Войти
Переохлажденные большие капли льда (SLD) на исследовательском самолете NASA Twin Otter (Условия обледенения )
Ледяные выступы на лопастях ротора, полученные в аэродинамической трубе в Исследовательском центре Гленна НАСА Системы защиты от льда предназначены для предотвращения попадания атмосферного льда накапливается на поверхностях самолета (в частности, передних кромок ), таких как крылья, пропеллеры, лопасти несущего винта, воздухозаборники двигателя и воздухозаборники. Если позволить льду нарастать до значительной толщины, он может изменить форму аэродинамические поверхности и поверхности управления полетом, ухудшающие характеристики, управляемость или управляемость самолета. Система защиты от обледенения либо предотвращает образование льда, либо позволяет самолету сбрасывать лед перед ним. может увеличиваться до опасной толщины.
Секция пневматического башмака на крыле самолета 
Воздушный винт с системой электротермического оттаивания Пневматические пыльники обычно изготавливаются из слоев резины или других эластомеров с одной или несколькими воздушными камерами между ними. слои. Если используется несколько камер, они обычно имеют форму полос, выровненных по длине ботинка. Обычно его размещают на передней кромке крыльев и стабилизаторов самолета. Камеры быстро надуваются и спускаются либо одновременно, либо только по схеме определенных камер. Быстрое изменение формы ботинка предназначено для разрушения силы сцепления между льдом и резиной и позволяет уносить лед под действием относительного ветра, проходящего мимо самолета. Однако лед должен быть аккуратно унесен с задних участков поверхности, иначе он может снова замерзнуть за защищаемой зоной. Повторное замораживание льда таким образом было фактором, способствовавшим крушению American Eagle Flight 4184.
Некоторые старые конструкции пневматических ботинок были подвержены явлению, известному как образование ледяных перемычек. Если бы лед не накапливался до достаточной толщины и хрупкости, ковкий лед можно было бы придать форму, недоступную для надувных частей ботинка. Эта проблема в основном решается в современных конструкциях за счет увеличения скорости действия надувания / спуска воздуха и чередования времени надувания / спуска соседних камер.
Пневматический пыльник наиболее подходит для низко- и среднескоростных самолетов, особенно без подъемных устройств на передней кромке, например планок. Таким образом, эта система чаще всего встречается на турбовинтовых самолетах, таких как Saab 340, Embraer EMB 120 Brasilia и British Aerospace Jetstream 41. Пневматические противообледенительные башмаки иногда встречаются на больших поршневых винтовых самолетах, небольших турбореактивных двигателях, таких как Cessna Citation V, и некоторых более старых турбореактивных двигателях. Это устройство редко используется на современных турбореактивных самолетах.
Это устройство было изобретено Goodrich Corporation (ранее известное как BF Goodrich) в 1923 году.
Электротермические системы используют резистивные цепи, скрытые в конструкции планера, для выработки тепла при приложении тока. Тепло может генерироваться непрерывно для защиты летательного аппарата от обледенения (режим антиобледенения) или периодически для сбрасывания льда по мере его нарастания на основные поверхности (удаление льда). Удаление льда обычно предпочтительнее из-за более низкого энергопотребления, поскольку системе необходимо только растопить контактный слой льда, чтобы сдвиг ветра удалил остаток.
Boeing 787 Dreamliner представляет собой пример коммерческого планера, использующего электротермическую ледовую защиту. В этом случае резистивный нагревательный контур встроен в конструкцию крыла из композитного стекла и углерода. Boeing утверждает, что система использует половину энергии традиционных систем отбора воздуха (обеспечиваемых двигателями), а также снижает сопротивление и шум.
Для металлических конструкций обшивки самолетов, протравленная резистивные нагревательные цепи из фольги были прикреплены к внутренней поверхности кожи. Этот подход обладает потенциалом обеспечения более низкого общего энергопотребления, чем подход со встроенной схемой, благодаря его способности работать при значительно более высоких плотностях мощности.
Thermawing - это электрическая система защиты от обледенения для авиация общего назначения. В ThermaWing используется гибкая электропроводящая графитовая пленка, прикрепленная к передней кромке крыла. Электронагреватели нагревают фольгу и растапливают лед.
В новом предложении используется специальная сажа, сделанная из углеродных нанотрубок. Тонкая нить накатывается на намотчике для создания пленки толщиной 10 микрон, что эквивалентно листу бумаги формата A4. Пленка плохо проводит электричество из-за воздушных зазоров между нанотрубками. Вместо этого ток проявляется как почти мгновенное повышение температуры. Он нагревается в два раза быстрее, чем нихром, нагревательный элемент, используемый для борьбы с обледенением в полете, потребляя вдвое меньше энергии при одной десятитысячной веса. Материал, необходимый для покрытия крыльев гигантского реактивного самолета, весит 80 граммов (2,8 унции). Стоимость материала составляет примерно 1% нихрома. Нагреватели аэрогеля можно было оставить постоянно включенными на малой мощности, чтобы предотвратить образование льда.
A Система отвода воздуха - это метод, используемый большинством больших реактивных самолетов для поддерживайте температуру поверхности полета выше точки замерзания, необходимой для накопления льда (это называется антиобледенением). Горячий воздух «стекает» из реактивного двигателя в трубки пикколо, проходящие через крылья, хвостовые поверхности и впускные отверстия двигателя. Отработанный отбираемый воздух выводится через отверстия в нижней поверхности крыла.
Электромеханические системы удаления льда (EMEDS) используют механическую силу, чтобы сбивать лед с поверхности полета. Обычно исполнительные механизмы устанавливаются под обшивкой конструкции. Привод перемещается, чтобы вызвать ударную волну на защищаемой поверхности и выбить лед. из Плейнвью, штат Нью-Йорк, разработала легкую систему с низким энергопотреблением под названием EMEDS, которая является первой технологией защиты от обледенения, получившей сертификат FAA за 50 лет, и в настоящее время используется на нескольких коммерческих самолетах (часть 23 и часть 25 FAA) и военных самолетах..
Innovative Dynamics разработала легкую и маломощную систему с использованием приводов, названную EIDI.
Гибридные электромеханические системы удаления льда сочетают в себе антиобледенитель EMEDS с антиобледенителем электрического нагревательного элемента. Нагреватель предотвращает скопление льда на передней кромке аэродинамического профиля, а исполнительные механизмы системы EMED удаляют лед, который накапливается за нагретой частью аэродинамического профиля. из Плейнвью, штат Нью-Йорк, разработала несколько версий гибридных систем EMED, называемых термомеханической системой удаления льда (TMEDS).
Деталь хвостового оперения самолета с противообледенительной системой TKS, демонстрирующий некоторые из тысяч крошечных отверстий, через которые закачивается антиобледенительная жидкость. 
Лопасть винта с Система защиты от обледенения TKS Система защиты от обледенения TKS, производимая CAV Ice Protection, представляет собой жидкостную систему защиты от обледенения, которая помогает самолету безопасно выйти из условий обледенения в полете. В системе используется жидкость на основе гликоля для покрытия критических поверхностей самолета и предотвращения риска образования льда на передних кромках крыльев. Система также может разбивать накопившийся лед (химически). Разработанная Tecalemit-Kilfrost-Sheepbridge Stokes (TKS), система в основном использовалась во время Второй мировой войны британцами. Во время Второй мировой войны он использовался для обеспечения безопасности бомбардировщиков Королевских ВВС (RAF) в условиях обледенения.
Защита от льда с системой TKS Ice Protection достигается за счет установки лазера - просверленные титановые пористые панели на передних кромках планера. Обшивка панели перфорирована просверленными лазером отверстиями диаметром ⁄ 400 дюйма (0,064 мм) с 800 отверстиями на квадратный дюйм (120 / см). Жидкость ТКС истекает через панели на передних кромках крыльев, горизонтальные стабилизаторы. Жидкость также тщательно распределяется через кольцо на гребном винте и распылитель лобового стекла. Также можно защитить вторичные обтекатели или конструкции, такие как подъемные стойки. Впускные отверстия двигателя также могут быть защищены. Жидкость перекачивается из резервуара дозирующим насосом с электрическим приводом через микрофильтр в дозирующие устройства. Блоки дозирования содержат калиброванные капиллярные трубки, которые разделяют поток в соответствии с индивидуальными потребностями пористых панелей и отражательного кольца. Для непреднамеренных систем предусмотрен один дозирующий насос. Для систем, сертифицированных для полетов в известных условиях обледенения (FIKI), для резервирования устанавливаются два насоса, которые можно выбрать индивидуально. Жидкость для системы распылителей ветрового стекла подается с помощью шестеренчатого насоса по запросу. В зависимости от сертификации предоставляются один или два насоса для лобового стекла. При использовании системы защиты от льда TKS любые скопления мусора вымываются. Гликоль обладает очищающими свойствами и не повредит лакокрасочное покрытие самолета.
Пассивные системы используют гидрофобные поверхности. Правильно спроектированный текстиль, характеризующийся высоким уровнем водостойкости и естественным эффектом самоочищения, может препятствовать адгезии воды, тем самым устраняя способность к образованию льда.
Другая пассивная система использует время, в течение которого капля воды должна соприкоснуться с замороженным материалом, прежде чем капля замерзнет и прилипнет. Шероховатые поверхности с выступами сокращают время контакта с водой. Когда капля падает на любую поверхность, она превращается в блин, затем снова принимает круглую форму и отскакивает вверх. Гребни разбивают большие капли на более мелкие. Более мелкие капли повторно сформировались и отскочили на 40 процентов быстрее, чем более крупные. Природа использует эту концепцию, о чем свидетельствует разница между лотосом и настурцией. Листья последнего более грубые, а лед менее плотный, чем у более гладкого лотоса.
Несчастные случаи с обледенением самолетов возникают в результате сочетания увеличения веса, повышенного сопротивления, уменьшения или потери подъемной силы и уменьшения или потери тяги из-за скопления льда на поверхности. планер, аэродинамический профиль (и), пропеллеры (если есть) и / или крылья, в зависимости от типа образующегося льда (например, инейный лед, чистый лед и т. д.), что является функцией конкретных метеорологических условий. Кроме того, индукционный лед может вызывать потери мощности в условиях обледенения либо снаружи на воздухозаборниках (турбина или поршневой самолет), либо локально в системе впуска внутри двигателя (например, карбюратор поршневого двигателя без впрыска топлива).
Когда лед накапливается в результате замерзания при ударе о переднюю кромку или замерзания в результате обратного движения на аэродинамических подъемных или упорных поверхностях, таких как крыло, хвостовое оперение и лопасти воздушного винта, изменение воздушного потока изменяет аэродинамические характеристики поверхности путем изменения их формы и / или характеристик поверхности. Когда это происходит, это приводит к увеличению как основного, так и индуцированного сопротивления, а также к уменьшению подъемной силы или тяги. В зависимости от того, была ли чистая подъемная сила профиля хвостового оперения направлена вниз или вверх, потеря подъемной силы хвостового оперения (вверх или вниз) может вызвать изменение тангажа (часто к более низкому тангажу) или, если критический угол атаки оперение превышено, аэродинамический «срыв» оперения.
Как уменьшение подъемной силы крыла из-за изменения формы аэродинамического профиля, так и увеличение веса самолета, непосредственно вызванное ледовой нагрузкой, обычно приводят к тому, что пилоту приходится летать под большим углом атаки. крыла, чтобы компенсировать потерю подъемной силы, необходимую для поддержания заданной высоты или выбранной скорости снижения / подъема, несмотря на имеющиеся изменения мощности и желаемую скорость полета. Если больший угол атаки превышает критический угол атаки, произойдет аэродинамическое сваливание, которое может произойти при любой воздушной скорости и любом положении полета, что часто упускается из виду (даже пилотами). Таким образом, в зависимости от того, произошло ли обледенение крыла или горизонтального стабилизатора / стабилизатора, уменьшенная подъемная сила может привести к увеличению или уменьшению тангажа.
Один «трюк», используемый пилотами, желающими улучшить как скорость полета, так и характеристики несущей способности самолета как в условиях обледенения, так и в условиях отсутствия обледенения, состоит в том, чтобы загрузить самолет ближе к его заднему пределу ЦТ (центра тяжести), и / или летать с триммером назад (носом вверх). Это приводит к тому, что пилоту приходится нажимать на рычаги управления рулем высоты вперед, увеличивая изгиб верхней поверхности горизонтального стабилизатора / руля высоты (хвостового оперения). Получающееся в результате уменьшение нагрузки на переднее крыло позволяет переднему крылу лететь с меньшим углом атаки, дальше от аэродинамического «сваливания». Это также может обеспечить меньшее сопротивление крыла и, следовательно, большую крейсерскую скорость для данной настройки мощности. Даже если загрузка самолета не изменится на более заднюю ЦТ, полет с лифтом, обрезанным так, чтобы нос был поднят, приводит к необходимости удерживать переднюю силу на органах управления, что заставляет триммер руля высоты увеличивать изгиб верхней поверхности хвостового оперения (хотя и утомляет и поэтому используется только в необычных или временных обстоятельствах, например, во время взлета или в условиях обледенения), и, следовательно, снижает угол атаки хвостового оперения.
Лед также может накапливаться на лопастях несущего винта вертолета и воздушных винтах. Нарастание вызывает весовой и аэродинамический дисбаланс, которые усиливаются из-за быстрого вращения пропеллера или ротора.
Тонкий слой льда на передней кромке впускного отверстия турбовентиляторного двигателя CFM56 Накопление льда на передней кромке (кромке) впускных отверстий двигателя вызывает поток проблемы и могут привести к проглатыванию льда. В турбовентиляторных двигателях со стороны вентилятора требуется ламинарный поток воздуха. По этой причине большинство систем защиты двигателя от обледенения являются противообледенительными (предотвращают образование отложений).
Чтобы свести к минимуму обледенение различных поверхностей самолета, исследователи на протяжении истории стремились найти ледофобные материалы для использования в авиации. Приложения. Примерами таких материалов являются углеродные нанотрубки и (SLIPS).
A Weeping wing - воздушная система защиты от льда с химическими реактивами, в которой химические вещества на основе гликоля высвобождаются на поверхность крыла с использованием небольших отверстия на передней кромке крыла . Эта система обеспечивает как предотвращение образования льда (антиобледенение), так и удаление уже образовавшегося льда (удаление льда).
Система активируется с помощью переключателя в кабине. При этом включается насос для жидкости, который выкачивает жидкость из резервуара по воздуховоду в калиброванные отверстия на передней кромке крыла. Когда жидкость течет вдоль воздушного потока (как на верхней, так и на нижней поверхности крыла), остается тонкий слой жидкости, защищающий поверхность от обледенения. Избыточная жидкость затем покидает поверхность крыла и скользит за заднюю кромку крыла.
Несчастные случаи с обледенением
