冲上云霄

刨冰

大自然的重量清晰的外套可以毁掉的东西而不是空气动力学。


冻雨赛事完全涂抹几个raytheon t-1a jayhawks,在Vance Afb(End OK)。冰是沉重的,具有过度液压和翼梁的潜力。在尝试起飞之前,必须删除所有冰。
由karsten shein
Comm-Inst气候科学家

HUrtling过去中场,副芯片呼吁“v2”和飞行员施加背部压力到侧斯特克里克。鼻子抬起,但飞机挣扎着抬起。经过几秒钟,飞机走到了空中,但它没有获得高度的高度,在机场围栏之外的树木很快就会迅速接近。

棒振动器激活。怀疑冰并知道飞机可能不会清除树木,飞行员喊道“中止!”并拉回节流阀。

随着沉淀的,飞机返回地面,副驾驶施加了扰流板和推力逆转器。他们设法显着慢慢减慢射流,但它仍然将跑道端灯达到约40 kts,折叠鼻齿轮,并在湿地上留下了80英尺长的沟槽。没有人受伤,但飞机受到严重损坏。

调查人员确定了从加热的机库中涌现的飞机的温暖皮肤已经融化了过去的时间越来越大的雪 - 随着飞行器皮肤在出租车期间冷却的。

这个过程留下了粗糙和崎岖不平的釉,这两种飞行员都没有想到寻找。它足以破坏气流并减少升力,飞机将停滞不前并粘在树上,有飞行员试图继续起飞。

过冷

Ice Curretion是与天气相关飞机事故的贡献者更频繁的贡献者之一,并且飞行员预测它需要了解其形成因素。像大多数天气现象一样,冰是热水和水的产物。少数例外情况下,水必须处于液体形式,温度必须在冻结或低于冻结。

除了低于约-40°C(-40°F)以下的苦寒温度外,大多数云由液滴组成。只有非常寒冷的云,如卷心或高耸的Cumuli的高层,将完全由冰晶制成。在高于-40°C的温度下,但低于冻结,云将是冰晶和水滴的混合物。然而,在低于-20°C(-4°F)的燕麦时,存在的大部分水将是冰。

在-20°C和2°C(-4°F至35°F)之间的温度呈现最大的冰增冰危险,温度为-10°C至0°C(14-32°F)是区域哪种冰积累可能是最迅速的。实际上,在-10°C下,研究表明,对于云中存在的每个冰晶,存在至少一百万的液体云液滴,并且这些液滴被过冷。

釉冰完全涂抹了NCAR研究飞机的翼,作为学习的一部分,以了解糖平行为及其对飞行的影响。即使飞机被认证为飞行成熟的糖化条件,飞机上没有冰块真的是安全的。

虽然冰将随着温度上升到0°C的温度升高,但随着温度下降,水并不总是开始冻结。有几个原因。大多数水滴在大气中含有显微杂质。液滴越小,其中的较少的水越少,最终冻结的温度越低。

此外,虽然许多小液滴将在子折两到温度下开发冰晶,但由于液滴被抬起的内部搅拌,液滴内形成的弱冰键通常很快被打破。然而,情况随着超冷却液体水滴冲击具有子弗置温度的较大表面而变化。

接触将用于将液滴或多或少地自发地转化为冰。这就是为什么飞机糖化可能发生的任何时间存在液体沉淀,燕麦处于或低于冻结。还有其他方式可以在不涉及过冷水的情况下累积。

一个是雪或雨夹油在沉冰以上的飞机皮肤上落下的雪或雨夹油,例如通过停放在加热的机库中或经受红外线除冰措施。甚至使用船上加热的除冰系统也可以产生冰含量。

随着冷冻沉淀的沉淀在温暖的皮肤上,它融化。如果熔融水仍然存在在亚弗置空气中的皮肤冷却时,水可能会像颠簸的釉一样再冷冻。在高速时,水可能会恢复超出前缘,穿过皮肤,尤其是任何未加热的部分。

在速度较慢的速度下,例如在出租车中,领先的边缘也会受到影响。如果空气流血或加热的除冰,则可能会发生前边缘的余量。

冻结北美地图。了解沿着飞行路线的冷冻水平将提供关键的指导,以避免锦冰的高度可能,或者寻找熔化的冰融化的冰。

冷浸入糖鸣

由于飞机从高空巡航中下降,可能发生相反的情况。机翼罐中的燃料不会立即将温度与周围空气均衡。由于这种冷浸泡,由于飞机通过高于冻结的雨水,因此翼状皮肤可能保持远低于冻结。

撞击翼的雨量很快被冷却,可以冻结到机翼。通常,冷浸入糖霜是暂时的,随着机翼与空气均衡温度,但它仍然是危险的,但它仍然是抗真实的,恶作系统的井底,通常在飞行的临界着陆阶段。

在较高的海拔(高达42,000英尺或SO),在低于-40°C的温度下,冰晶摄入到动力装置会导致accretion问题。

虽然含水量极大地限于冰晶丰富的超级电压,但晶体仍然可以在发动机和发动机系统探针周围积聚。这些问题通常在高耸的Cumuli附近遇到,而与过冷水不同,这些冰晶在雷达上没有良好出现,不会在外表面上产生吸引力。

冰形成的重要因素是对应于翼型和进气口的气压下降。随着压力降低,温度也会降低。当燕麦高达2°C上方冻结时,翼面上的压力降低可以将温度降至冻结或略低于下方,允许雨冻结到表面。类似地,化油器和涡轮机空气入口降低进料到燃烧部分的空气压力。

这种类似的压力下降可以产生进气结冰。化油器结冰可以在空气温度下发生高达20°C(68°F)。虽然文丘里效应在涡轮机中不那么严重,但特别是在直接流动涡轮机中,许多涡轮螺旋桨发动机中的间接气流管道可以在入口管道中的弯曲处收缩冰。

发动机冰增冰的结果可以在严重的情况下阻止进气口,并产生压缩机摊位甚至燃烧熄火。更常见的是,摄入的冰可能导致汹涌或叶片振动。过度振动或摄入脱落冰可能会损坏风扇刀片和发动机的其他部分,导致发动机故障。

重量,拖动和攻击角度

冰增冰的最常见问题涉及飞机升降表面的空气动力学性能特征。翼型冰增冰对4个基本飞行因素的3个产生了不利影响 - 提升,阻力和重量。即使是翅膀上的少量冰也会显着降低其升力系数和攻击角度(AOA)。

效果在较低的空速下最引人注目。虽然所有结冰都会增加阻力,粗糙的冰,釉冰角,并且冰脊的前沿的冰柱均相对于干净的翼表面增加不成比例地。

即使是几毫米的冰也可以加倍翼的拖曳因子,并且领先边缘的大釉角可以将其增加200%或更多。同时,通过冰加热的翼型形状的表面粗糙度和变形将基本上减少升力。即使只是一个薄的霜,升降量为30-40%并不少见。电梯和拖动因子的改变也会影响停滞的AOA。

翅膀上的冰量被证明可以将临界AOA减少到最多50%的清洁机翼角度。在冰机翼上的气流也可能对后缘控制表面的行为具有意外的影响。虽然这种控制主要通过偏转空气工作,但是冰可以改变它们的空气流动,改变它们的有效性。

每立方米919千克(57磅/铜英尺),冰相对较重。如果1毫米的冰是在120平方米的翼(〜1284平方英尺)上的冰,则将增加110千克(〜242磅)的飞机。虽然这种重量可能不会对强大的商业喷气机的翅膀产生巨大差异,但它可以将已经居住的飞机放在最大的起飞或着陆重量上,并且也可能会转移重心。

更危险的是,远离重心的稳定器表面上的吸积可以使飞机变得破坏并使其变得困难 - 甚至不可能 - 从摊位或其他不寻常的态度中控制或恢复。

雷神山毛榉王空气领先边缘的部分棚冰。应仅作为购买足够时间留下结冰条件的手段来看待抗结冰系统。

观察和预测冰

全球大多数较大的机场都有自动化的天气观测系统(AWOS),降水辨别能力 - 这是可以区分雨雪的传感器。这些系统中最先进的还有能够识别冻结雨和/或跑道表面状况的仪器。

当系统包括降水判别器时,元标将包括代码A02。否则,它将包括“A01”(虽然并非所有A02站都有一个冻结雨传感器)。通常,冻结雾或降水将包括在Metars和Speci报告中。

代码FZ先于FOG或降水代码,如FZDZ(冻结雨淋),FZRA(冻雨),或FZFG(冻结雾)。在一些沿海机场,一名飞行员甚至可能会遇到FZPY(冻结喷雾)。与任何降水报告一样,它也可以通过领先的“+”(重)或“ - ”(Light)符号资格,并且还可以包括“在附近”的VC。如果有一个冻结雨传感器,但它不起作用,备注(RMK)部分将包括代码FZRANO。

在观察者手动增强观察报告的几个机场,RMK部分还可以包括积聚在水平表面上的冰的厚度。这包括熔化和Refrozen雪的厚度。但是,大多数机场都没有配备手动报告冰累积。

无论AWOS仪器或手动报告如何,飞行员应认识到任何在空气温度处于或低于冻结的地方,包括液体降水或雾的报告表明糖化可能。

重要的是,即使在机场有能力报告冻雨或冰河的能力,也不应将缺乏报告视为指示这些条件不存在,特别是如果其他条件是正确的。

报告结冰条件

高空,许多遇到冰的飞行员或那些在预测锦鲤预测的地区不加冰的人将发出一份前提。 PiReps仍然是气象学家或飞行员判处糖化在给定位置和海拔的唯一途径,他们可以是帮助同事避免这些区域或找到温暖的空气的最佳方式,应该是冰。

在没有PIREPS的情况下,使用天气气球的观测用于估计冻结水平,并且该信息被馈送到数值模型中以产生糖化电位的图谱。

鉴于生产增强冰所需的相对简​​单的条件,目前的天气和预测地图产品在全球各地的许多地区可用。例如,FAA基于观察和模型数据的混合来解决当前的冰产品(CIP),以可视化当前的偶然可能性和严重程度(无,痕迹,光,中等和重)以及可能性遇到过冷却的大型液滴(SLD)。

SLD是较大的雨滴,可以产生可能难以完全脱落的快速釉冰冰。 CIP每小时更新,并使用20×20 km网格。因为它估计结冰,CIP永远不会建议100%确定。只有一个pirep可以做到这一点。但是,一个很好的经验法则是,如果CIP呼吁在给定的高度和位置锦冰的几率超过约50%,则飞行员应该期待它。

伴侣预测冰胶产品(FIP)与CIP提供类似的信息,但接下来的12小时提供类似的信息。这些产品可从AviationWeather.gov获得。可以从几个网站获得类似的其他地区的预测指导,例如wxweb.meteostar.com。当Aloft有利于结冰的条件时,可能会发出结冰的气体或Sigmet。

Falcon 900ex在Zrh(瑞士苏黎世)切开。如果飞机上有霜,雪或冰,则必须感到浮雕,并且如果飞机可能会在出租汽车或出发期间遇到冰量,也应该感到诱因。

在一个地区的适度结冰潜力将提示一部气体,而大量糖化潜力需要千字。安全机构有效期为6小时,结冰的Sigmets有效。对于雷暴的对流Sigmets也应该被视为冰布,因为在冷冻水平高于雷暴和周围的雷暴中经常遇到沉重的糖霜。在冰冰中操作倾向于在具有相对于迎面而来的气流具有薄横截面的突起上相加。

天线,皮托系统,甚至驾驶舱挡风玻璃的凸起框架都是冰的所有地方,如果它是增压,则可能会先出现。在较旧的飞机中,可以从驾驶舱容易地监测许多这些斑点,但由于飞机变得更加空气动力学清洁,飞行员可能没有像依赖的那种视觉提示。

相反,他们会遵循环境条件,以期望冰的存在,并监测他们的乐器和表现,以满足可能的任何异常。

这些异常包括该飞机不剩下修剪,压力和GPS高度和空速之间的差异,特别是当压力高度/空速在GPS读数后面滞后时,建议皮特管已被阻挡。虽然从来没有一个好主意被故意飞到空域中,但许多飞机都被认证为已知的糖平条件。

这简单意味着这种飞机具有防冰和/或制剂措施,旨在减轻一段时间的吸收 - 通常足够的时间安全地离开糖化区域并脱落任何累积。在所有情况下,飞行员应该熟悉FAA的AC 91-74B等结冰咨询信息,以及他们特定的飞机的AFM或POH。在地面上,在尝试任何起飞之前应该采用批准的除冰方法。

大多数脱色液将使表面冰无近似的时间或直到几分钟后起飞。出发延迟可能需要第二轮除冰。飞行员也应该是谨慎的,因为它的飞机也可能涂上滑行道和冰的跑道。

在预期进入冰镇潜力区域,在检测到任何冰之前应部署防冰措施。虽然良好的经验法则是在可见水分的第一个迹象中激活防冰系统,燕麦小于2°C(35°F)。如果注意到吸积,则应激活除冰系统。

许多飞行员选择延迟弹出靴子,直到足够的冰已经增加,错误地认为冰贴面更难以去除,并且重复使用可以在更厚的层下面产生气口,使得不可能去除冰。

飞走了锦绣条件

无论飞机上的除冰系统如何,最好按照AFM或POH进行适当使用,并尝试从结冰情况下拆下飞机,因为脱光系统变得无效。

它还值得保持抗冰或去冰系统有效,直到您可以确定您的飞机及其系统,并且可以保持冰块。离开冰面积往往像改变高度一样简单。在出发之前,请务必沿着您的飞行路线冻结冻结水平。这将提供最直接的帮助在定位暖空气方面。

控制器,飞行手表或该地区的其他飞行员也可能能够告诉您可以找到温暖的空气的地方。在前面附近的表面附近,前边界呈现温度反转,较温暖的空气骑在较冷的表面空气上方。大多数表面前线只延伸到地面上方几千英尺,因此攀登到温暖可能只需要小的高度调整。

缺席前面,温暖的空气几乎总是在较低的海拔地区被发现,如果你有足够的高度,那么血统会给你带来冰融化的温度。当然,使用空中或表面雷达数据快速发现清晰的空气 - 如果可用 - 将停止任何进一步的吸收,尽管子折两到的空气温度将有助于保持已经膨胀的冰块。

像往常一样,如果你已经拿起了冰,或者在预测的一个地区没有得到冰,请务必提出一个有助于气象学家和你的飞行员的PIREP更好地确定危险区域。


Karsten Shein是Cofounder和Sexporeis的科学总监。他以前是Shippensburg University和Noaa的气候学家助理教授。 Shein拥有仪器评级的商业许可证。

(1079)