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飞机地面除冰基础理论研究

作者 :葛秀惠更新时间:2021-10-21

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关键词:除冰程序;除冰液;除冰设施;航班延误;优化模型 
 引言 当今民航已进入以智能化,自动化为发展方向的新时代,世界各 国民航组织纷纷致力于飞机除冰技术的开发,以减少因飞机积冰引发 的事故。近年来,航空器地面除冰与除冰液选择是国内外航空界研究 的一个热点问题,本文利用新的思维和方法,研究除冰问题,对于地 面除冰与航班延误的关系给出了重点分析。 飞机地面除冰基础理论研究的重要性 目前,大多数机场缺乏完善的除冰程序,不能正确的选择除冰液, 这就势必会造成航班延误,经济浪费,飞行事故,严重的甚至机毁人 亡。1992年 3月 22日,美国合众国航空公司一架福克 28飞机,在拉 瓜迪亚机场起飞时,飞机抬起前轮后不久失速,飞机翻入海中,机上 27 人死亡,24 人受伤,美国国家运输安全委员会的调查表明,飞机 失事的原因是除冰不彻底造成的。类似的事故很多,据统计,近 20 年来,飞机积冰已经造成下列重大飞行事故:1974年 1月 26日,土 耳其航空公司一架波音 737飞机在华盛顿坠毁,死亡 78人;1987年 11 月 15 日,美国大陆航空公司一架 DC-9 飞机在丹佛坠毁,死亡 28人;1989年 3月 10日,加拿大安大略航空公司一架福克-28飞机 在美国德顿登坠毁,死亡 24人[1]。这些血的教训告诉我们,飞机积冰, 尤其是翼面积冰对飞行安全来说是一个不容忽视的危险因素,对飞机 除冰的研究和探讨更是不可松懈。此外,在增加了除冰程序之后,自 然会延长地面服务系统(简称 GSS,即 Ground Service System)工作时 间,这是造成冬季航班延误的主要原因之一。只有提高飞机除冰程序 的工作效率,才能在此工作环节减少航班延误,这就是目前飞机除冰 工作需要解决的主要问题。 我国与英美发达国家在除冰技术的比较 综合国内外除冰技术的研究现状可以发现我国在飞机除冰领域 的不足: (1)现行飞机除冰的签派手续不合理,即除冰后不能立即起飞, 需机长和签派员签字后方可飞行,此过程必然造成飞机地面等待,增 加飞机延误时间,造成二次除冰。 (2)除冰液配比及回收再利用不当,国内普遍使用 50/50 热态 Ⅰ型液进行除冰,而根据不同地区,除冰保持时间的不同除冰液应使 用不同的配比。 (3)分散机位除冰,无集中式除冰坪。除冰车性能差,替代设 备占一定的比例,目前国内机场除冰的主要工具有:除冰车、拖把、 扫把、除冰液、个人防护工具、通讯工具等,与国外相比不能完全实 现自动化除冰。 (4)收费标准不同,航空公司意见大,各个机场没有统一的除 冰收费标准,完全根据机场与航空公司的亲近关系收费,与机场业务 往来较多的航空公司收费相对较少,反之较多。 (5)除冰人员缺乏除冰技术,国内机场除冰人员缺乏飞机地面 除冰的基础理论知识和实际培训过程。 除冰液的类型和特性 除冰液的类型可以分为Ⅰ型液,Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型液。Ⅲ型液主 要供公务机及小型飞机使用,Ⅳ型液防冰保持时间长,适合在极其 寒冷地区的飞机使用。而 I型液,Ⅱ型液为常用除冰液。所以,原则 上可将除冰液分为两类:Ⅰ型液和Ⅱ型液,即非增稠型和增稠型。 Ⅰ型液的使用主要依据生产厂摘提供的冰点—浓度和折光率— 浓度曲线。但是多数用户通常使用同体积的水进行稀释。按50:50
体积比配制的水一除冰液混合液,不但有较低的冰点,而且粘度低, 流出机翼的性能较好。  Ⅱ型液组成为至少50%的二醇(乙二醇、二甘醇或丙二醇)、抑 制剂、润湿剂和增稠剂。它们的作用分别是:二醇降低冰点抵消环境 温度,温润剂降低液体表面张力增加液体的铺展湿润作用,增稠剂使 液体粘度增大具有假塑性,在飞机表面形成较稳定的防冰膜层[2]。Ⅱ 型液的冰点随着水份增加,冰点将升高;因此使用时根据环境情况和 产品冰点——浓度曲线选择加水比例。Ⅱ型液由于具有假塑性,粘度 是剪切力的函数,当飞机起飞期间,剪切力与液体和飞机表面呈平行 状态,随着速度增加,粘度迅速降低,并流出机翼。Ⅱ型液的防护效 果与Ⅰ型流相比要好得多。因此在降雪和冻雨气候条件下,或起飞前 滑行跑较长的情况下,使用Ⅱ型液是有效的。 我国机场除冰现状如何完善 根据各机场气候条件的不同,可以分为近距除冰坪和远距除冰 坪。近距除冰坪通常设在航空器机位上,远距除冰坪应该设在平行滑 行道靠近起飞跑道的端部。影响除冰坪具体位置的一个重要因素是除 冰效果保持的时间,即被处理的航空器至滑行终结以及获得起飞许可 时防冰处理仍然有效。远距离除冰坪的设置应能加速交通流量,多半 设有一条旁通道构型,使得飞机并不需要特意滑入或滑出除冰坪。 用加热的液体或机械方法从飞机表面除去雪、雪水或霜。所用的 液体应尽可能地接近飞机表面,以减小热量损失获得好的效果。以 下介绍除冰雪的有效方法,然而某些飞机需按一定的程序去处理,以 适应其特殊的设计特点。应参考相关的飞机维护手册。 飞机在离港时如遇冻雨、雪或其降水发生,并粘附在飞机表面时, 可用防冰液进行处理。有效的防冰措施,要求飞机表面呈清洁或做过 除冰处理,这样未经稀释的防冰液会形成一层均匀的(液)膜。使用 未稀释,未加热的II型液可获得好的防护作用。在进行防冰处理时, 不能按在除冰处理时所用的高液压和高流速度。应连续地进行防冰处 理,尽可能缩短处理时间。为了保证保持时间的有效性,防冰处理应 尽可能在接近飞机调度时刻完成。为了控制处理的均匀性,在使用防 冰液时,必须用眼睛检查全部飞机表面。当观察到液体开始从机翼前 后缘滴出时,即表明达到所需用液量。从朵翼截面高的部位开始向 机翼的前、后缘喷涂,可得到佳的效果。垂直表面应从上向下进行 处理。 除冰车往返时间的大量消耗导致航班的延误,针对此问题可以建 设除冰液灌装站以减少无用时间的消耗,达到减少航班延误的目的。
 结论 本文通过分析研究除冰液的特性得出其使用原则,使得在以后除 冰工作中能够根据除防冰的不同要求正确的选择除冰液[3]。通过对除 冰程序,除冰液选择以及影响飞机地面除冰时间因素的分析研究,提 出了减少飞机地面除冰时间的方法,减少了机场冬季运行的压力,提 高了航班的正点率。至于具体的除冰过程中如何完全的消除航班延 误,还有待进一步的研究。 参考文献 [1] 张积洪.机翼结冰造成飞行事故[D].飞行安全文选 5.广汉:民航 飞行学院图书馆. [2] ISO 11078: Aerospace-Aircraft de-icing/anti-icing no Newtonian fluids ISO type II. [3] 高金华,机场工程[M].天津:天津科技出版社.2000. 全科论文中心http://www.issncn.com 全科论文中心http://www.issncn.com

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