飞机积冰对飞行安全的影响研究

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【摘 要】飞机积冰会破坏飞机光滑的表面结构，使得飞机产生的升力减小，阻力增大，还有可能使仪表失效，甚至导致发动机熄火，影响飞行安全。本文主要研究飞机积冰出现的原因并分析飞机不同部位积冰对飞行安全的影响。

【关键词】飞机积冰；积冰位置；飞机安全

0 引言

飞机积冰是影响飞行安全的一个重大因素，它影响航班的正常起落，迫使飞机改变原定的飞行路线，甚至可能演变为可怕的空难。本文对飞机积冰产生的原因，及不同位置积冰对机性能造成的影响进行说明。

1 积冰原因

飞机发生积冰的条件有两个，一个是大气中可见的水滴（如云层，降雨，雾等），另一个就是适宜积冰的温度，也就是0℃。在标准大气的环境下，海平面的温度在15℃，根据气温垂直递减率，每上升1000英尺，温度会降低2℃，所以在遐想条件下，可能产生积冰的高度在8000英尺左右，即8000英尺的温度在0℃，一旦飞机进入云层和雨区时，空气中的水滴碰撞在飞机机体上，产生了冰结晶，依附在飞机机体的表面，使得飞机积冰。

但是也有特殊的情况，比如飞机从高度高的航线下降时，环境温度虽然上升到了0℃以上，但是飞机由于长时间处于0℃一下的环境，飞机机身表面的温度还是处于0℃一下的，这是如果遇见了云层，降雨等，也是会发生积冰现象的；还有一种特殊的天气现象称为过冷云滴，过冷云滴即是在0℃一下，水仍旧以液态的形式存在。

2 不同部位积冰对飞行安全的影

不同位置的积冰对机的影响是不同的。本章将从升力面积冰，发动机积冰，皮托管静压孔积冰，天线积冰，风挡积冰，操作面积冰起落架积冰，燃油积冰这八个方面来进行分析，逐一分析不同位置积冰对机性能不同的影响。

2.1 升力面积冰

飞机的升力面积冰会影响飞机正常飞行所需要的升力，也可能使飞机发生失速，一种是机翼失速，一种是尾翼失速。

机翼表面结冰会严重影响到飞机的正常飞行。一旦机翼外形被积冰所破坏了，所产生的升力也就比原来小了。在起飞过程中，飞机无法在地面效应中得到足够的升力，飞机便会再一次砸向地面。在相同的迎角下，升力减小，阻力增大，为了维持住高度，飞机需要更大的动力，在加大推理的情况下，燃油消耗也会增大。

还有一种升力面积冰的影响是尾翼失速。进近阶段，飞机的襟翼是全部伸出的，这个时候作用在水平安定面上的气动力载荷是最大的。由于堆积在水平安定面上的积冰左右两侧往往是不对称的，飞机受力不均，会往一侧偏转，加之水平安定面上的积冰会使飞机俯仰静安定性变差，会使升降舵效率和俯仰操作性能变差。尾翼上的积冰飞行员是无法观察到的，发生失速一般情况下都会考虑机翼失速，尾翼失速与机翼失速的改出方法又有所不同，如果在这种情况下发生误操作，飞机会以更加笔直的角度撞向地面，发生惨剧。

2.2 发动机积冰

发动机积冰主要分为两种，一种是汽化器结冰，是通过影响发动机的汽化器使发动机发生熄火等情况；另一种则是发动机进气口发生积冰。

普通的吸气式发动机在汽化过程时，可能会使外部吸入的空气温度下降15℃，如果空气中的水分子充足，积冰就有可能产生。积冰会集聚在转盘和文丘里管内壁上，渐渐的使管口变小，吸入的空气量越来越少，使汽化器正常工作受到影响，甚至可能发生熄火。另一种发动机积冰是发动起进气口积冰，他可能发生在汽化器发动机上也可能发生在喷油发动机上。发动机进气口堵住，是空气无法进如发动机内部，严重的会导致引擎熄火。

2.3 皮托管静压孔积冰

皮托管静压孔，与其直接挂钩的是飞机的空速表，高度表以及垂直升降率表。此处以空速表为例，空速表是测量飞机飞行速度的仪表。一旦积冰堵塞了飞机的皮托管与静压孔，空速表就会收到影响。仅仅只是皮托管堵塞时，空速表数值随飞机高度的增大而增加，随飞机高度减少而减小。如果皮托管和静压孔一起堵塞，空速表将停止不动，失去功效。

2.4 天线积冰

飞机上的导航设备，无线电设备都是需要通过天线来实现工作的，有的天线即使发射器也是接收器，他对于这些设备的运作可谓是起决定性作用的。天线积冰可能会引起天线的折断，严重干扰雷达通讯。

2.5 风挡积冰

飞机的挡风玻璃也可能发生积冰，一旦受挡面积严重，飞行员就丧失了目视飞行的能力，对行安全是很不利的。特别是起飞与降落更成了完全不可能完成的任务。即使有仪表着陆系统的帮助，但是在下降到一定的高度后还是要转为目视飞行的。

2.6 操纵面积冰

飞机的操纵面主要为副翼，方向舵和升降舵。飞机结冰后，飞机纵向，横向的动态稳定性和静态稳定性都会受到影响，具体取决机积冰的状况或是飞机机翼积冰后的外形改变。飞机积冰还会改变重心的位置，这些都会改变飞机的杆力与操纵效率。如果在长时间处于积冰环境中，有可能直接导致操作系统完全失效。况且小飞机基本没有什么除冰设备，一旦操纵面失效，情况会十分危险。

2.7 起落架积冰

飞机起落架上的积冰可能会在起落架收起时破坏起落架舱的结构和设备，也可能破环起落架本身，起落架外部结构的积冰可能会使起落架无法正常放下或是收起。

2.8 燃油积冰

飞行所需的燃油一般情况下很难结冰，但再很多情况下油箱里的燃油内会混有水，这些水可能会在低温环境下结冰，小冰块可能会堵塞燃油口，导致燃油无法正常传送。在飞行过程中，一旦出现这种情况，发动机将会熄火，极大的威胁飞行安全。

3 总结

对行员来说，在执行飞行任务之前，仔细研究飞行路线，了解天气状况，可以有效地避免飞机进入积冰区域。在处于积冰环境时，及时与空中管制联系，获取更多关于天气的信息。正确的使用防冰除冰设备。与机组成员相互配合，对可能遇到的因积冰带来的影响做好准备。这些举措都将会大大的提高飞机的飞行安全。飞行安全不光靠着硬件技术的发展，更多的是在于人对于与飞行安全问题的重视。

【参考文献】

[1]裘燮纲，韩凤华.飞机防冰系统[M].南京航天大学，1996.

[2]张宇飞.浅析飞机积冰与航空安全[J].科技风，2013（7）：194-197.