Полет в условиях обледенения
В связи со значительным расширением условий эксплуатации пассажирских и транспортных самолетов существенно возрастает вероятность попадания их в условия интенсивного обледенения, появление которого наиболее вероятно при температурах наружного воздуха от +2°С и ниже, при наличии облачности, тумана, снегопада, дождя или мороси, т. е. в условиях, когда в воздухе содержатся переохлажденные мелкие капли воды. В результате соприкосновения поверхностей самолета с этими переохлажденными каплями и происходит отложение льда. Наиболее интенсивное обледенение наблюдается при температуре наружного воздуха от-2°С до-10 С. При полете в слоистых или слоисто — кучевых облаках на поверхности самолета может образоваться иней, а при полете в кучевых облаках, где переохлажденная вода находится в более крупных каплях, происходит обледенение поверхностей самолета; непосредственно на передней кромке крыла образуется плотный неровный ледяной нарост по форме пологого корытца с краями, направленными под некоторым углом вперед к набегающему потоку. На участках, удаленных от передней кромки, возникает более тонкий слой шероховатого бугристого льда.
Опасность обледенения самолета, кроме формы льда, характеризуется также интенсивностью обледенения. Для определения интенсивности обледенения применяются специальные приборы. На современных пассажирских и транспортных самолетах устанавливаются указатели обледенения, представляющие собой небольшой профиль с измерительным штырем, с помощью которого можно измерить интенсивность обледенения.
Обледенение по своей интенсивности условно разделяют:
а) слабая интенсивность со скоростью нарастания льда до 2мм/ мин; ■
б) средняя интенсивность—от 2мм/мин до Змм/мин;
в) большая интенсивность—более Змм/мин.
При этом толщина льда за время полета самолета в условиях обледенения(на режиме захода на посадку) на передних кромках поверхностей может быть:
—до 15мм при слабой интенсивности;
—от 15 до 30мм при средней интенсивности;
—более 30мм при большой интенсивности.
Влияние обледенения на аэродинамические характеристики обычно исследуются на моделях самолета достаточно крупных размеров в натурной аэродинамической трубе Т-101 ЦАГИ при установке имитаторов льда различных форм, а затем проводят летные испытания самолета как в условиях естественного обледенения, так и при использовании имитаторов.
Следует заметить, что проводить исследование влияния обледенения на моделях малых размеров в аэродинамических трубах не следует, так как получаются ненадежные результаты.
Обледенение передних кромок несущих поверхностей(крыло, горизонтальное и вертикальное оперение)оказывает сильное влияние на аэродинамические характеристики на самолетах с нестреловидными поверхностями. С увеличением стреловидности передних кромок несущих поверхностей самолета влияние обледенения на аэродинамические характеристики уменьшается.
В качестве примера на рис.6.55 приведены зависимости Су, тг= =/(а)для самолета с прямым крылом большого удлинения с неотклоненной и отклоненной механизацией в посадочное положение, без льда и с двурогим льдом на передних кромках крыла и горизонтального оперения. Из рассмотрения этих зависимостей следует, что отложение льда на передних кромках несущих поверхностей приводит к значительному уменьшению критического угла атаки и падению максимального коэффициента подъемной силы. Так, например, при неотклоненной механизации прямого крыла критический угол уменьшается с а = 19° до 10°,а с отклоненными закрылками с 14° до 8°. Вследствие этого произойдет значительное уменьшение запасов до скорости сваливания. При уменьшении скорости полета самолета, ниже рекомендуемой в РЛЭ для
эксплуатационных режимов или при попадании самолета в небольшое возмущение произойдет сваливание самолета, что на малых высотах полета может привести к катастрофе.
‘ Отложение рогообразного льда на передней кромке горизонтального оперения приводит к резкому’ возрастанию моментов тангажа на пикирование на углах атаки близких к нулю. И в случае выхода самолета на эти углы атаки произойдет так называемый "клевок” самолета (резкое опускание носа самолета), что на малых высотах также может привести к катастрофе самолета. Таким образом, отложение льда на передних кромках нестреловидного крыла и горизонтального оперения значительно сужает области углов атаки, на которых обеспечивается безопасность полета.
Поэтому на самолетах с прямыми крыльями или с крыльями небольшой стреловидности (zn. K<25°) необходимо иметь надежно работающую противообледенительную систему, а в случае ее отказа летчику надо особо быть внимательным в пилотировании самолета и, если произошло большое отложение льда на передних кромках несущих поверхностей, необходимо срочно уйти на большие (безопасные) высоты и произвести посажу на другие аэродромы, где нет условий обледенения.
На рис.6.56 приведены зависимости коэффициентов подъемной силы и момента тангажа от угла атаки для магистрального самолета с углом стреловидности крыла z~30° (по передней кромке)без имитаторов льда и с имитаторами льда, полученные при испытании крупномасштабной модели в натурной аэродинамической трубе
www. vokb-la. spb. ru — Самолёт своими руками?!
магистральных самолетах со стреловидными несущими поверхностями при х п. к. > 30° и оборудованных надежными ограничителями, препятствующими выходу самолета на углы атаки выше заданных, нет настоятельной необходимости в установке противообледенительных систем. Для повышения безопасности полета таких самолетов обычно вносятся в РЛЭ некоторые дополнительные рекомендации по технике пилотирования в условиях обледенения.