Кіріспе

Авиацияда мұз түзілу жағдайлары – ұшақ бетінде су мұзының пайда болуына әкелетін атмосфералық құбылыстар. Мұздың жиналуы ұшақтың сыртқы беттеріне әсер етуі мүмкін, мұндай жағдайда ол ұшақ корпусының мұздануы деп аталады, немесе қозғалтқышқа әсер етіп, карбюратордың мұздануына, ауа кіргіш құрылғының мұздануына немесе жалпы қозғалтқыштың мұздануына алып келуі мүмкін. Бұл құбылыстар бірдей уақытта немесе жеке-жеке орын алуы мүмкін. Ұшақ корпусының және қозғалтқыштың мұздануы авиация тарихында көптеген қазаға әкелген апаттарға себеп болған. Барлық ұшақтар, әсіресе жалпы авиация ұшақтары, белгілі мұздық жағдайға (FIKI) ұшуға сертификатталмаған, яғни пилоттардың хабарламалары, байқаулары және болжамдары негізінде мұздық жағдайлардың болуы мүмкін немесе анық болған аймақтарда ұшуға сертификатталмаған. FIKI сертификатын алу үшін ұшақтар мұздан қорғауға арналған тиісті жүйелермен жабдықталуы керек.

Анықтама

Суперсалқынаған сұйық су тамшылары бар болғанда мұздану жағдайлары туындайды. Бұл тамшылар ұшақтың бөліктері сияқты потенциалды нуклеация ортасына тигенде қатып, мұздануға себеп болады. Мұздану жағдайлары орташа тамшы мөлшері, сұйық судың мөлшері және ауа температурасы арқылы сандық түрде сипатталады. Бұл параметрлер ұшақта мұздың пайда болу деңгейіне, түріне және жылдамдығына әсер етеді. Федералдық авиациялық ережелерде кейбір ұшақтарға ұшуға рұқсат етілген мұздану жағдайларының анықтамасы бар. SLD, яғни суперсалқынаған ірі тамшы жағдайлары, бұл көрсетілген шектен асып, ұшақтар үшін ерекше қауіпті болып табылады, сондықтан олардан қашуға тырысу керек. Сапалық тұрғыдан, ұшқыштардың хабарламалары мұздану жағдайларын ұшаққа тигізетін әсері тұрғысынан көрсетеді және ұшақтың алдын ала мүмкіндіктеріне байланысты болады. Осы себепті, әртүрлі ұшақтар бірдей сандық жағдайларды мұзданудың әртүрлі деңгейлері ретінде хабарлауы мүмкін. Мұзды анықтағыштар мұздану жағдайларын көрсету үшін жиі қолданылады.

Құрылымдық мұз түрлері

Ашық мұз көбінесе таза және тегіс болады. Судың қатты суытылған тамшылары немесе мұзды жаңбыр бетке тиеді, бірақ бірден қатып қалмайды. Көбінесе "мүйіздер" немесе тік өскіндер пайда болып, ауа ағынына қарай бағытталады, бұл оны тегістеп шығады. Мұздың осы түрі глазурь деп те аталады. Шалқынды мұз - дөңгелек пішінді және мөлдір емес, соқтығысқанда жылдам қатып қалатын судың қатты суытылған тамшыларынан түзіледі. Көбінесе қанаттың тұрақтанған нүктесі бойымен қалыптасады және әдетте қанаттың пішініне сәйкес келеді. Аралас мұз – мөлдір және шалқынды мұздың қасиеттерін біріктіретін қоспа. Күнделікті мұз – ұшақ қозғалмай тұрғанда, ұшуға дейін қорғалмаған беттерде судың қатып қалуының нәтижесі. Ұшуға тырысқанда бұл қауіпті болуы мүмкін, өйткені қанаттың шекаралық қабатының ауа ағынын бұзады, ертерек аэродинамикалық тоқтауға және кейбір жағдайларда, ұшуды қауіпті немесе мүмкін емес ететін күрт соғудың күшеюіне әкеледі, бұл ертерек апатқа соқтыруы мүмкін. SLD мұзы – супер суытылған ірі тамшы (SLD) жағдайында қалыптасқан мұзды білдіреді. Ол ашық мұзға ұқсас, бірақ тамшының мөлшері үлкен болғандықтан, ұшақтың қорғалмаған бөліктеріне таралып, қалыпты мұздану жағдайларына қарағанда тезірек және үлкен мұз пішіндерін қалыптастырады, ал мұндай жағдайдан көптеген ұшақтар жеткілікті түрде қорғалмаған. Бұл American Eagle 4184 рейсінің апатына себеп болды.

Тиімділігі

Мұзбен жабылған кезде қанат әдетте төмен шабу бұрышында және осылайша жоғары жылдамдықпен тоқталады. Тіпті аз мөлшердегі мұз да әсер етеді, ал мұз өрескел болса, бұл әсер одан да күшті болуы мүмкін. Сондықтан, қанаттарда мұз қалған жағдайда қону жылдамдығын арттыру ұсынылады. Жылдамдықты қанша арттыру керек – ұшақ түріне және мұздың мөлшеріне байланысты. Мұзбен жабылған қанаттары бар ұшақтың тоқтау сипаттамалары нашарлайды және аударылуды басқаруда қиындықтар жиі кездеседі. Мұздың екі қанатқа да әртүрлі жиналуы мүмкін, бұл түзетуді қажет етеді. Сонымен қатар, әдетте жұқарақ болатын және осылайша мұзды жақсы жинайтын қанаттың шеткі бөлігі, соңғы емес, бірінші болып тоқтауы мүмкін.

Адамсыз ұшақтағы мұз қату

Адамсыз ұшақтар – коммерциялық және әскери салаларда қолданылатын, дамып келе жатқан жаңа технология. Ұшу кезінде мұз қатуы, суық бұлттарда немесе мұздақ жауын-шашын кезінде пайда болып, барлық ұшақтар үшін қауіпті жағдай тудыруы мүмкін. Адамсыз ұшақтардағы мұз қатуы олардың жұмыс істеу шегін шектейді. Адамсыз ұшақтар, пилоттық ұшақтарға қарағанда мұзға сезімтал және бейім. Мұз қату кезіндегі адамсыз және пилоттық ұшақтардың арасындағы негізгі айырмашылықтар:

Өлшем және салмақ: Кіші ұшақтар үлкен ұшақтарға қарағанда мұзды жылдам жинақтап, бірлік ауданына көбірек мұз жинақтайды. Адамсыз ұшақтар көбінесе пилоттық ұшақтардан кіші болғандықтан, мұзға сезімтірек. Сонымен қатар, мұздың жинақталуынан артатын салмақ, қатаң салмақ шектеулері бар адамсыз ұшақтарға тез және кері әсер етеді. Ұшу жылдамдығы: Жоғары жылдамдық ұшақтың қанаттары мен пернелерінде қызуға алып келеді, бұл мұз қатуын біршама тежеуге мүмкіндік береді. Адамсыз ұшақтар пилоттық ұшақтарға қарағанда төмен жылдамдықпен ұшады және осы жылу эффектісінен пайда көре алмайды. Сондықтан, адамсыз ұшақтарда мұз қату пилоттық ұшақтарға қарағанда кең температура диапазонында жүзеге асуы мүмкін. Ламинарлық ағын: Адамсыз ұшақтар үшін Рейнольдс саны пилоттық ұшақтарға қарағанда шамамен бір рет төмен. Бұл адамсыз ұшақтардың ағын режимдерінде жұмыс істеуіне әкеледі, онда ламинарлық ағын эффектісі турбуленттік ағын эффектісінен гөрі басым болады. Ламинарлық ағын турбуленттік ағынға қарағанда оңай бұзылатындықтан, мұз қатудың салдары күштірек болады. Түрі: Роторлық қанатты адамсыз ұшақтар тұрақты қанатты адамсыз ұшақтарға қарағанда мұзға сезімтал. Адамсыз ұшақтың мұзға ең көп ұшырайтын бөліктері – ауа жылдамдығы сенсоры, аэродинамикалық беттердің алдыңғы жиегі, роторлар және пернелер. Адамсыз ұшақтардағы мұз қатуы – жаһандық құбылыс, ал жұмыс биіктігіндегі мұз жағдайлары жыл бойы әлемнің кез келген жерінде болуы мүмкін. Дегенмен, мұз қату қаупі Арктика, Антарктика және суб-арктикалық аймақтарда ең жоғары. Мысалы, Скандинавияның көп бөлігінде қыркүйектен мамырға дейін мұз жағдайлары 35%-дан 80%-ға дейін кездеседі.