Námraza lietadla – podmienky, príčiny a následky

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Štatistiky ukazujú, že percento úmrtí pri leteckých nehodách je oveľa nižšie ako v prípadoch iných druhov dopravy. Námraza lietadiel je častou príčinou nehôd, preto sa boju proti nej venuje zvýšená pozornosť. V prípade nehody vlaku, lode alebo auta majú ľudia dosť veľkú šancu na prežitie. Pád lietadiel, až na zriedkavé výnimky, vedie k smrti všetkých cestujúcich.

Čo spôsobuje námrazu

Nasledovné časti tela lietadla sú najčastejšie vystavené námraze:

• predné hrany chvosta a krídla;
• prívody vzduchu do motora;
• listy vrtule pre príslušné typy motora.

Tvorba ľadu na krídlach a chvoste vedie k zvýšeniu odporu vzduchu, zhoršeniu stability a ovládateľnosti lietadla. V najhorších prípadoch môže ovládanie (krídielka, klapky atď.) jednoducho primrznúť ku krídlu a riadenie lietadla bude čiastočne alebo úplne paralyzované.

Námraza na prívodoch vzduchu narúša rovnomernosť prúdenia vzduchu vstupujúceho do motorov. Dôsledkom toho je nerovnomerná prevádzka motorov a zhoršenie trakcie, poruchy v prevádzke jednotiek. Objavujú sa vibrácie, ktoré môžu viesť k úplnému zničeniu motorov.

V vrtuľových ventilátoroch a turbovrtuľových lietadlách námraza na okrajoch vrtuľových listov spôsobuje vážne zníženie rýchlosti letu v dôsledku poklesu účinnosti vrtúľ. V dôsledku toho sa plavidlo nemusí „dostať“do cieľa, pretože spotreba paliva pri nižšej rýchlosti zostáva rovnaká alebo sa dokonca zvyšuje.

Pozemná námraza lietadla

Námraza môže byť na zemi alebo počas letu. V prvom prípade sú podmienky námrazy lietadla nasledovné:

• Za jasného počasia pri teplotách pod nulou sa povrch lietadla ochladzuje viac ako okolitá atmosféra. Kvôli tomu sa vodná para obsiahnutá vo vzduchu mení na ľad - vzniká námraza alebo mráz. Hrúbka plaku zvyčajne nepresahuje niekoľko milimetrov. Dá sa ľahko odstrániť aj rukou.
• Pri teplotách blízkych nule a vysokej vlhkosti sa na tele lietadla usadzuje podchladená voda obsiahnutá v atmosfére vo forme plaku. V závislosti od konkrétnych poveternostných podmienok sa náter mení od transparentného pri vyšších teplotách až po matný náter podobný mrazu pri nižších teplotách.
• Mrazenie na povrchu lietadla hmla, dážď alebo dážď so snehom. Vzniká nielen v dôsledku zrážok, ale aj vtedy, keď sneh a kaša narážajú na trup zo zeme počas rolovania.

Existuje aj taký druh fenoménu ako „palivový ľad“. Keď má petrolej v nádržiach nižšiu teplotu ako okolitý vzduch, v oblasti, kde sa nádrže nachádzajú, sa začne usadzovať atmosférická voda a tvorí sa ľad. Hrúbka vrstvy niekedy dosahuje 15 mm alebo viac. Tento typ námrazy v lietadlách je nebezpečný, pretože sediment je najčastejšie priehľadný a je ťažké si ho všimnúť. Okrem toho sa sediment tvoria iba v oblasti palivovej nádrže, zatiaľ čo zvyšok tela lietadla zostáva čistý.

Námraza vo vzduchu

Ďalším typom námrazy lietadla je tvorba ľadu na trupe lode počas letu. Vyskytuje sa pri lete v chladnom daždi, mrholení, daždi alebo hmle. Ľad sa najčastejšie tvorí na krídlach, chvostoch, motoroch a iných vyčnievajúcich častiach tela.

Rýchlosť tvorby ľadovej kôry sa líši a závisí od poveternostných podmienok a konštrukcie lietadla. Vyskytli sa prípady tvorby plaku rýchlosťou 25 mm za minútu. Rýchlosť lietadla tu zohráva dvojakú úlohu – do určitej hranice prispieva k zvýšeniu námrazy lietadla v dôsledku toho, že na povrch lietadla dopadá viac vlhkosti za jednotku času. Potom sa však pri ďalšom zrýchľovaní povrch zohrieva od trenia o vzduch a intenzita tvorby ľadu klesá.

Námraza lietadla počas letu vzniká najčastejšie vo výškach do 5000 metrov. Preto sa v predstihu venuje najväčšia pozornosť štúdiu poveternostných podmienok v oblasti.vzlet a pristátie. Námraza vo vysokých nadmorských výškach je extrémne zriedkavá, ale stále možná.

Odmrazovanie pomocou POL

Hlavnú úlohu pri predchádzaní námraze zohráva ošetrenie lietadla kvapalinou proti námraze (AFL). Lídrami vo výrobe odmrazovacích prostriedkov sú americká The Dow Chemical Company a kanadská Cryotech Deicing Technology. Spoločnosti neustále rozširujú a zdokonaľujú rad svojich činidiel.

Prioritnými oblasťami výskumu sú rýchlosť odmrazovania a trvanie odmrazovania lietadiel. Za tieto procesy sú zodpovedné rôzne typy protinámrazových tekutín, takže spracovanie lietadla prebieha vždy v dvoch etapách. Celkovo existujú štyri typy činidiel, ktoré sa používajú pri spracovaní lietadla. Kvapaliny prvého typu sú zodpovedné za odstránenie existujúceho ľadu z tela lietadla. Kompozície typu II, III a IV slúžia na ochranu tela pred námrazou na určitý čas.

Spracovanie lietadla na zemi

Najprv sa lietadlo ošetrí kvapalinou typu I zriedenou horúcou vodou na teplotu 60-80 0C. Koncentrácia činidla sa volí na základe poveternostných podmienok. V kompozícii je často zahrnuté farbivo, takže personál údržby môže kontrolovať rovnomernosť náteru lietadla kvapalinou. Okrem toho špeciálne látky, ktoré tvoria POL, zlepšujú pokrytie produktu.

Druhou fázou je spracovanie ďalšejtekutina, najčastejšie typ IV. Vo všeobecnosti je totožné so zložením typu II, ale vyrába sa modernejšou technológiou. Typ III sa najčastejšie používa na odmrazovanie lietadiel rôznych miestnych leteckých spoločností. Kvapalina typu IV sa rozprašuje čisto a na rozdiel od typu I nízkou rýchlosťou. Účelom úpravy je zabezpečiť, aby bolo lietadlo rovnomerne potiahnuté hrubým filmom zlúčeniny, ktorá neumožňuje zamrznutiu vody na povrchu lietadla.

V priebehu akcie sa film postupne "topí" a reaguje so zrážkami. Výrobcovia vykonávajú výskum zameraný na predĺženie trvania ochrannej vrstvy. Študujú sa aj možnosti minimalizácie vplyvu škodlivých zložiek protinámrazových kvapalín na životné prostredie. Vo všeobecnosti zostáva AOL v súčasnosti najlepším spôsobom riešenia námrazy na lietadlách.

Systémy proti námraze

Zloženia, s ktorými sa lietadlám manipulujú na zemi, sú špeciálne vyrobené tak, aby boli počas vzletu „odfúknuté“od povrchu tela, aby sa neznížil vztlak. Potom štafetu prevezmú senzory námrazy lietadla. V správnom momente vydajú povel k zásahu systémom, ktoré zabraňujú tvorbe ľadu počas letu. Delia sa na mechanické, chemické a tepelné (vzduchovo-tepelné a elektrotepelné).

Mechanické systémy

Založené na princípe umelej deformácie vonkajšieho povrchu trupu lode, v dôsledku čoho sa ľad láme a je odfúknutý prichádzajúcim prúdom vzduchu. Napríklad na krídlachPerie lietadla je vystužené gumenými chráničmi so systémom vzduchových komôr vo vnútri. Po spustení námrazy v lietadle sa najprv do centrálnej komory privedie stlačený vzduch, ktorý rozbije ľad. Potom sa bočné priehradky nafúknu a ľad sa odhodí z povrchu.

Chemické systémy

Pôsobenie takéhoto systému je založené na použití činidiel, ktoré v kombinácii s vodou vytvárajú zmesi s nízkym bodom tuhnutia. Povrch požadovanej časti tela lietadla je pokrytý špeciálnym poréznym materiálom, cez ktorý je privádzaná kvapalina, ktorá rozpúšťa ľad. Chemické systémy boli v polovici 20. storočia široko používané na lietadlách, no v súčasnosti sa používajú najmä ako záložný spôsob čistenia čelných skiel.

Tepelné systémy

V týchto systémoch sa námraza odstraňuje zahrievaním povrchu horúcim vzduchom a výfukovými plynmi z motorov alebo elektrinou. V druhom prípade sa povrch zahrieva nie neustále, ale pravidelne. Trochu ľadu sa nechá zamrznúť a potom sa systém zapne. Zamrznutá voda sa oddeľuje od povrchu a je unášaná prúdom vzduchu. Roztopený ľad sa tak nerozšíri po tele lietadla.

Najmodernejším vývojom v tejto oblasti je elektrotepelný systém vynájdený spoločnosťou GKN. Na krídla lietadla je nanesená špeciálna polymérová fólia s prídavkom tekutého kovu. Energiu odoberá z palubného systému lietadla a udržuje teplotu na povrchu krídla od 7 do 21 0C. Tento najnovší systém je široko používaný na lietadlách Boeing.787.

Napriek všetkým „vychyteným“bezpečnostným systémom si námraza vyžaduje zo strany osoby maximálnu pozornosť. Malá nepozornosť často viedla k veľkým tragédiám. Preto, napriek rýchlemu vývoju technológií, bezpečnosť ľudí stále do značnej miery závisí od nich samotných.