A320系列飛機(jī)結(jié)冰特性和所造成影響及除防冰綜述

陳旭光

東航技術(shù)西北分公司-生產(chǎn)技術(shù)部維修控制中心MCC

A320系列飛機(jī)結(jié)冰特性和所造成影響及除防冰綜述

陳旭光

東航技術(shù)西北分公司-生產(chǎn)技術(shù)部維修控制中心MCC

本文論述航空器結(jié)冰對飛行的危害，及結(jié)冰的特性。闡述結(jié)冰的形成及其嚴(yán)重程度度量方法，分析結(jié)冰對飛機(jī)氣動、操縱穩(wěn)定及起降特性的影響，總結(jié)現(xiàn)有飛機(jī)的防冰與除冰技術(shù)，并對A320飛機(jī)防冰系統(tǒng)多發(fā)性故障進(jìn)行綜述。

結(jié)冰；除防冰；嚴(yán)重程度；影響

1. 引言：

世界民航史上曾發(fā)生過多起由于飛機(jī)結(jié)冰導(dǎo)致的嚴(yán)重航空事故，我國也多次發(fā)生因航空器結(jié)冰導(dǎo)致的重大惡性事故。分析航空器結(jié)冰的成因和造成的后果，能幫助我們更有效的避免重大事故的發(fā)生。

2. 航空器的結(jié)冰問題嚴(yán)重危害飛機(jī)的安全性：

2.1 民用航空器結(jié)冰的危害：1機(jī)體結(jié)冰、2機(jī)翼前緣結(jié)冰、3在旋翼和螺旋槳葉上結(jié)冰、4 風(fēng)擋結(jié)冰、5天線結(jié)冰；

3.航空器結(jié)冰的形成及其嚴(yán)重程度度量方法：

3.1 航空器結(jié)冰的原因：高空飛行飛機(jī)的迎風(fēng)表面通常會伴隨三種不同形式的結(jié)冰現(xiàn)象，即“水滴積冰”，“干結(jié)冰”和“升華結(jié)冰”。“水滴積冰”成為本文討論的主要內(nèi)容。

3.2 航空器結(jié)冰的類型：飛機(jī)表面積冰的形狀則主要取決于云層中的水滴直徑、大氣溫度及飛行速度。高速飛行，飛經(jīng)單位體積內(nèi)過冷水滴多而大、過冷卻程度較小的云中時，易形成如圖l(A)所示的“雙角狀冰”。低速飛行，飛經(jīng)單位體積內(nèi)過冷水滴少而小、過冷卻程度較大的云中時，飛機(jī)表面的積冰形狀通常呈現(xiàn)粒狀或多孔的白色不透明冰層，稱作“矛狀冰”(圖1(C))。介于兩者之間的，多形成所謂的“中間冰”(圖1(B))。

圖1 飛機(jī)高速飛行中表面冰形狀

3.3 航空器結(jié)冰的強(qiáng)度：結(jié)冰強(qiáng)度是衡量結(jié)冰對飛行安全危害的量度，通常用結(jié)冰速率(冰在飛機(jī)部件表面形成的速度)來表示。分別為弱結(jié)冰(trace)、輕度結(jié)冰(light)、中度結(jié)冰(moderate)和強(qiáng)結(jié)冰(severe)，所謂結(jié)冰程度，是指飛機(jī)在結(jié)冰條件下飛行的整個時間內(nèi)，表面上所結(jié)冰層的最大厚度。

4.結(jié)冰對飛機(jī)氣動、操穩(wěn)性及起降特性的影響：

4.1 對起飛性能的影響：結(jié)冰后飛機(jī)的離地速度增大，這是由于升力減小，阻力增加，導(dǎo)致起飛加速度也相應(yīng)減小。表1起飛階段的速度及距離，可以看出結(jié)冰對相關(guān)參數(shù)的具體影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在由于結(jié)冰造成的飛行事故中，起飛階段約占1/3。

4.2 著陸性能的影響：結(jié)冰使飛機(jī)的著陸性能明顯下降，見表2

5.現(xiàn)代航空器防冰、除冰技術(shù)：

表1 冰對起飛性能的影響

表2 結(jié)冰對著陸性能的影響

當(dāng)飛機(jī)在結(jié)冰條件下飛行時，為了防止飛機(jī)某些部位結(jié)冰，或結(jié)冰時能間斷地除去冰層，保證飛機(jī)結(jié)冰時安全飛行，需要采取適當(dāng)?shù)姆辣c除冰技術(shù)。

按照工作方式，可將飛機(jī)防冰與除冰技術(shù)分為機(jī)械除冰技術(shù)、液體防冰技術(shù)和熱力防冰技術(shù)等。

6.對A320飛機(jī)防冰系統(tǒng)介紹及多發(fā)故障綜述：

6.1 系統(tǒng)介紹：A318/A319/A320/A321飛機(jī)防冰防雨系統(tǒng)在結(jié)冰條件下或大雨天氣下，都可以使用。熱氣防冰部位有：大翼前緣、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道前緣；電防冰部位有：風(fēng)擋玻璃、各種探頭、排水口。

6.2 常見故障分析：

6.2.1 發(fā)動機(jī)引氣壓力低導(dǎo)致大翼防冰失效：2012年12月31日，B-6172飛機(jī)(A319高原型)，在執(zhí)行MU2335航班，西安-拉薩段時，出現(xiàn)左大翼防冰故障警告，當(dāng)時飛機(jī)在11000英尺爬升階段，機(jī)組通過衛(wèi)星電話聯(lián)系地面工程師尋求幫助。由于大翼防冰使用發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)引出的高溫氣流作為熱源，發(fā)動機(jī)在低功率下使用高壓壓氣機(jī)提供引氣、而在高功率下使用低壓壓氣機(jī)提供引氣，當(dāng)時正是高低功率轉(zhuǎn)換的臨界點(diǎn)，判斷為發(fā)動機(jī)引氣壓力低導(dǎo)致防冰活門動作慢，產(chǎn)生的故障警告。指導(dǎo)機(jī)組重置左側(cè)發(fā)動機(jī)引氣，故障消失。

6.2.2 常見故障總結(jié)：經(jīng)過對東方航空A320機(jī)隊(duì)共235架飛機(jī)，自2006年1月1日至2015年1月1日，防冰系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來看：因防冰系統(tǒng)造成的的航班延誤82次，占全部航班延誤的2.7%，占全部故障原因延誤的7.3%，屬于導(dǎo)致航班不正常的重點(diǎn)故障源。民航總局、生產(chǎn)制造廠家、營運(yùn)人，自上至下都對該系統(tǒng)的完好性十分重視。依照東方航空“除防冰大綱”要求：起飛前不得有冰、雪、半融雪或霜的飛機(jī)表面。在日常維護(hù)中，對除防冰系統(tǒng)的個項(xiàng)故障也要慎重對待，細(xì)心維護(hù)，才能做到防患于未然。

[1]蔣天俊.結(jié)冰對飛機(jī)飛行性能影響的研究[D].南京：南京航空航天大學(xué)[碩士論文]，2008.

[2]航空工程技術(shù)有限公司 除防冰大綱 2015.R07