и температуре воздуха -4°C и ниже.

 Быстрое обледенение  происходит при скорости ветра  от 10 до 15 м/с и температуре воздуха от -4 до -8 °C.

 Очень быстрое обледенение  происходит при скорости ветра  от 10 до 15 м/с и температуре воздуха -9 о и ниже, а также при скорости ветра 16 м/с и более и температуре воздуха -4 °C и ниже.

 По мере увеличения  степени обледенения судна интенсивность  обледенения увеличивается. 

 В процессе обледенения  увеличивается ледовая нагрузка  и, соответственно, осадка судна.  По мере увеличения ледовой  нагрузки судно испытывает более  сильные удары о волны, брызги  поднимаются выше и покрывают  все большую площадь. Обледенению  подвергаются высокорасположенные  конструкции судна, тем самым  повышается центр тяжести ледового  панциря и резко ухудшается  остойчивость судна. Судно становится  валким, медленно и неохотно выпрямляется, подолгу задерживаясь в накрененном состоянии. Ухудшается управляемость судна и снижается его скорость.

yaneuch.ru

Реферат - Обледенение Воздушных Судов (ВС)

4.8 Электризация Воздушных Судов (ВС) в полёте

www.ronl.ru

Влияние обледенения на летные характеристики и безопасность полетов ЛА

Влияние обледенения на летные характеристики и безопасность полетов ЛА - раздел Образование, ОБОРУДОВАНИЕ САМОЛЕТОВ

Обычно обледенению подвержены следующие поверхности агрегатов ЛА:

- передние кромки крыла и оперения;

- входные кромки воздухозаборников двигателей;

- ВНА компрессора двигателя или при его отсутствии первые ступени компрессора;

- лопасти и обтекатели воздушных винтов турбовинтовых или винто-вентиляторных двигателей;

- лопасти несущих и рулевых винтов вертолетов;

- остекление кабины экипажа;

- обтекатели радиолокационных и радиосвязных антенн;

- датчики пилотажно-навигационных приборов, выходящие в поток.

Обледенение крыла и оперения оказывает большое влияние на летные характеристики, устойчивость и управляемость самолета. Искажение формы и появление неровностей и шероховатости на поверхности носовой части профиля существенно влияют на подъемную силу и сопротивление крыла. В общем приросте сопротивления самолета при обледенении доля крыла и оперения составляет до 70...80%.

В случае обледенения возрастает не только сопротивление ЛА и снижается его качество, но и существенно уменьшается величина максимального коэффициента подъемной силы Суmaх (рис. 7.3 и 7.4). Величина критического угла атаки уменьшается на (6...8)°. Это приводит к срыву потока на несущей поверхности и снижению максимальное значение коэффициента подъемной силы в 1,5... 1,8 раза.

Рис. 7.3. Изменение поляры профиля при обледенении	Рис. 7.4. Зависимость критического угла атаки от характера обледенения

Это означает, что посадка самолета, во избежание резкой потери высоты, должна производиться на меньших посадочных углах, т. е. при большей скорости.

Уменьшение толщины профиля и заострение его передней кромки увеличивают чувствительность профиля к обледенению, т. е вызывают срыв потока на меньшем угле атаки. Поэтому на малых скоростях полета реактивные сверхзвуковые самолеты при обледенении будут находиться в несравненно худших условиях, чем самолеты с дозвуковыми скоростями полета.

Горизонтальное оперение на взлетно-посадочных скоростях обычно обтекается под отрицательными углами атаки. Обледенение его, уменьшая критический угол атаки при относительно большой скорости полета и малой перегрузке, может уже при малых отрицательных углах атаки привести к срыву потока.

Уменьшить опасность срыва при обледенении горизонтального оперения можно с помощью ряда конструктивных мер: увеличением площади и плеча подъемной силы стабилизатора, применением более несущих (несимметричных) профилей, профилированием щелей на стабилизаторе перед рулем высоты, выносом стабилизатора из зоны интенсивного скоса потока за крылом и уменьшением эффективного удлинения стабилизатора.

К потере управляемости самолета может привести обледенение щелей органов управления, передних кромок рулей, элеронов, закрылков, стыков секций предкрылков, примерзание органов управления при полете в условиях переохлажденного дождя или мокрого снега.

Рис. 7.5. Влияние обледенения на КПД воздушного винта: 1 – без обледенения; 2 – при обледене- нии

Образование льда на входной кромке воздухозаборника создает существенную неравномерность воздушного потока на входе в двигатель. Это может привести к снижению тяги и запаса устойчивости работы компрессора двигателя.

Обледенение лопаток ВНА или первых ступеней компрессора двигателя может привести к самопроизвольному сбрасыванию ледяных наростов. Возникающий дисбаланс ротора вызывает появление вибраций. Причем уровень этого дисбаланса может быть таким, что он может привести к разрушению подшипников ротора и всего двигателя.

Обледенение воздушных винтов по формам и видам образующегося льда мало отличается от обледенения крыла и оперения. Однако протяженность зоны обледенения по хорде лопасти может достигать 25...21% ее длины. Протяженность зоны обледенения по радиусу винта составляет 40...60%, считая от оси вращения. Концевые сечения обледенению не подвергаются из-за аэродинамического нагрева и повышенного уровня вибраций. Обледенение винта приводит к падению его КПД на 12...16% (рис. 7.5) и соответствующему уменьшению скорости полета на 20...30 км/ч (только за счет обледенения).

Рис. 7.6. Схема обледенения лопасти несущего винта при горизонтальном полете вертолета

Вертолетные винты гораздо более чувствительны к обледенению, чем самолетные, а само их обледенение отличается своеобразием. Это связано с тем, что скорости обтекания лопастей изменяются в очень широких пределах, вплоть до отрицательных в зоне обратного обтекания.

В зоне обратного обтекания интенсивность обледенения по передней кромке очень невелика и лишь слегка возрастает вдоль лопасти (рис. 7.6). Далее она начинает довольно быстро возрастать и, начиная с некоторого радиуса и до конца лопасти, возрастает примерно пропорционально расстоянию от оси вращения. Ближе к концевым зонам обледенение отсутствует, что вызывается сбросом льда при воздействии вибрации. Кроме того, обледенению подвергаются втулка и все детали управления винтом. Обледенение винта вызывает динамическую несбалансированность. При этом обычно ухудшается управляемость и, наконец, может произойти потеря устойчивости вертолета.

Обледенение остекления кабины экипажа, обтекателей антенн и датчиков пилотажно-навигационных приборов приводит к усложнению условий полета и созданию неблагоприятной обстановки для работы экипажа.

Из изложенного ясно, что для обеспечения безопасности полетов и повышения их регулярности ЛА должны оснащаться ПОС, защищающей указанные выше поверхности и агрегаты самолета или вертолета. Типовая схема зон защиты самолета от обледенения приведена на рис. 7.7.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ОБОРУДОВАНИЕ САМОЛЕТОВ

им А Н ТУПОЛЕВА КАИ... КАФЕДРА КОНСТРУКЦИЙ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ... А П КЛЮШКИН Е А Першин...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Влияние обледенения на летные характеристики и безопасность полетов ЛА

Все темы данного раздела:

Основные условные обозначения H, h – высота полета, м (км) p – давление газа, Па ρ – плотность газа, кг/м3 Г

Индексы H, h – параметр высоты полета альв – альвеолы кисл – кислород пр – продольный по

Основные свойства земной атмосферы Полеты современных летательных аппаратов, использующих аэродинамические и аэростатические принципы, осущ

Основы физиологии дыхания человека Источником энергии для жизнедеятельности человека являются химические реакции окисления пищевых продукт

Влияние пониженного давления на организм человека Понятие резервного времени. При разгерметизации кабины (скафандра) на высотах более 12 км или при пре

Воздействие динамических факторов на организм человека Появляющиеся в полете ускорения, вызывают инерционные силы, воздействующие как на отдельные органы и массу

Назначение и требования, предъявляемые к кислородному оборудованию самолетов С подъемом на высоту уменьшается парциальное давление кислорода, что приводит к кислородному голоданию. Во

Источники кислорода Тип источника кислорода на борту самолета определяется, в основном, общей массой кислорода, необходимого д

Кислородные приборы с непрерывной подачей кислорода В кислородных системах с приборами непрерывной подачи кислород поступает в маску постоянным потоком. В так

Кислородные приборы с периодической подачей кислорода Бортовые кислородные приборы. Основным и наиболее распространенным типом бортового кислородного при

Кислородные маски Наиболее простым способом защиты от гипоксии является подача обогащенной кислородом газовой смеси или чис

Личное снаряжение летчика Компенсирующий жилет  

Запас кислорода на борту самолета Основными данными для определения необходимого для типового полета запаса кислорода являются: максимальн

Схемы герметических кабин Полеты современных самолетов осуществляются на высотах, где атмосферное давление не может обеспечить прие

Требования, предъявляемые к атмосфере кабины самолета Основным назначением самолетных СКВ является создание условий, необходимых для обеспечения нормальной жи

Характеристики герметичности кабины Создать абсолютно герметичную кабину весьма сложно: стыки листов обшивки, электровводы, выводы элементов м

Элементы конструкции герметических кабин Герметическая кабина представляет собой герметизированный отсек фюзеляжа, внутри которого при полете на б

Проверка герметичности кабин Рис. 3.3. Схема проверки герм

Способы регулирования давления воздуха в ГК Поддержание в ГК определенного давления обеспечивается подачей в отсеки предварительно сжатого воздуха. В

Источники наддува ГК Наддув атмосферных кабин (создание в них повышенного давления) осуществляется атмосферным воздухом. Выбор

Программы изменения давления воздуха в ГК самолетов Для удобства пассажиров и сохранения работоспособности экипажа в кабинах самолета желательно иметь давле

Агрегаты оборудования герметической кабины Одной из важных задач СКВ является поддержание заданного давления воздуха в ГК. Это обеспечивается с помощ

Сетевые регуляторы давления Рис. 3.11. Схема сетевого рег

Защитные устройства гермокабины (ГК) Рис. 3.12. Защитные устройств

Назначение систем кондиционирования воздуха Системы кондиционирования воздуха (СКВ) предназначены для создания условий, необходимых для обеспечения н

СКВ на легком скоростном самолете Устройство СКВ на легком скоростном маневренном самолете проще, чем на пассажирском, так как создание комф

Тепловой режим кабин и отсеков ЛА Тепловое состояние оборудования или людей, находящихся на борту ЛА, определяется источниками выделения ил

Теплоизоляция стенок кабин Из всех слагаемых уравнения (4.1) наиболее существенным для потребной мощности СКВ является тепловой поток,

Способы обогрева кабин Обогрев воздухом, отбираемым от компрессоров газотурбинных двигателей (ГТД). В случае применения в силовых

Теплообменные аппараты Охлаждение воздуха в системе кондиционирования осуществляется в теплообменных устройствах, в которых про

Осушение воздуха в системах кондиционирования Рис. 4.8. Схема влагоотделит

Увлажнители воздуха в системе кондиционирования При полетах в летнее время на высотах до 3 км относительная влажность воздуха в кабине находится в допустим

Регулирование температуры воздуха в кабине   Рис. 4.13. Схемы систем р

Общие положения и назначение гидравлических систем самолетов В настоящее время в самолетах гидравлические системы в основном используются в силовых устройствах и прив

Роторные насосы К источникам питания гидросистем относятся объемные гидронасосы. Они преобразуют механическую энергию пр

Пластинчатые насосы Пластинчатые насосы в авиации часто применяются в виде четырехпластинчатого агрегата с плоскостной кинем

Шестеренные насосы Шестеренный насос с наружным зацеплением (рис. 5.4) представляет собой пару, как правило, одинаковых шестерен

Аксиально - роторные насосы Аксиально-роторные насосы и двигатели являются механизмами обратимого действия, т.е. насос может работать

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ Гидроаккумулятор – емкость, предназначенная для накапливания и возврата энергии рабочей жидкости, находя

СИЛОВЫЕ ПРИВОДЫ Силовые приводы-двигатели являются устройствами, в которых энергия жидкости или газа повышенного давления

Гидравлические следящие устройства В связи с увеличением размеров самолетов и возрастанием скоростей их полета усилия на ручке и педалях летч

Агрегаты регулирования потока рабочего тела по расходу и давлению К этой группе агрегатов относятся распределительные устройства для изменения потока рабочего тела по напр

Методы разгрузки насосов Рис. 5.17б. Схема редукционно

Особенности возникновения пожара Как показывает опыт эксплуатации авиационной техники частой причиной аварий и катастроф являются пожары.

Меры пожарной безопасности С целью увеличения пожарной безопасности на самолете необходимо применять как профилактические, так и кон

Система защиты летательного аппарата от пожара Система защиты летательного аппарата от пожара включают в себя устройства о сигнализации возникшего пожар

Способы пожаротушения и возможности их применения в салонах летательных аппаратов Успешная борьба с пожаром, спасение людей, сведение ущерба от пожара и его тушения к минимуму во многом зави

Системы защиты ЛА от взрыва При взрыве происходящая экзотермическая реакция вызывает резкое увеличение давления в ограниченном прост

Основные факторы обледенения Широкое применение авиации в деятельности человека вызывает большие проблемы по безопасности полетов и, в

Виды и формы льдообразований Ледяные наросты, образующиеся на частях летательных аппаратов, весьма различны и зависят от воздействия ко

Сигнализаторы обледенения Безопасность полетов летательных аппаратов в значительной степени зависит от контроля метеорологических

Способы и системы защиты ЛА от обледенения Для защиты ЛА от обледенения используются ПОС, действие которых основано на одном из следующих способов за

Механические противообледенительные системы Механические ПОС относятся к системам циклического действия. Для эффективной их работы необходимо образов

Жидкостная противообледенительная система. На некоторых самолетах применяются жидкостные ПОС для защиты остекления лобовых частей фонаря, блистера ш

Тепловые ПОС В настоящее время для защиты ЛА от обледенения наиболее часто применяются тепловые ПОС, которые можно подр

allrefers.ru

Доклад - Обледенение Воздушных Судов (ВС)

4.8 Электризация Воздушных Судов (ВС) в полёте

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Нефтепровод дружба реферат
• 
  Музыканты крыма реферат
• 
  Мотивационный тренинг реферат
• 
  Метод мандала реферат
• 
  Мамонтовское месторождение реферат
• 
  Кул гали реферат
• 
  Кардиальная астма реферат
• 
  Искандари макдуни реферат
• 
  Изобретение телескопа реферат
• 
  Игровая аддикция реферат
• 
  Звезда альтаир реферат