Kiedy i gdzie wymagane są środki przeciwoblodzeniowe do lotów naddźwiękowych?
Wiele samolotów ma urządzenia grzewcze, które zapobiegają niebezpiecznemu oblodzeniu. Samoloty naddźwiękowe gwałtownie sprężają powietrze, co prowadzi do podwyższenia temperatury . Concorde i Tu-144 wykorzystywały paliwo jako radiator.
Jak szybko musisz latać, aby ogrzewanie sprawiło, że ochrona przed oblodzeniem była nieistotna? Jak to zależy od części samolotu? Przypuszczalnie przednia krawędź jest pierwszą częścią, która rozgrzewa się bez ochrony przed oblodzeniem. Czy warunki oblodzenia są inne na typowych wysokościach lotu po supercruise? Czy jest tam znacząca woda?
Odpowiedzi
Jak szybko musisz latać, aby ogrzewanie sprawiło, że ochrona przed oblodzeniem była nieistotna?
Rzeczywistą temperaturę powietrza (TAT), którą odczuwa skóra samolotu, można obliczyć ze statycznej temperatury powietrza (SAT) i liczby Macha:
$$ \frac{\text{TAT}}{\text{SAT}} = 1 + \frac{\gamma - 1}{2} M^2 = 1 + \frac{1}{5} M^2 $$
(za pomocą $ \gamma = 1.4 $dla powietrza). SAT zwykle nie spada poniżej -56,5 ° C w międzynarodowej atmosferze standardowej , która jest zwykłą temperaturą w niższych warstwach stratosfery (gdzie lata większość samolotów naddźwiękowych).
Przy liczbach Macha powyżej $ \sim 1.24 $ uzyskana TAT będzie powyżej 10 ° C, która jest zwykle definiowana jako górna temperatura, w której występują warunki oblodzenia.
Jak to zależy od części samolotu? Przypuszczalnie przednia krawędź jest pierwszą częścią, która rozgrzewa się bez ochrony przed oblodzeniem.
Tak, przednie krawędzie nagrzewałyby się najbardziej, ale są też jedyną częścią samolotu, na której może gromadzić się lód. Statki powietrzne, które są certyfikowane do lotów w znanych warunkach oblodzenia, zazwyczaj mają systemy odladzania lub przeciwoblodzeniowe na wlotach silnika, śmigłach i przednich krawędziach skrzydeł, statecznik pionowy i poziomy. Ale nie wszystkie samoloty mają te systemy na wszystkich tych powierzchniach, ponieważ nie wszystkie są jednakowo dotknięte. Zobacz np. Te pytania:
- Dlaczego tylko niektóre samoloty wymagają zabezpieczenia przed oblodzeniem ogona?
- Dlaczego niektóre części skrzydeł nie są chronione przez system przeciwoblodzeniowy w B737?
Czy warunki oblodzenia są inne na typowych wysokościach nadkręgowych? Czy jest tam znacząca woda?
Wilgotność jest zwykle dość niska w stratosferze, co oznacza, że oblodzenie i tak nie stanowi tu problemu:
Jak oczekiwano, próbki powietrza w stratosferze są suche i mają średnią wilgotność względną nad wodą wynoszącą odpowiednio 12% i nad lodem wynoszącą 23%. Jednak 2% danych stratosferycznych wskazuje na przesycenie lodu.
( Prawo rozkładu wilgotności względnej w górnej i dolnej stratosferze pochodzące z trzech lat pomiarów MOZAIC )
Większość zjawisk pogodowych występuje tylko w troposferze, co oznacza, że lecisz ponad pogodą (chociaż burza może spychać chmury na ekstremalne wysokości).