Süpersonik uçuş için buzlanma önleyici ne zaman ve nerede gereklidir?

Question

Birçok uçakta tehlikeli buzlanmayı önlemek için ısıtma cihazları bulunur . Süpersonik uçaklar havayı hızla sıkıştırarak yüksek sıcaklıklara neden olur . Concorde ve Tu-144, yakıtı ısı emici olarak kullandı.

Isınmanın buzlanmayı önleme özelliğini ortadan kaldırması için ne kadar hızlı uçmanız gerekiyor? Uçağın parçasına nasıl bağlı? Muhtemelen ön kenar, buzlanma önleyici olmadan ısınan ilk kısımdır. Tipik süper seyir irtifalarında buzlanma koşulları farklı mıdır? Orada anlamlı su var mı?

Answer 1

Isınmanın buzlanmayı önleme özelliğini geçersiz kılması için ne kadar hızlı uçmanız gerekiyor?

Uçağın cildinin hissedeceği Gerçek Hava Sıcaklığı (TAT) , Statik Hava Sıcaklığı (SAT) ve Mach sayısından hesaplanabilir :

$$ \frac{\text{TAT}}{\text{SAT}} = 1 + \frac{\gamma - 1}{2} M^2 = 1 + \frac{1}{5} M^2 $$

(kullanarak $ \gamma = 1.4 $hava için). Alt stratosferdeki (çoğu süpersonik uçağın uçtuğu) olağan sıcaklık olan Uluslararası Standart Atmosferde SAT genellikle -56,5 ° C'nin altına inmez .

Yukarıdaki Mach sayılarında $ \sim 1.24 $ ortaya çıkan TAT, genellikle buzlanma koşullarının mevcut olduğu üst sıcaklık olarak tanımlanan 10 ° C'nin üzerinde olacaktır.

Uçağın parçasına nasıl bağlı? Muhtemelen ön kenar, buzlanma önleyici olmadan ısınan ilk kısımdır.

Evet, en çok öndeki kenarlar ısınır, ancak bunlar aynı zamanda uçağın muhtemelen buz biriktirebilecek tek kısmıdır. Bilinen buzlanma koşullarına uçuş için onaylanmış uçak tipik olarak motor girişlerinde, pervanelerde ve kanatların ön kenarlarında, dikey ve yatay dengeleyicide buz çözme veya buzlanmayı önleme sistemlerine sahiptir. Ancak tüm uçaklarda bu sistemlerin tümü bu yüzeylerde bulunmaz çünkü hepsi eşit şekilde etkilenmez. Örneğin şu sorulara bakın:

• Neden sadece bazı uçaklar kuyrukta buzlanmayı önlemeye ihtiyaç duyar?
• B737'de kanatların bazı kısımları neden kanat anti-buz sistemi tarafından korunmuyor?

Tipik süper seyir irtifalarında buzlanma koşulları farklı mıdır? Orada anlamlı su var mı?

Stratosferde nem genellikle oldukça düşüktür, yani buzlanma burada genellikle bir sorun değildir:

Örneklenen stratosferik hava kütleleri beklendiği gibi kurudur ve sırasıyla% 12 su üzerinde ve% 23 buz üzerinde ortalama bağıl neme sahiptir. Bununla birlikte, stratosferik verilerin% 2'si buzun aşırı doygunluğunu gösterir.

^{( Üç yıllık MOZAIC ölçümlerinden türetilen üst troposfer ve alt stratosferdeki bağıl nem için bir dağıtım yasası )}

Çoğu hava olayı yalnızca troposferde meydana gelir, bu da sizin havanın üzerinde uçtuğunuz anlamına gelir (ancak fırtına bulutları aşırı yüksekliklere itebilir).