Обледенение самолета: чем опасен лед и как его убирают
Зимой перед вылетом самолет часто поливают горячей оранжевой или зеленой жидкостью, и рейс из-за этого задерживается на 15-30 минут. Это не формальность: тонкий слой льда или инея на крыле способен лишить самолет подъемной силы на взлете. Ниже о том, как образуется лед, как с ним борются на земле и в воздухе и к чему приводили ошибки.
Содержание
Почему лед опасен для самолета
Крыло создает подъемную силу за счет точно рассчитанной формы и гладкой поверхности. Лед меняет и то и другое: воздух срывается с шероховатой поверхности раньше, самолет сваливается на меньшем угле атаки и большей скорости, чем ожидает пилот. По данным FAA, иней или лед толщиной и шероховатостью с крупную наждачную бумагу снижают подъемную силу до 30%, а сопротивление растет примерно на 40%.
Кроме крыла, лед поражает другие уязвимые места:
- стабилизатор: при его обледенении самолет может резко опустить нос при выпуске закрылков;
- воздухозаборники двигателей: куски льда попадают в лопатки, а обледенелые датчики искажают показания тяги;
- приемники воздушного давления (трубки Пито) и датчики угла атаки: приборы начинают показывать неверную скорость;
- лобовое стекло: пропадает видимость.
Когда образуется лед
На земле самолет покрывается льдом, снегом и инеем при стоянке в мороз, в снегопад, ледяной дождь или изморось. Иней появляется даже в ясную ночь: после долгого полета на высоте топливо в крыльевых баках остается очень холодным, и на нижней поверхности крыла лед может нарасти и при плюсовой температуре воздуха.
В полете главная угроза - переохлажденные капли воды в облаках. Они остаются жидкими при температуре ниже нуля и мгновенно замерзают, ударяясь о самолет. Наиболее опасный диапазон - примерно от 0 до минус 10-15 градусов. Особенно коварен ледяной дождь и крупные переохлажденные капли: они затекают за защищенную кромку и намерзают там, где система обогрева их уже не достает.
Какой бывает лед
Прозрачный лед образуется из крупных капель при температуре чуть ниже нуля, он плотный, тяжелый и плохо заметен. Изморозь (белый шероховатый лед) нарастает из мелких капель при более низкой температуре, она легче, но сильно портит обтекание. Смешанный лед сочетает оба вида. Иней на стоянке выглядит безобидно, но для взлета он так же недопустим.
Противообледенительная обработка на земле
В авиации действует правило "чистого самолета": взлет с инеем, снегом или льдом на крыле, оперении и рулях запрещен. Если поверхности загрязнены, перед вылетом проводят обработку специальными жидкостями на основе гликоля. Ее делают на перроне или на отдельной площадке рядом с полосой, как можно ближе ко времени взлета.
Обработку часто делают в два этапа: сначала горячей жидкостью типа I удаляют отложения, затем наносят защитную жидкость типа II или IV. Для каждой жидкости есть таблицы времени защитного действия. Оно зависит от температуры и вида осадков и может составлять от нескольких минут в ледяной дождь до часа в слабый снег. Если самолет не успел взлететь за это время, экипаж обязан вернуться на повторную обработку.
Загущенная жидкость не мешает взлету: на разбеге поток воздуха сдувает ее с крыла. Пассажиры иногда замечают сладковатый запах в салоне, он быстро проходит.
Защита от льда в полете
Каждый пассажирский самолет сертифицируют для полетов в условиях обледенения, и на борту есть несколько систем:
- обогрев передних кромок крыла и воздухозаборников двигателей горячим воздухом, отобранным от компрессора;
- пневматические протекторы на турбовинтовых самолетах: резиновые накладки раздуваются и скалывают лед;
- электрический обогрев лобовых стекол, трубок Пито, датчиков угла атаки и температуры;
- сигнализаторы обледенения, которые предупреждают экипаж.
Экипаж обязан включать эти системы по процедурам: при видимой влаге и температуре ниже установленной. Забытый выключатель обогрева - одна из самых опасных ошибок.
Катастрофы из-за обледенения
В январе 1982 года Boeing 737 Air Florida взлетал из Вашингтона в снегопад после долгого ожидания на рулении. Экипаж не включил обогрев двигателей, обледеневшие датчики показывали завышенную тягу, а на крыльях лежал снег. Самолет не набрал высоту и упал на мост через Потомак, погибли 78 человек, включая четверых на мосту.
В 1989 году в канадском Драйдене Fokker F28 взлетел без обработки, со снегом на крыльях, и разбился сразу за полосой, погибли 24 человека. Расследование этой катастрофы во многом сформировало современные правила наземной обработки. В 1994 году ATR 72 American Eagle в США долго ждал в зоне ожидания в ледяной мороси, лед намерз за протекторами, самолет потерял управление, погибли 68 человек.
В России самый известный случай - ATR 72 "ЮТэйр" в Тюмени 2 апреля 2012 года. Самолет ночевал на стоянке, и перед вылетом его не обработали противообледенительной жидкостью. После взлета он свалился и упал, из 43 человек погибли 33. Другие истории из этого ряда собраны в серии "Обледенение в воздухе" и спецвыпуске "Коварное обледенение".
Обледенение датчиков скорости
Отдельный класс катастроф начинается с обледеневших трубок Пито. Именно так начиналась трагедия рейса Air France 447 над Атлантикой в 2009 году: показания скорости пропали, автопилот отключился, экипаж допустил сваливание. В феврале 2018 года под Москвой разбился Ан-148 "Саратовских авиалиний" с 71 человеком на борту. По данным расследования, перед полетом не был включен обогрев приемников полного давления, и пилоты получили противоречивые показания скорости.
Стоит ли бояться зимних рейсов
Нет, если процедуры выполняются. После катастроф 1980-1990-х годов правила наземной обработки стали строгими во всем мире, жидкости и таблицы времени защиты постоянно совершенствуются. Задержка на обработку - признак того, что экипаж и наземные службы делают свою работу. Опасен не лед сам по себе, а попытка взлететь с ним.
Вопросы и ответы
Зачем самолет поливают жидкостью перед вылетом?
Чтобы удалить лед, снег и иней с крыла и оперения и защитить их от нового обледенения до взлета. Взлет с загрязненными поверхностями запрещен.
Что за оранжевая и зеленая жидкость на самолете?
Оранжевая - жидкость типа I на основе гликоля, ее разогревают и смывают ею лед. Зеленая - загущенная жидкость типа IV, которая дольше защищает крыло от нового льда в осадки.
Сколько длится противообледенительная обработка?
Обычно 10-30 минут вместе с подъездом машин, в зависимости от размера самолета и погоды. В сильный снегопад и при очереди на площадке задержка бывает дольше.
Опасно ли обледенение в полете?
Пассажирские самолеты сертифицированы для полетов в таких условиях и оснащены системами обогрева. Опасность возникает, если системы не включены или самолет долго находится в зоне ледяного дождя.
Почему на крыле бывает иней летом?
После долгого полета топливо в крыльевых баках остается очень холодным, и влага из воздуха намерзает на обшивке даже при плюсовой температуре.
Еще по теме
