Войти
Вулканический пепел от извержения Эйяфьядлайёкюдль нарушили воздушное сообщение в Европе в 2010 году. Шлейфы вулканического пепла возле действующих вулканов представляют собой безопасность полетов, особенно в ночное время полеты. Вулканический пепел твердый и абразивный, он может быстро вызвать значительный износ гребных винтов и лопастей турбокомпрессора, а также поцарапать окна кабины, ухудшая обзор. Зола загрязняет топливную и водяную системы, может заклинивать шестерни и вызывать срыв двигателей . Его частицы имеют низкую точку плавления, поэтому они плавятся в камере сгорания двигателя, затем керамическая масса прилипает к лопаткам турбины, топливным форсункам и камеры сгорания - что может привести к полному отказу двигателя. Пепел также может загрязнить кабину и повредить авионику.
В 1991 году авиационная промышленность решила создать консультативные центры по вулканическому пеплу (VAAC) для связи между метеорологами, вулканологи и авиационная промышленность. До 2010 года авиадвигатели производители не определяли конкретные уровни частиц, выше которых они считали двигатели опасными. Регуляторы воздушного пространства придерживались общего подхода, согласно которому, если концентрация пепла превышала ноль, они считали воздушное пространство небезопасным и, следовательно, закрывали его.
Затраты на нарушение воздушного движения в Европе после извержения вулкана в 2010 году вынудили производителей самолетов указать пределы того, сколько золы они считают приемлемым для того, чтобы реактивный двигатель мог проглотить без повреждений. В апреле UK CAA совместно с производителями двигателей установили безопасный верхний предел плотности золы на уровне 2 мг на кубический метр воздушного пространства. С мая 2010 года CAA пересмотрело безопасный предел до 4 мг на кубический метр воздушного пространства.
Чтобы минимизировать дальнейшее нарушение, которое может вызвать это и другие вулканические извержения, CAA создало новую категорию ограниченного воздушного пространства, названную Ограниченная по времени зона. Воздушное пространство, отнесенное к категории TLZ, аналогично воздушному пространству в суровых погодных условиях, поскольку ограничения должны быть кратковременными. Однако ключевое отличие от воздушного пространства TLZ заключается в том, что авиакомпании должны предоставлять сертификаты соответствия для самолетов, которые они хотят войти в эти зоны. Любое воздушное пространство, в котором плотность пепла превышает 4 мг на кубический метр, является запрещенным воздушным пространством.
Вулканический пепел в непосредственной близости от шлейфа извержения отличается по размеру частиц и плотности от облаков, рассеивающихся с подветренной стороны, которые содержат только самые мелкие частицы. крупность золы. Эксперты не установили количество золы, которое влияет на нормальную работу двигателя (кроме срока службы двигателя и затрат на техническое обслуживание). Сохраняется ли риск расплава кремнезема при гораздо более низкой плотности пепла, характерной для облаков пепла ниже по потоку, в настоящее время неясно.
Эксперты признали, что возникла проблема после рейса 9 British Airways в 1982 году, и поэтому ИКАО учредила Исследовательскую группу по предупреждению о вулканическом пепле. Из-за сложности прогнозирования точной информации до 12 часов и более, ИКАО позже создала консультативные центры по вулканическому пеплу (VAAC).
Вулканический пепел состоит из небольших тефры, которые представляют собой частицы измельченной породы и стекла диаметром менее 2 миллиметров (0,079 дюйма), образованные вулканическими извержениями. Пепел попадает в атмосферу под действием извержения и конвекционных потоков нагретого воздуха, а затем уносится ветрами от вулкана. Пепел наименьшего размера может оставаться в атмосфере в течение значительного периода времени и может уноситься прочь от точки извержения. Облако пепла может быть опасным для авиации, если оно достигает высот траектории полета самолета.
Облако пепла от извержения вулкана Чайтен в 2008 году, простирающегося через Патагонию от Тихого до Атлантического океана Пилоты не могут увидеть облака пепла ночью. Кроме того, частицы пепла слишком малы, чтобы отражать эхо на бортовых метеорологических радарах коммерческих авиалайнеров. Даже при полете при дневном свете пилоты могут интерпретировать видимое облако пепла как обычное облако водяного пара, а не как опасность, особенно если пепел улетел далеко от места извержения. На изображении с вулкана Чайтен облако пепла распространилось на тысячи километров от места извержения, пересекло Южную Америку от побережья Тихого океана и распространилось по Атлантике.
Вулканический пепел имеет температуру плавления около 1100 ° C (2010 ° F), что ниже рабочей температуры современных коммерческих реактивных двигателей, около 1400 ° C (2550 ° F).. Вулканический пепел может повредить газовые турбины несколькими способами. Их можно разделить на те, которые представляют непосредственную опасность для двигателей, и те, которые представляют проблему при техническом обслуживании.
Вулканический пепел состоит из осколков горных пород, кристаллического материала и вулканического стекла. Стеклянный компонент имеет самую низкую температуру плавления - ниже, чем температуры внутри камеры сгорания газотурбинного двигателя . Пепел, попавший в камеру сгорания, может расплавиться. Компоненты камеры сгорания и турбины охлаждаются, поскольку металлы, из которых они сделаны, имеют более низкие температуры плавления, чем температура газа внутри активной зоны двигателя. Расплавленная зола, соприкасающаяся с этими поверхностями, может замерзнуть и осесть на металлическую поверхность.
Самая чувствительная поверхность - это направляющие лопатки сопла турбины высокого давления (NGV), расположенные сразу после камеры сгорания. Газовый поток перекрывается через газомоторный транспорт, поэтому площадь потока газа через газомоторный двигатель является контролируемой областью для двигателя. Если эта площадь уменьшается из-за нарастания золы, меньший массовый расход газа проходит через сердечник двигателя. Уменьшение массового расхода приводит к тому, что турбина выполняет меньше работы. Турбина приводит в действие компрессор , который, соответственно, также выполняет меньше работы по сжатию воздуха. Если компрессор больше не может удерживать газ под высоким давлением в сердечнике двигателя, поток газа может реверсироваться и выходить из передней части двигателя. Это известно как помпаж двигателя или помпаж компрессора и часто сопровождается выбросом пламени из передней части двигателя. Эта волна, вероятно, погасит пламя в камере сгорания двигателя, известное как «гашение пламени». Как только высокое давление в активной зоне спадет, двигатель можно будет перезапустить. Повторный запуск двигателя на высоте может быть затруднен из-за более низких температур и давления окружающего газа, но обычно это не проблема. Уменьшение проходного сечения газомоторного автомобиля может затруднить перезапуск двигателя.
Вулканический пепел несет значительный электростатический заряд. Мелкая зола, попадающая в электронные компоненты двигателя или корпуса, может вызвать сбой в электросети, что представляет непосредственную опасность для самолета.
Диоксид серы - еще один продукт вулканов, который переносится в облаках пепла после извержения - вызывает коррозию пролетающих через него самолетов.
Была предпринята попытка доказать, что диоксид серы, обычно сопровождающий извержение вулкана, действительно является хорошим показателем наличия облаков пепла, например, для облегчения предотвращения образования облаков пепла в авиации.
Однако было обнаружено, что два вида облаков имеют тенденцию разделяться из-за сдвига ветра. Кроме того, методы обнаружения имеют ограничения, так как оба вида могут быть замаскированы другими типами аэрозолей, такими как вода или лед; это способствует большой вариативности данных.
Следовательно, поскольку нет согласованного перекрытия между SO 2 и пеплом, SO 2 не является надежным индикатором для облаков пепла.
В 1982 году рейс 9 British Airways пролетел через облако пепла, потерял мощность всех четырех двигателей и снизился с высоты 37 000 футов (11 000 м) до всего 13 500 футов (4100 футов). м) до того, как летному экипажу удалось запустить двигатели. Похожий инцидент произошел в 1989 г. с рейсом 867 KLM.
