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[科普中国]-明冰

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明冰,为飞机积冰的一种,光滑透明,结构坚实,在0℃到零下10℃的过冷雨中或大水滴组成的云中形成。明冰凝结时,只有少部分水滴是立即凝结的,大多数水滴是有一个流动的过程逐渐凝结的,因此明冰没有气泡,密度大,透明,并且质地坚硬。

定义飞机积冰主要有三种:冰,霜,雾凇。冰有明冰,毛冰,白冰,其中明冰通常是在在0℃到零下10℃的过冷雨中或大水滴组成的云中形成的,呈透明玻璃状,平滑而坚固,主要出现于机翼水平安定面的前缘,飞机机头整流罩和发动机的进气口。1

这类冰是由较大的水滴在结冰速度相对较慢的情况下形成的。当水滴与飞机结构表面接触时,有顺气流方向流动的趋势,冻结后光滑透明且十分牢固,不易排除,类似冬季地面上常见的薄冰。

形成原理云中存在过冷水滴,过冷水滴是不稳定的,稍受震动,即冻结成冰。当飞机在含有过冷水滴的云中飞行时,如果机体表面温度低于0℃,过冷水滴就会在机体表面某些部位冻结,并聚集成冰层。结冰的速度受飞机的速度影响,飞机的飞行的速度约快,积冰越弱。2

基本条件气温低于0℃,飞机机体表面温度低于0℃,和有温度低于0℃的水滴存在.

结冰强度结冰等级划分,如下表:3

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对飞行的影响破坏飞机的空气动力性能机翼和尾翼结冰,使升力系数下降,阻力系数增加,并可引起飞机抖动,致使飞行进入不稳定状态,严重结冰将使操纵发生困难。

降低动力装置效率,甚至产生故障发动机进气口结冰,使进气量减少;螺旋桨飞机的桨叶结冰,会减少拉力,使飞机推力减小,同时,掉落的冰块还会打坏发动机和机身。

从进气口进来的空气进入液化器,使文氏管内压力和温度降低,当燃油注入气流中来时,温度会进一步降低,文氏管和燃油双重蒸发,引起双重冷却效应,改变了空气温度和湿度,使暴露在空气中的进气口结冰。

影响仪表和通讯,甚至使之失灵如空速管结冰影响空速表工作;天线结冰影响通讯质量,甚至使通讯中断;风挡结冰影响视线。

结冰对飞行的影响非常大,其中明冰和毛冰是最危险的,因其牢固不易祛除,而且增长迅速。明冰除改变飞机的气动特性外,积冰较厚时,还可能使飞机的重心改变,产生俯仰力矩,使飞行的安定性变坏,冰层破碎后的冰块,有时还会打坏飞机。4

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学