По последствиям рассмотренные инциденты разделяются на три группы:
Нарушение работы, опасные вибрации, помпаж, отказы и повреждения двигателей, что приводит к прерванным взлетам, возвратам со старта и вынужденным посадкам;
Ухудшение характеристик устойчивости и управляемости самолетов из-за наземного обледенения, что приводит чаще всего к опасному кабрированию на взлете, самопроизвольному кренению самолета, изменению усилий на штурвале и частичному заклиниванию органов управления;
Случаи, связанные с повреждениями льдом конструкции планера самолета, двигателей, неуборкой шасси, нарушениями в работе приборов и оборудования и др.
Основными причинами инцидентов являются:
недостаточное исполнение летным и техническим персоналом требований документов, регламентирующих эксплуатацию самолета при наличии наземного обледенения;
недостаточно надежны средства и методы контроля за отсутствием льда на поверхности самолета и элементах двигателей перед взлетом;
несовершенство инструкций и рекомендаций по эксплуатации.
Например - взлеты самолетов, подвергнутых наземному обледенению, происходят по нескольким причинам:
когда экипаж отказывается от ПОО при наличии признаков обледенения;
превышено допустимое время от момента применения ПОО до начала взлета;
не использованы в полной мере имеющиеся на самолетах ПОС;
недостаточно полными и точными являются инструкции авиакомпаний, определяющие действия экипажей при возникновении условий обледенения.
Перечисленные причины образуют одну главную причину – «недостаточное исполнение техническим и летным персоналом принципиальных и конкретных (для данного типа ВС) требований документов, регламентирующих эксплуатацию ВС при наличии условий наземного обледенения».
Для разработки практических мер по предотвращению авиационных происшествий большое значение имеет изучение обстоятельств, последствий и причин происшествий.
Ниже представлены варианты влияния условий наземного обледенения на безопасность полетов воздушных судов.
Причиной обледенения самолета на земле могут послужить многие атмос- ферные и окружающие условия:
ледяной налет;
снег;
замерзающий туман;
замерзающая морось;
замерзающий дождь;
морось;
туман или высокая влажность в сочетании с наличием холодного топлива, (последний тип обледенения может возникнуть при температуре окружающего воздуха значительно выше точки замерзания) и т.д.
При подготовке ВС к полету атмосферные условия могут быть неустойчи- выми. Часто бывает трудно обнаружить прозрачный лед.
К другим условиям, способствующим обледенению поверхностей ВС, относятся:
эксплуатация ВС на перроне, рулежных дорожках (РД) и ВПП, покрытых водой, слякотью или снегом. Эти «загрязнения» могут отложиться на поверхностях самолета в результате ветра, маневрирования самолета, воздействия реактивной струи или при работе наземного оборудования;\
теплые поверхности самолета, попадающие под переохлажденные осадки при температуре ниже точки замерзания и вызывающие таяние выпавших осадков, которые затем снова замерзают.
В условиях замерзающего дождя и мороси, сильного снегопада или в других условиях, когда в замерзаюших осадках содержится большое количество воды, многие противообледенительные процедуры могут оказаться неэффективными. При температурах окружающего воздуха ниже –30 оС некоторые нагретые противообледенительные жидкости типа I не действуют.
Все виды наземного обледенения разделяются на 3 группы.
К первой группе относятся обледенения, которые образуются в результате перехода (сублимации) пара в лед, минуя жидкую фазу. Сюда входят иней, твердый (кристаллический) налет и кристаллическая изморозь.
Справка: Иней возникает в ясную тихую погоду на поверхности предметов, охлажденных излучением тепла и имеющих более низкую, чем воздух, отрицательную температуру. Вблизи поверхности предметов воздух охлаждается, и содержащийся в нем водяной пар, достигнув состояния насыщения, превращается в лед. Иней может образовываться при любой отрицательной температуре и при самой различной относительной влажности воздуха. Этот вид обледенения может возникать в ясную погоду. Твердый (кристаллический) налет появляется при потеплениях, когда предметы сохраняют более низкую отрицательную температуру, чем пришедшие теплые массы воздуха. Толщина твердого налета обычно не превышает нескольких мм.
Кристаллическая изморозьобразуется в сильный мороз, вследствие перенасыщения воздуха водяным паром. Все три вида этих снеговидных отложений имеют меньшую плотность и менее прочно связываются с поверхностью самолета, чем виды второй и третьей групп. Иногда их удаляют механическим способом. Но следует учитывать, что удаление с помощью щеток не всегда обеспечивает необходимую чистоту поверхности. При образовании твердого налета тонкий слой его может остаться не удаленным, что трудно обнаружить, если в дальнейшем шел сухой снег, покрывший неудаленные ледяные отложения.
Ко второй группе относятся виды обледенения, связанные с наличием в атмосфере переохлажденной воды. В этом случае лед образуется в результате кристаллизации на поверхности самолета переохлажденных капель дождя, тумана или мороси.
Справка: Наиболее часто этот вид наземного обледенения встречается при температурах воздуха близких к 0 °С. По структуре, внешнему виду и цвету обледенение может быть различным: от прозрачного стекловидного льда до снежно-белого налета, сходного с инеем. Различие обусловлено тем, что в разных условиях скорость замерзания капель неодинакова. Если температура колеблется в пределах 0…5 оС, то крупные капли, замерзая, растекаются по поверхности тела и образуют прозрачный стекловидный лед (гололед). При низких температурах мелкие капли замерзают быстро и образуется матовый или белый лед. Мельчайшие капли переохлажденного тумана, замерзая, образуют зернистую изморозь. Ледяные отложения второй группы прочно сцепляются с поверхностью самолета и могут достигать больших размеров.
К третьей группе относятся виды наземного обледенения, образую- щиеся в результате замерзания на поверхности самолета обычной непереохлажденной воды (дождя, мокрого снега, осевших капель тумана, конденсата водяных паров и др.).
Справка: По внешнему виду они похожи на отложения, отнесенные к пер-вым двум группам, но в отличие от сублимационного льда могут прочно связываться с поверхностью самолета. Обледенение самолета возможно не только в результате оседа-ния непереохлажденной воды из атмосферы, но также вследствие попадания на поверхность самолета воды, слякоти и мокрого снега с земли во время руления или стоянки.
Примечание: В эту же группу (3) входит и«топливный лед» («топливное обледенение»),который образуется при выпадении обычных (непереохлажденных) капель или в условиях высокой влажности при положительных (до + 15 °С) или небольших отрицательных температурах воздуха на верхних участках поверхностей самолета в зоне размещения баков с полной заправкой топливом, имеющим более низкую отрицательную температуру. Наибольшую опасность для самолетов с хвостовым расположением двигателей представляет образование такого льда на верхней поверхности корневой части крыла, где обычно располагаются топливные баки. Толщина льда может превышать 15 мм, а площадь, на которой он образуется, может быть очень значительной. При этом никакого обледенения других частей самолета и наземных предметов, имеющих положительную температуру, естественно, не наблюдается. Это часто вводит в заблуждение технический и летный составы, которые считают, что наземное обледенение отсутствует и противообледенительная обработка самолета не требуется. Другой особенностью такого обледенения является то, что лед, покрывающий обшивку самолета в зоне топливных баков, обычно бывает прозрачным и его трудно обнаружить.
Факторами, способствующими накоплению замерзающих осадков и топливному обледенению, являются:
температура окружающего воздуха;
относительная влажность;
тип и интенсивность осадков;
тип и плотность тумана;
тепловое излучение;
скорость и направление ветра;
температура поверхности самолета, включая температуру топлива в крыльевых баках;
суточный перепад температур;
тип и температура противообледенительной жидкости;
водный раствор жидкости, используемый для устранения или предотвращения обледенения;
порядок применения противообледенительной жидкости;
время, прошедшее после противообледенительной обработки;
нахождение самолета в непосредственной близости от реактивной струи другого самолета, оборудования и конструкций;
эксплуатация на поверхностях, покрытых снегом, слякотью и влагой;
угол наклона, обводы и шероховатость поверхности самолета;
условия парковки самолета (вне ангара, частично или полностью в ангаре).
Сброс такого льда с крыла и попадание его в двигатели, как правило, происходит на взлете или начальном этапе набора высоты, что приводит к нарушениям работы и повреждениям двигателей.
Типичной для «топливного обледенения» является ситуация, когда охлаждение топлива до низких отрицательных температур происходит в обычном крейсерском полете. Затем самолет совершает посадку на аэродром, где имеются благоприятные для такого обледенения условия: продолжительный дождь, морось, небольшая положительная температура, при которой отрицательная температура топлива в баках самолета может сохраняться в течение многих часов.
Нижние поверхности баков покрываются значительным до 10…15 мм слоем инея. Верхние поверхности не имеют обледенения, поскольку при штатных посадках в баках всегда находится минимальный остаток топлива. Даже при коротких рейсах топливо в баках может быстро охлаждаться. За час полета температура топлива самолета, совершающего полет на крейсерских высотах, понижается на 10...15°С. . Если при взлете температура топлива составляет, например, +5 °С, то после полета продолжительностью 1,5 часа температура топлива в момент посадки может составлять –5…–10 °С.
Возможен и другой случай, когда самолет в пункте вылета заправляется сильно охлажденным топливом, а прилетает на аэродром, где температура воздуха положительная и идут осадки. Иногда экипаж самолета, на котором во время стоянки имело место «топливное обледенение», не отмечает каких-либо отклонений от нормы при выполнении полета, а последствия обледенения обнаруживаются лишь после посадки.