冬季飞行必须防冰
发布时间：2014年6月6日 来源：天津西青律师 http://www.xqlvshi.com/
按照国际上的有关规定，禁止有霜、雪或冰的飞机起飞。然而近些年来，几乎每年都会发生因飞机外部结冰导致飞机失事。尽管国际上采取了“清洁飞机”政策，实际上许多航空公司在起飞前也采取了除冰措施，但是由于各种各样的原因，比如：等待批准起飞时间过长、机翼结冰位置不易发现等等，对冬季飞行安全构成威胁。
我们来看看下列几起事故：
1）1989年3月10日，安大略航空公司一架福克28飞机，在雪暴中等待起飞30分钟后未除冰，翼面结冰造成飞机坠毁。
2）1990年2月17日，瑞安国际航空公司一架dc—9—10飞机，在雪暴天气中装载邮件35分钟后未除冰，导致飞机失事。
3）1991年12月27日，北欧航空公司一架麦道—81飞机，在结冰天气条件下停放了一夜，机翼表面靠近机身处的薄冰破碎后被吸入发动机。
4）1992年3月22日，合众国航空公司一架福克28飞机在雪暴中起飞失事，联邦航空局认为是结冰造成的。
5）1993年3月5日，马其顿航空公司一架福克100飞机，起飞后爬升失速坠地。经过调查，当时温度低、湿度大、下着中雪，飞机起飞前未除冰。
6）1994年10月31日，美利坚鹰航空公司一架atr72飞机，在结冰气象条件下等待批准下降高度37分钟。向机场进近时，机翼除冰设备后面形成冰脊造成飞机急速滚转坠毁。
7）1995年12月13日，巴纳特航空公司一架安—24飞机，起飞后爬升到大约500英尺时，失去高度并坠毁。当时机场下着雪并有强风，专家们分析，有可能是机翼结冰造成的。
在第一起事故中，航空公司的驾驶员很显然认为飞机外部6—13毫米厚的积雪在飞机起飞时会被吹掉，而福克28飞机的低温适应油箱造成机翼上的湿雪结冰。
在第二起事故中，机组人员没有认识到干燥的高吹雪是一种威胁，dc—9飞机飞行中机翼防冰系统产生的热，融化了机翼上的雪，装载邮件的35分钟后，机翼冷却，融化的积雪又重新结成了冰。
在第三起事故中，麦道—81飞机在机场停放一夜，虽然进行了除冰，但是没有注意到低温适应内翼油箱上结成透明的冰。飞机起飞前抬前轮时，透明的冰马上破裂并被吸入尾部发动机。
第四起事故中，福克28飞机起飞前曾在拉瓜迪亚机场两次除冰。在第二次除冰后，又在雪暴中排队等候30分钟才起飞，使用的除冰液有效时间没有这么长。
从以上几起事故中可以看出，飞机外部结冰，特别是机翼表面结冰严重影响飞行安全。即使冰或雪或霜造成轻微污染也能损害翼面，相当于中粒砂纸的冰粗糙度可导致操纵品质降低到危险程度和失速范围。风洞试验表明，砂纸般粗糙度的冰霜，可以使福克28飞机最大升力降低25%，失速迎角降低6度。dc—9飞机的机翼表面污染0.4毫米厚的冰，不但可使升力损失25%，而且失速迎角降低到激发失速预警以下。
事故调查人员关注的焦点是dc—9飞机系列和福克28飞机的非板条机翼都没有前缘增升装置。波音公司的试验表明，砂纸般粗糙度的机翼表面使板条机翼的最大升力降低32%，而且在振杆器发出失速报警前失速。平直机翼螺旋桨飞机和有前缘增升装置的后掠翼喷气机都受薄冰的不利影响。试验表明，翼面升力对翼弦最初20%的平滑绕流很敏感，哪怕很薄的一层冰也会妨害附面层，造成阻力增加并导致早期气流分离。
确保飞机起飞前机翼无冰似乎很简单，在条例中明确规定允许驾驶员决定飞机什么时间除冰和是否需要除冰。但是要发现几乎看不见的薄冰或几乎看不到的结冰位置是很困难的。然而这些冰污染不仅能降低空气动力性能，而且增加了决定何时除冰的难度。
飞机除冰是航空公司的责任，美国主要的除冰方法是向飞机喷洒防止再次结冰的i型除冰液——热水和乙二醇混合剂。欧洲在过去20年的除冰方法是先用热水除冰，然后用Ⅱ型冷防冰液——浓缩乙二醇和水混合剂粘附在飞机表面防止结冰。使用Ⅱ型防冰液后，防止再结冰的时间是45分钟，而Ⅰ型防冰液防止再结冰的时间只有几分钟。Ⅱ型防冰液没有广泛使用的原因是成本高、影响飞机性能、污染跑道和重而浓的液体中含有毒性。
Ⅱ型防冰液是一种摇溶液，起飞滑跑达到一定速度时就会被从机翼上吹掉，欧洲的经验表明没有因重量或粗糙而造成空气动力损失。美国联邦航空局的一项研究计划将证明Ⅱ型防冰液起飞时对跑道的污染不会降低刹车效果。
自从福克28飞机在拉瓜迪亚机场坠毁后，美国联邦航空局根据机翼设计、飞机防冰设备、使用的防冰/除冰液、天气和其他因素规定时间限制，超过时间限制后，必须重新除冰才能起飞。
这就要求机场根据每种机型保持不结冰的不同时间实施有效的除冰和调度程序，不能让飞机排队等待起飞的时间超过保持不结冰的安全时限。
北欧航空公司麦道—81飞机的事故说明，有多年的寒冷天气飞行经验也不能防止结冰事故。麦道—81飞机内翼上表面夜间结了一层透明的冰，起飞时这层冰破碎并被吸入尾部发动机，造成一台发动机完全失效，另一台发动机的压缩机喘振。装满冷燃油的翼上油箱是主要结冰区，雨或湿空气接触贴近低温适应油箱的机翼蒙皮后就会结霜或冰。
透明冰这种外来物损伤飞机只是近些年来才被人们完全了解，1988—1989年冬季外来物损伤造成麦道—80飞机7次双发事故、14次单发事故（其中导致中断起飞1次，中途返航4次和地机检查8次）。发动机从机翼吸入的半融雪或雪能使燃烧室熄火，机翼上大块破碎的透明冰块被吸入发动机后能打坏风扇和压缩机叶片。最危险的时刻是当飞机起飞抬前轮时，机翼产生升力后变弯曲而造成机翼上的冰层破裂散开。
目前，麦道—80飞机已安装探测机翼内侧油箱结冰的传感器。安装在后梁油箱的振动膜片传感器用谐振频率的敏感变化探测。冰使膜片变硬后就会增加谐振频率。正在研制的翼面污染探测系统将能自动检测机翼防冰系统的有效性，翼面传感器上的流体冷却后，测量其冰点就能确定继续保持不结冰的时间。加拿大仪表公司研制的表面状态传感器能探测和识别雪、冰和液体。直径为60毫米的嵌入式陶瓷盘能测量任何表面污染的电特性，测量冰的厚度，区别冰、除冰/防冰液和确定除冰/防冰的有效性。据报导，新生产的波音777飞机将在每个机翼上安装3个这种传感器，麦道—80飞机除在机翼安装这种传感器外，还将在水平尾翼安装两个传感器。
用机载防冰系统进行地面除冰是理想的除冰方法，目前喷气客机所用的机载热防冰系统需要发动机放气，在地面使用成本太高。小飞机所用的气动除冰系统需要气流速度把松动的冰吹掉。已经使用的机载电热防冰系统效率只有20%—40%，新技术可以提高效率。导电纤维加热器（cfh）最初的试验表明效率已超过40%，最终cfh的效率将提高到70%—80%。
由于涡轮螺旋桨飞机在冬季飞行中防冰和除冰系统存在缺陷，1996年美国联邦航空局将推出禁止超喷气流31/41、atr42/72、dhc—7、dhc—8、多尼尔228/328、emb—120、萨伯340/2000、比奇99系列、比奇1900系列和比奇200、sa226/227等飞机在冻雨和毛毛细雨中飞行。
