Miejsca osiadania lodu

Oblodzenie ze względu na miejsce osiadania można podzielić następująco:

  • oblodzenie profilu skrzydła,
  • oblodzenie zespołów napędowych samolotu
  • oblodzenie powierzchni sterowych
  • oblodzenie rurek pitota, anten itp.

Oblodzenie profilu skrzydła

Najniebezpieczniejsze jest oblodzenie profilu skrzydła, ponieważ powoduje szybkie pogorszenie aerodynamicznych charakterystyk. Doprowadzić ono może do zmniejszenia siły nośnej, wzrostu oporów powietrza, znacząco zwiększa prędkość przeciągnięcia (zmiana profilu skrzydła, wcześniejsze odrywanie się strug powietrza).

Wyróżniamy tutaj następujące rodzaje oblodzenia:

  • profilowe – powstające w niskiej temperaturze, poniżej -20 stopni Celsjusza, przy niezbyt dużej wodności chmury,
  • bryłowate – powstaje w temperaturach od ok. -5 stopni do -7 stopni Celsjusza, przy wolniejszym zamarzaniu, może powstać również z mokrego śniegu,
  • szron – powstaje przy niskiej wodności chmur, a także w warunkach bezchmurnych, przy szybkim zniżaniu z dużej wysokości.                

Rys. 1. Formy oblodzenia a) profilowe, b) bryłowate, c) szron
Źródło: http://www.tchik.com.pl/archiwum/2007/6/Oblodzenie.pdf

Lód ze względu na jego strukturę dzielimy następująco

a) Lód szklisty – wytwarza się w chmurach o dużej wodności, w temperaturach od -20 do 0 stopni Clesjusza. Powstaje w momencie zderzenia się dużej przechłodzonej kropelki wody z krawędzią natarcia skrzydła. W momencie zetknięcia tylko niewielka część kropelki natychmiast zamarza, dużo większa jej część zaczyna się przesuwać wzdłuż górnej powierzchni skrzydła. W efekcie wytwarza się rozległa warstwa przezroczystego lodu, który jest niezwykle niebezpieczny ponieważ trudno jest go zauważyć. Ten typ lodu jest trudny do usunięcia.

b) Lód matowy – wytwarza się w chmurach zbudowanych z przechłodzonych kropel wody i kryształków lodu, w temperaturach poniżej -10 stopni Celsjusza. Zderzenie małej przechłodzonej kropelki z krawędzią natarcia powoduje jej niemal natychmiastowe zamarznięcie. Powstaje biaława warstwa lodu. Ponieważ w trakcie tego procesu chwytane zostają również pęcherzyki powietrza, ten rodzaj oblodzenia jest stosunkowo lekki i kruchy. Warstwa oblodzenia ogranicza się właściwie tylko do krawędzi natarcia.

c) oblodzenie mieszane – ponieważ dwa powyższe typy bardzo rzadko występują w swej czystej formie (w praktyce w atmosferze występują duże, jak i małe przechłodzone kropelki), powstaje oblodzenie mieszane złożone z oblodzenia szklistego oraz matowego, przy czym jedno z nich przeważa

Oblodzenie profilu skrzydła może przybrać na tyle poważne rozmiary, iż może objąć również powierzchnie sterowe, co powodować może utrudnienia w sterowaniu.

Oblodzenie zespołów napędowych samolotu

W warunkach oblodzenia lód tworzy się również na elementach zespołów napędowych samolotu. Warto pamiętać, że do oblodzenia zespołów napędowych może dojść już w temperaturach wynoszących od +5oC do +10oC. Przyczyniają się do tego duże prędkości przepływu powietrza w kanale wlotowym i związana z tym obniżenie temperatury powietrza w tym kanale. Według przepisów FAR z warunkami oblodzenia dla zespołów napędowych mamy do czynienia, gdy temperatura otoczenia OAT na ziemi lub podczas startu, albo temperatura spiętrzenia w locie TAT wynosi 10oC lub mniej i widoczna jest wilgoć w każdej postaci.

W przypadku samolotów wyposażonych w silniki odrzutowe miejscami, gdzie najczęściej dochodzi do oblodzenia są nieruchome elementy wlotu, kanału wlotowego, kołpaka wirnika. Powstanie powłoki lodowej w kanale wlotowym, zmienia geometrię i przekrój poprzeczny kanału przepływowego, co prowadzi do wzrostu oporów przepływu powietrza, a w efekcie spadek mocy silnika, a w sytuacjach skrajnych nawet jego wyłączenie lub awarię.

Kolejnym zjawiskiem, do którego może dojść w skutek oblodzenia zespołów napędowych silnika turbinowego, jest nagłe zassanie do wnętrza kanału przepływowego płata śryżu (początkowe stadium powstawania pokrywy lodowej – błoto pośniegowe), śniegu, wody czy gradu, co może zgasić płomień w komorze spalania i spowodować nagłe wyłączenie silnika.

Chociaż silniki odrzutowe są zaprojektowane w ten sposób, aby radzić sobie z pewną ilością wody dostającej się do silnika, jej nadmiar przekraczający założenia konstrukcyjne, może doprowadzić do wyłączenia silników. Dla przykładu: Aby doszło do zgaszenia płomienia w silniku Boeinga 767 wystarczy przedostanie się lodu w ilości równej 350 cm3 wody.

W samolotach śmigłowych oblodzenie może się również budować na łopatach śmigła samolotu. Skutkiem powstania oblodzenia na łopatach śmigła jest spadek jego ciągu, mogą pojawić się silne wibracje całego układu napędowego powstałe w skutek nie wyważenia spowodowanego oblodzeniem. Gdy powstała warstwa lodu jest na tyle gruba, że w efekcie siły odśrodkowej dojdzie do jej oderwania, taka oderwana warstwa może uszkodzić poszycie samolotu.

Oblodzenie innych elementów

Powstające na poszyciu samolotu oblodzenie może doprowadzić do zatkania istotnych pod względem bezpieczeństwa elementów:

  • Lód zablokować może przewody doprowadzające ciśnienie (rurki pitota), powodując błędne wskazania ciśnieniowych przyrządów pilotażowych, oraz błędne działanie autopilota.
  • Oblodzenie szyb, wiatrochronów, może doprowadzić do utraty widoczności przestrzeni wokół samolotu.
  • Zamarznięte drzwi podwozia mogą uniemożliwić wysunięcie podwozia.
  • Warstwa lodu na urządzeniach radionawigacyjnych lub urządzeniach radiostacji, mogą powodować zakłócenia elektrostatyczne.