Глава 9

ОБЛЕДЕНЕНИЕ

Поверхность самолёта может быть покрыта льдом, инеем или водой. Это может произойти в полёте или при стоянке на земле.

Рассмотрим влияние отложений на лётные характеристики и управляемость.

Типы отложений.

Иней. Иней может образовываться на поверхности во время стоянки на земле, когда температура падает ниже нуля, или в полёте, когда холодный самолёт движется через тёплый слой воздуха. Иней состоит из относительно тонкого слоя кристаллического льда.

Лёд. Основные формы обледенения - это чистый лёд, матовый лёд и отложение переохлаждённого дождя (дождевой лёд).

Чистый лёд (глянцевый лёд) – это прозрачный слой льда с гладкой поверхностью. Он образуется при ударе больших капель переохлаждённой воды о переднюю кромку. Поскольку замерзание воды происходит с некоторой задержкой, то происходит растекание вдоль поверхности по потоку от передней кромки.

Матовый лёд образуется от соударения с маленькими каплями переохлаждённой воды. Они замерзают почти мгновенно, без растекания и образуют белое непрозрачное отложение.

Дождевой лёд образуется от соударения с каплями переохлаждённого дождя, падающего из слоя инверсии и попадающего в воздух с температурой ниже нуля. Эти капли не замерзают мгновенно, а растекаются по поверхности. Отложение льда происходит очень быстро.

Влияние льда и инея на самолёт.

Отложения льда и инея на самолёте:

• изменяют форму профиля крыла;

• увеличивают шероховатость поверхности;

• увеличивают вес самолёта.

Основное влияние инея состоит в повышении шероховатости поверхности и увеличении потери энергии пограничного слоя. Сопротивление трения повышается. Пограничный слой начинает отделяться раньше, что приводит к уменьшению C_{y мах}. Выполнение взлёта с крыльями, покрытыми инеем, может привести к сваливанию после отрыва при использовании нормальных взлётных скоростей.

Испытания показали, что отложения с толщиной и шероховатостью средней или грубой наждачной бумаги уменьшают подъёмную силу до 30% и увеличивают лобовое сопротивление до 40%.

Лёд обычно откладывается в районе передней кромки крыла и оперения. Это может вызвать сильное искажение формы передней кромки и привести к сильному увеличению лобового сопротивления и существенному уменьшению C_{y мах}. И, как последствие, увеличение скорости сваливания. Уменьшение C_{y мах} стабилизатора может привести к «клевку» самолёта, особенно при увеличении скоса потока от крыла при выпуске закрылков.

Отложения чистого льда и, особенно, матового льда могут существенно увеличить вес самолёта. Это повлечёт дальнейшее увеличение скорости сваливания и увеличение индуктивного сопротивления. Избыток располагаемой тяги двигателей уменьшится, уменьшая возможности самолёта по набору высоты.

Обледенение лопастей винтов может привести к их разбалансировке, сильной вибрации, особенно при несимметричном сходе льда с лопастей. Куски льда, оторвавшиеся от винтов, могут повредить фюзеляж самолёта.

Влияние на приборы.

Отложения льда на приёмниках полного и статического давления могут привести к ошибочным показаниям приборов и, в конце концов, к полной потере информации о скорости и высоте.

Влияние на управление самолётом.

Рулевые поверхности могут быть заклинены отложениями льда в отверстиях, окружающих рулевые поверхности и тяги управления. Это может вызвать ухудшение управляемости вплоть до полной её потери.

Влияние воды на поверхности самолёта.

Если крыло покрыто слоем воды от сильного дождя, то пограничный слой может стать турбулентным в зонах ламинарного движения в нормальных условиях. Это вызывает увеличение лобового сопротивления и может вызвать увеличение скорости сваливания.

Следует строго выполнять рекомендации производителя по увеличению скоростей на взлёте и посадке в условиях сильного дождя.

Старение конструкции.

Со временем состояние конструкции самолёта ухудшается из-за царапин, повреждений, ремонтов и общего накопления грязи и смазки.

Это приводит к увеличению лобового сопротивления самолёта (главным образом сопротивления трения) с соответствующим увеличением расхода топлива. Стоимость эксплуатации самолёта повышается. Ухудшение состояния самолёта учитывается в таблицах расчета летных характеристик.

133