飛機積冰對飛行安全的影響研究

杜麗娟

【摘 要】飛機積冰會破壞飛機光滑的表面結構，使得飛機產生的升力減小，阻力增大，還有可能使儀表失效，甚至導致發動機熄火，影響飛行安全。本文主要研究飛機積冰出現的原因并分析飛機不同部位積冰對飛行安全的影響。

【關鍵詞】飛機積冰；積冰位置；飛機安全

0 引言

飛機積冰是影響飛行安全的一個重大因素，它影響航班的正常起落，迫使飛機改變原定的飛行路線，甚至可能演變為可怕的空難。本文對飛機積冰產生的原因，及不同位置積冰對于飛機性能造成的影響進行說明。

1 積冰原因

飛機發生積冰的條件有兩個，一個是大氣中可見的水滴（如云層，降雨，霧等），另一個就是適宜積冰的溫度，也就是0℃。在標準大氣的環境下，海平面的溫度在15℃，根據氣溫垂直遞減率，每上升1000英尺，溫度會降低2℃，所以在遐想條件下，可能產生積冰的高度在8000英尺左右，即8000英尺的溫度在0℃，一旦飛機進入云層和雨區時，空氣中的水滴碰撞在飛機機體上，產生了冰結晶，依附在飛機機體的表面，使得飛機積冰。

但是也有特殊的情況，比如飛機從高度高的航線下降時，環境溫度雖然上升到了0℃以上，但是飛機由于長時間處于0℃一下的環境，飛機機身表面的溫度還是處于0℃一下的，這是如果遇見了云層，降雨等，也是會發生積冰現象的；還有一種特殊的天氣現象稱為過冷云滴，過冷云滴即是在0℃一下，水仍舊以液態的形式存在。

2 不同部位積冰對飛行安全的影響

不同位置的積冰對于飛機的影響是不同的。本章將從升力面積冰，發動機積冰，皮托管靜壓孔積冰，天線積冰，風擋積冰，操作面積冰起落架積冰，燃油積冰這八個方面來進行分析，逐一分析不同位置積冰對于飛機性能不同的影響。

2.1 升力面積冰

飛機的升力面積冰會影響飛機正常飛行所需要的升力，也可能使飛機發生失速，一種是機翼失速，一種是尾翼失速。

機翼表面結冰會嚴重影響到飛機的正常飛行。一旦機翼外形被積冰所破壞了，所產生的升力也就比原來小了。在起飛過程中，飛機無法在地面效應中得到足夠的升力，飛機便會再一次砸向地面。在相同的迎角下，升力減小，阻力增大，為了維持住高度，飛機需要更大的動力，在加大推理的情況下，燃油消耗也會增大。

還有一種升力面積冰的影響是尾翼失速。進近階段，飛機的襟翼是全部伸出的，這個時候作用在水平安定面上的氣動力載荷是最大的。由于堆積在水平安定面上的積冰左右兩側往往是不對稱的，飛機受力不均，會往一側偏轉，加之水平安定面上的積冰會使飛機俯仰靜安定性變差，會使升降舵效率和俯仰操作性能變差。尾翼上的積冰飛行員是無法觀察到的，發生失速一般情況下都會考慮機翼失速，尾翼失速與機翼失速的改出方法又有所不同，如果在這種情況下發生誤操作，飛機會以更加筆直的角度撞向地面，發生慘劇。

2.2 發動機積冰

發動機積冰主要分為兩種，一種是汽化器結冰，是通過影響發動機的汽化器使發動機發生熄火等情況；另一種則是發動機進氣口發生積冰。

普通的吸氣式發動機在汽化過程時，可能會使外部吸入的空氣溫度下降15℃，如果空氣中的水分子充足，積冰就有可能產生。積冰會集聚在轉盤和文丘里管內壁上，漸漸的使管口變小，吸入的空氣量越來越少，使汽化器正常工作受到影響，甚至可能發生熄火。另一種發動機積冰是發動起進氣口積冰，他可能發生在汽化器發動機上也可能發生在噴油發動機上。發動機進氣口堵住，是空氣無法進如發動機內部，嚴重的會導致引擎熄火。

2.3 皮托管靜壓孔積冰

皮托管靜壓孔，與其直接掛鉤的是飛機的空速表，高度表以及垂直升降率表。此處以空速表為例，空速表是測量飛機飛行速度的儀表。一旦積冰堵塞了飛機的皮托管與靜壓孔，空速表就會收到影響。僅僅只是皮托管堵塞時，空速表數值隨飛機高度的增大而增加，隨飛機高度減少而減小。如果皮托管和靜壓孔一起堵塞，空速表將停止不動，失去功效。

2.4 天線積冰

飛機上的導航設備，無線電設備都是需要通過天線來實現工作的，有的天線即使發射器也是接收器，他對于這些設備的運作可謂是起決定性作用的。天線積冰可能會引起天線的折斷，嚴重干擾雷達通訊。

2.5 風擋積冰

飛機的擋風玻璃也可能發生積冰，一旦受擋面積嚴重，飛行員就喪失了目視飛行的能力，對于飛行安全是很不利的。特別是起飛與降落更成了完全不可能完成的任務。即使有儀表著陸系統的幫助，但是在下降到一定的高度后還是要轉為目視飛行的。

2.6 操縱面積冰

飛機的操縱面主要為副翼，方向舵和升降舵。飛機結冰后，飛機縱向，橫向的動態穩定性和靜態穩定性都會受到影響，具體取決于飛機積冰的狀況或是飛機機翼積冰后的外形改變。飛機積冰還會改變重心的位置，這些都會改變飛機的桿力與操縱效率。如果在長時間處于積冰環境中，有可能直接導致操作系統完全失效。況且小飛機基本沒有什么除冰設備，一旦操縱面失效，情況會十分危險。

2.7 起落架積冰

飛機起落架上的積冰可能會在起落架收起時破壞起落架艙的結構和設備，也可能破環起落架本身，起落架外部結構的積冰可能會使起落架無法正常放下或是收起。

2.8 燃油積冰

飛行所需的燃油一般情況下很難結冰，但再很多情況下油箱里的燃油內會混有水，這些水可能會在低溫環境下結冰，小冰塊可能會堵塞燃油口，導致燃油無法正常傳送。在飛行過程中，一旦出現這種情況，發動機將會熄火，極大的威脅飛行安全。

3 總結

對于飛行員來說，在執行飛行任務之前，仔細研究飛行路線，了解天氣狀況，可以有效地避免飛機進入積冰區域。在處于積冰環境時，及時與空中管制聯系，獲取更多關于天氣的信息。正確的使用防冰除冰設備。與機組成員相互配合，對可能遇到的因積冰帶來的影響做好準備。這些舉措都將會大大的提高飛機的飛行安全。飛行安全不光靠著硬件技術的發展，更多的是在于人對于與飛行安全問題的重視。

【參考文獻】

[1]裘燮綱，韓鳳華.飛機防冰系統[M].南京航天大學，1996.

[2]張宇飛.淺析飛機積冰與航空安全[J].科技風，2013（7）：194-197.

[責任編輯：田吉捷]