Від водності хмар і швидкості польоту ПС

 

Практика показує, що водність, а отже, і інтенсивність обмерзання, у районах над океанами й у тропічних районах може значно перевищувати значення водності для пустельних, рівнинних чи гірських територій земної поверхні.

Інтенсивне обмерзання повітряних суден, спостерігається часто в тропічних районах, що викликане несприятливим сполученням низьких температур і високої вологості повітря, зумовленими сильним перемішуванням повітряних мас.

Найбільша імовірність обмерзання ПС існує в діапазоні температур повітря від 0 до –20°С і особливо від 0 до –10°С при підвищеній вологості повітря і на висотах менше 3000 м. Вхідні пристрої авіадвигунів повітряних суден можуть піддаватися обмерзанню і при позитивних температурах навколишнього повітря (до + 5°С), що пояснюється в одних випадках охолоджувальним ефектом випаровування палива (обмерзанні карбюраторів поршневих двигунів), в інших випадках – адіабатичним розширенням повітря (у вхідних тунелях реактивних двигунів), що, відповідно, приводить до зниження температури повітря. А наслідком цього є конденсація вологи, що міститься в ньому і наступне її замерзання на елементах конструкції двигунів.

У порівнянні з водністю величина крапель води менше впливає на інтенсивність обмерзання, але в той же час вона є визначальною в утворенні форми льодяних нашарувань на поверхні ПС. Від розміру переохолоджених крапель залежить також і зона захоплення поверхні обмерзання.

При збільшенні швидкості польоту до визначеного значення інтенсивність обмерзання збільшується, тому що збільшується кількість крапель вологи, що потрапляють на одиницю площі поверхні ПС в одиницю часу. Але подальше

збільшення швидкості приводить до зростання аеродинамічного (кінетичного) нагрівання поверхонь ПС, що сприяє зменшенню інтенсивності обмерзання. Швидкість, при якій проявляється явище аеродинамічного нагрівання поверхні ПС, залежить від температури повітря (хмари). На рис.1.3 показана зона 1 імовірного і зона 2 малоймовірного обмерзання повітряного судна в залежності від температури зовнішнього повітря і швидкості польоту. При цьому розмежувальна крива позначає верхню межу температури початку обмерзання. В хмарах (рис.1.4, крива 1) аеродинамічне нагрівання майже в два рази менше, ніж у безхмарному повітрі (рис.1.4, крива 2),тому що частина тепла витрачається на випаровування вологи.

Якщо температура поверхні ПС вище 0⁰ С, обмерзання взагалі не відбувається. Швидкість же польоту, при якій величина аеродинамічного нагрівання (Δt) виключає обмерзання ПС, визначається температурою зовнішнього повітря.

Величину аеродинамічного нагрівання передньої частини крила літака приблизно оцінюють за формулою:

 

Δt = V² / 2000,

 

де V- швидкість польоту літака, м/с.

 

Варто враховувати, що приведена формула відноситься до умов адіабатичного нагрівання. У реальних умовах обмерзання через тепловідведення і випаровування вологи з поверхні ПС нагрівання виявляється на 40...50% нижче.

Таким чином, обмерзання найбільш небезпечне для нешвидкісних повітряних суден. Але й у швидкісних ПС є режими польоту з порівняно невеликою швидкістю: зліт, захід на посадку, посадка й ін.

При підготовці і виконанні польоту увага екіпажу звертається на те, у яких метеорологічних умовах проходить маршрут польоту: в однорідній повітряній масі, з перетинанням фронтальних розділів чи уздовж фронту,а також на яких висотах знаходиться верхня і нижня границі хмар як розподіляється температура зовнішнього повітря по висотах і де проходять ізотерми 0⁰С і -10⁰С. Найчастіше зона обмерзання розташовується між цими ізотермами.

Рис.1.3.Залежність обмер-зання від температури повітря та швидкості польоту ПС

Рис.1.4 Залежність аероди-намічного нагрівання передньої частини крила від швидкості польоту ПС