IJsvorming op het vliegtuig - omstandigheden, oorzaken en gevolgen

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Statistieken laten zien dat het percentage doden bij vliegtuigongevallen veel lager is dan bij andere vervoerswijzen. Ijsvorming in vliegtuigen is een veelvoorkomende oorzaak van ongevallen, dus de bestrijding ervan krijgt meer aandacht. Bij een trein-, schip- of auto-ongeluk hebben mensen een vrij grote overlevingskans. De val van vliegtuigen, met zeldzame uitzonderingen, leidt tot de dood van alle passagiers.

Wat veroorzaakt ijsvorming

De volgende delen van het vliegtuiglichaam worden het vaakst blootgesteld aan ijsvorming:

• staart- en vleugelvoorranden;
• motor luchtinlaten;
• schroefbladen voor respectievelijke motortypes.

De vorming van ijs op de vleugels en staart leidt tot een toename van de weerstand, een verslechtering van de stabiliteit en bestuurbaarheid van het vliegtuig. In het ergste geval kunnen de bedieningselementen (rolroeren, kleppen, enz.) gewoon vastvriezen aan de vleugel en zal de besturing van het vliegtuig gedeeltelijk of volledig verlamd raken.

Icing van de luchtinlaten verstoort de uniformiteit van de luchtstromen die de motoren binnenkomen. Het gevolg hiervan is de ongelijkmatige werking van de motoren en de verslechtering van de tractie, storingen in de werking van de eenheden. Er verschijnen trillingen die kunnen leiden tot de volledige vernietiging van motoren.

In propeller-fan- en turboprop-vliegtuigen veroorzaakt ijsvorming op de randen van de propellerbladen een ernstige vermindering van de vliegsnelheid als gevolg van een daling van de efficiëntie van de propellers. Hierdoor kan het zijn dat het schip zijn bestemming niet "ha alt", omdat het brandstofverbruik bij een lagere snelheid gelijk blijft of zelfs toeneemt.

Vliegtuiggrondijs

Icing kan op de grond of tijdens de vlucht zijn. In het eerste geval zijn de ijsvormingsomstandigheden in het vliegtuig als volgt:

• Bij helder weer bij temperaturen onder het vriespunt koelt het oppervlak van een vliegtuig meer af dan de omringende atmosfeer. Hierdoor verandert de waterdamp in de lucht in ijs - er treedt vorst of vorst op. De dikte van de plaque is meestal niet groter dan enkele millimeters. Het kan zelfs met de hand gemakkelijk worden verwijderd.
• Bij temperaturen van bijna nul en een hoge luchtvochtigheid bezinkt onderkoeld water in de atmosfeer op het lichaam van het vliegtuig in de vorm van plaque. Afhankelijk van specifieke weersomstandigheden varieert de coating van transparant bij hogere temperaturen tot een matte vorstachtige coating bij lagere temperaturen.
• Bevriezing op het oppervlak van de mist, regen of ijzel van het vliegtuig. Het wordt niet alleen gevormd als gevolg van neerslag, maar ook wanneer sneeuw en smeltende sneeuw de romp vanaf de grond raken tijdens het taxiën.

Er is ook zo'n fenomeen als "brandstofijs". Wanneer de kerosine in de tanks een lagere temperatuur heeft dan de omringende lucht, begint atmosferisch water te bezinken in het gebied waar de tanks zich bevinden en vormt zich ijs. De laagdikte bereikt soms 15 mm of meer. Dit type vliegtuigglazuur is gevaarlijk omdat het sediment meestal transparant en moeilijk op te merken is. Bovendien vormt zich alleen sediment in het gebied van de brandstoftank, terwijl de rest van het vliegtuiglichaam schoon blijft.

IJs in de lucht

Een ander type vliegtuigglazuur is de vorming van ijs op de scheepsromp tijdens de vlucht. Treedt op bij het vliegen in koude regen, motregen, natte sneeuw of mist. IJs vormt zich meestal op vleugels, staarten, motoren en andere uitstekende lichaamsdelen.

De snelheid waarmee een ijskorst wordt gevormd, varieert en is afhankelijk van zowel de weersomstandigheden als het ontwerp van het vliegtuig. Er zijn gevallen bekend van plaquevorming met een snelheid van 25 mm per minuut. De snelheid van het vliegtuig speelt hier een dubbele rol - tot een bepaalde drempel draagt het bij aan een toename van de ijsvorming van het vliegtuig omdat er meer vocht op het oppervlak van het vliegtuig per tijdseenheid v alt. Maar dan, met verdere versnelling, warmt het oppervlak op door wrijving met de lucht, en de intensiteit van ijsvorming neemt af.

IJsvorming op een vliegtuig tijdens de vlucht komt het vaakst voor op hoogten tot 5.000 meter. Daarom wordt vooraf de grootst mogelijke aandacht besteed aan de bestudering van de weersomstandigheden in het gebied.opstijgen en landen. Ijsvorming op grote hoogte is uiterst zeldzaam, maar nog steeds mogelijk.

De-icing met POL

De belangrijkste rol bij het voorkomen van ijsvorming wordt gespeeld door de behandeling van vliegtuigen met anti-ijsvloeistof (AFL). De leiders in de productie van ontijzingsmiddelen zijn het Amerikaanse The Dow Chemical Company en het Canadese Cryotech Deicing Technology. Bedrijven zijn voortdurend bezig met het uitbreiden en verbeteren van de lijn van hun reagentia.

Prioriteitsgebieden van onderzoek zijn de snelheid van het ijsvrij maken en de duur van het ijsvrij maken van vliegtuigen. Verschillende soorten anti-icing vloeistof zijn verantwoordelijk voor deze processen, dus de verwerking van het vliegtuig gebeurt altijd in twee fasen. In totaal zijn er vier soorten reagentia die worden gebruikt bij de verwerking van een vliegtuig. Vloeistoffen van het eerste type zijn verantwoordelijk voor het verwijderen van bestaand ijs van het vliegtuiglichaam. Composities II, III en IV dienen om het lichaam gedurende een bepaalde tijd te beschermen tegen ijsvorming.

Verwerking van het vliegtuig op de grond

Eerst wordt het vliegtuig behandeld met type I vloeistof verdund met heet water tot een temperatuur van 60-80 0C. De concentratie van het reagens wordt gekozen op basis van de weersomstandigheden. Vaak wordt een kleurstof in de samenstelling opgenomen zodat het onderhoudspersoneel de uniformiteit van de coating van het vliegtuig met vloeistof kan controleren. Bovendien verbeteren de speciale stoffen waaruit de POL bestaat de dekking van het product.

De tweede fase is de verwerking van de volgendevloeistof, meestal type IV. Het is over het algemeen identiek aan de type II-samenstelling, maar wordt geproduceerd met behulp van modernere technologie. Type III wordt het meest gebruikt voor het ijsvrij maken van vliegtuigen van verschillende lokale luchtvaartmaatschappijen. Type IV vloeistof wordt puur en, in tegenstelling tot type I, met een lage snelheid gespoten. Het doel van de behandeling is ervoor te zorgen dat het vliegtuig uniform wordt bedekt met een dikke film van verbinding die niet toestaat dat water op het oppervlak van het vliegtuig bevriest.

Tijdens de actie "smelt" de film geleidelijk en reageert met neerslag. Fabrikanten doen onderzoek om de levensduur van de beschermlaag te verlengen. Ook worden de mogelijkheden onderzocht om de impact van schadelijke componenten van anti-icing vloeistoffen op het milieu te minimaliseren. Over het algemeen blijft de AOL op dit moment de beste manier om met ijsvorming in vliegtuigen om te gaan.

Anti-ijsvormingssystemen

De composities waarmee vliegtuigen op de grond worden behandeld, zijn speciaal gemaakt zodat ze tijdens het opstijgen van het oppervlak van het lichaam worden "weggeblazen" om de lift niet te verminderen. Daarna wordt het stokje overgenomen door de ijssensoren van het vliegtuig. Op het juiste moment geven ze een commando om in actie te komen aan systemen die ijsvorming tijdens de vlucht voorkomen. Ze zijn onderverdeeld in mechanisch, chemisch en thermisch (luchtthermisch en elektrothermisch).

Mechanische systemen

Gebaseerd op het principe van kunstmatige vervorming van het buitenoppervlak van de scheepsromp, waardoor het ijs breekt en wordt weggeblazen door de naderende luchtstroom. Bijvoorbeeld op vleugelsHet verenkleed van het vliegtuig is versterkt met rubberen beschermers met een systeem van luchtkamers aan de binnenkant. Nadat het vliegtuig begint met ijsvorming, wordt eerst perslucht toegevoerd aan de centrale kamer, die het ijs breekt. Vervolgens worden de zijvakken opgeblazen en wordt het ijs van het oppervlak gegooid.

Chemische systemen

De werking van zo'n systeem is gebaseerd op het gebruik van reagentia die in combinatie met water mengsels vormen met een laag vriespunt. Het oppervlak van het gewenste deel van de vliegtuigromp is bedekt met een speciaal poreus materiaal, waardoor een vloeistof wordt aangevoerd die het ijs oplost. Chemische systemen werden in het midden van de 20e eeuw veel gebruikt in vliegtuigen, maar worden nu vooral gebruikt als back-upmethode voor het reinigen van voorruiten.

Thermische systemen

In deze systemen wordt ijsvorming geëlimineerd door het oppervlak te verwarmen met hete lucht en uitlaatgassen van motoren of door elektriciteit. In het laatste geval wordt het oppervlak niet constant, maar periodiek verwarmd. Een deel van het ijs mag bevriezen, waarna het systeem wordt ingeschakeld. Bevroren water scheidt zich van het oppervlak af en wordt door de luchtstroom meegevoerd. Het gesmolten ijs verspreidt zich dus niet over het lichaam van het vliegtuig.

De modernste ontwikkeling op dit gebied is het door GKN uitgevonden elektrothermische systeem. Op de vleugels van het vliegtuig wordt een speciale polymeerfilm met toevoeging van vloeibaar metaal aangebracht. Het ha alt energie uit het boordsysteem van het vliegtuig en houdt de temperatuur op het vleugeloppervlak van 7 tot 21 0C. Dit nieuwste systeem wordt veel gebruikt in Boeing-vliegtuigen.787.

Ondanks alle "fancy" beveiligingssystemen, vereist icing de uiterste aandacht van de persoon. Weinig onoplettendheid leidde vaak tot grote tragedies. Daarom hangt de veiligheid van mensen, ondanks de snelle ontwikkeling van technologie, nog steeds grotendeels van henzelf af.