发动机积炭产生的原因和对策-积炭并不是奇谈 教你认识积炭和消除积炭
陈至锐
摘 要：飞机的诞生是人类社会科技发展的里程碑，给人们的出行带来了极大的便捷，为了保证飞机的飞行安全，需要针对积冰问题采用科学合理的解决策略。现如今，我国的飞机发动机积冰预报技术还不够成熟。本文主要针对飞机发动机的工作原理，与现有的飞机积冰实例进行简要分析，探讨积冰形成的原因，并针对存在的问题总结合理的除冰方法。
关键词：飞机结冰 发动机对策 除冰分析
中图分类号：V321.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（b）-0078-02
通常大家所说的飞机积冰，其实就是飞行中的飞机遇到云中低温的气水而形成的水滴结冰现象。飞机分为活塞式和喷气式，发动机结冰主要发生在喷气式飞机上，而飞机其他部位像飞机翅膀、飞机尾部、旋转桨叶、挡风玻璃和总压管等结冰容易发生在普通飞机上，因为飞机发动机结冰比飞机其他部位结冰复杂。现实中，研究人员对这方面的研究也少，对积冰的预报十分困难，如果积冰现象严重，容易造成事故，所以，对飞机发动机积冰的原因研究以及如何防范显得尤为重要，以下就针对这一问题做进一步的探讨。
1 造成飞机发动机结冰的因素
1.1 云中的温度、湿度、气流以及地形的变化
飞机发动机的结冰一般形成于温度低于0℃的云层中，当温度越来越低，会导致过冷水滴越来越少，所以说，在低于-20℃的云层中，飞机是不容易出现积冰的，当气温在0℃以上20℃以下时，发生积冰的概率是80%；当气温在-2℃以下-10℃以上时，发生积冰的概率是68%，这个温度段也是强积冰段。如果湿度大，也会形成结冰，而湿度又与温度露点息息相关，温度露点越小，湿度越大，积冰一般是发生在露点值小于7℃的环境中，其中0℃～5℃最容易发生积冰。另外，云中的气流大也容易造成积冰，因为气流大会导致水量和水滴都增大，这时候容易形成明冰，由于積冰水平方向的范围比较窄，当它处于水量大且水滴多的环境中，最容易形成积冰，还有颠簸因素也会引发结冰，研究显示，积云的发展阶段直接影响了积冰的强弱。此外，地形对积冰的影响也不可忽视，飞机经常需要穿越山峰，而此时如果遇到地形被抬升，风力增大，导致云层大量生成的话，过冷水滴也被迫增多，这时积冰就会非常严重了。
1.2 飞机的飞行动态以及发动机的工作动态
当飞机飞行速度比压气机的进口速度还小时，气流会降温，如果气流潮湿，并且气温降到一定温度时，就会发生积冰。飞行速度变小一般发生在飞机的下降阶段，或者登陆地面阶段，还有一些阶段，像飞机起飞的初始时刻、飞起时地面滑行时刻和地面试飞时刻都会导致飞机飞行速度减小，历史上曾经发生过多次相关的事件。在1984年的冬季，某飞机在穿梭云层的下降过程中出现了发动机积冰，在1982年的冬季，某战斗机在地面试飞时刻，当发动机的油门减小到一定程度，然后飞机的进气道出现了2mm的冰，当油门增大到最大程度时，冰又发生融化。
1.3 大气的温度变化和水汽充沛情况的影响
大气的温度变化和水汽充沛情况也是引起飞机发动机积冰的重要因素，这两者都是在大气无云的情况下，这两类航空气象的预报难度也较高。在目前的情况下，还无法完成发动机结冰的预报，能做的只是根据飞机的羽翼结冰位置进行预报。
2 飞机发动机积冰前的防御措施
在飞机飞行前，相关人员需要先了解清楚飞机的天气情况，详细分析飞行区的降水量、飞行路线的高度以及区域的气温变化，尤其注意0℃到-20℃的温度。飞机起飞前必须检查清楚防冰装置是否损坏，如果冬天飞行时飞机表面已经有积冰了，必须要清除之后，才能起飞。飞行中，想达到防止结冰的目的，必须提前启动飞机的防冰装置，如果出现严重积冰情况，防冰装置不能起作用时，应该及时脱离积冰区域。
3 飞机发动机结冰时的处理方法
飞机发动机结冰时，应该通过变化飞机运行路线和飞机高度来避开结冰的区域。如果未能及时避开结冰区，可以利用除冰的装置来除冰。这时如果发动机积冰不是很严重，而且飞机运行的时间短可以考虑继续飞行；如果发动机积冰很严重，已经影响到飞行的正常时，要想办法脱离积冰区域。目前，常用的脱离方法有两种类型，即变化飞行高度和改变飞机方向，在云层密度小的情况下可以改变飞机方向，在云层密度大的情况下，需要改变飞行的高度。
在飞机发动机结冰的情况下，必须要重点关注飞机的运行状态，这时不能急转弯、突然上升或旋转飞机。将要登陆地面时如果收紧油门会导致飞机失控，造成严重的后果。飞行员在处理发动机积冰时，首先要做好飞行地天气情况、气象预报和飞行汇报的收集工作，从中了解到相关区域的积冰状况；其次需要时刻关注飞机周围的环境，尤其是夜晚的气温，是否造成飞机部件的积冰；对于飞机上的防冰设备，做到熟练使用。总之，飞行员必须清楚积冰的严重性，提高警惕性。
4 解决飞机发动机积冰的其他对策
安全是衡量一个国家航空业发展成效的一个重要标志，要实现从民航大国朝着民航强国的转变，必须要采取科学的措施提高安全水平，关于飞行安全的问题，是一个系统、复杂的工程。整个飞行安全体系由“人”“机”“环”三个部分有机组成，三者是相互作用、息息相关的，要保证飞行安全，需要关注各个细节内容，从系统、整体、全面的角度来分析问题、思考问题，制定出整体的安全防御体系。在飞行安全中，发动机积冰是一个重点关注的问题，为此，各个航空公司要加强相关人员安全与应急技能的培训，实现国内外培训资源的整合，科学设置培训内容，为地面人员、机组人员提供系统、专业的教育培训，如可以借助基于视觉的多媒体培训教材，提高相关人员应对特殊情况的操作水平。此外，还要大力推广安全管理系统（SMS），从系统论角度出发，以现有积冰安全管理模式作为基础，实现组织结构、安全方针、安全管理程序、内部监督机制的有机结合，构建出独具特色的安全管理系统，提升我国民航业的发展水平。
此外，还要积极开展新型除冰设备的研究，就我国的发展情况来看，关于飞机发动机除冰技术的研究还存在一定的缺陷，现行的积冰探测系统，只能够感知到积冰的速率与积冰厚度，无法预测到发动机积冰对飞行稳定性、飞机性能、操作性的影响，更难将相关信息传递给机组人员。因此，相关部门要加强技术创新，积极研发先进的探测系统，保证飞行安全。
5 结语
发动机积冰问题严重影响着飞机的飞行安全，目前，现代化喷气式飞机的发动机中，一般都配备了防冰系统，但是，这种装置的功能只是防冰而不是除冰。为了尽可能减小积冰因素的影响，在飞行过程中，提前打开防冰系统，做到防患于未然。
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