​Виды и последствия обледенения
В большинстве случаев обледенение ЛА происходит при полете в атмосфере, содержащей переохлажденные капли воды (т. е. воды в жидкой фазе при отрицательной температуре). При столкновении с лобовыми поверхностями агрегатов ЛА переохлажденные капли воды быстро кристаллизуются, образуя ледяные наросты различной формы и размеров.
В условиях обледенения лед образуется на лобовых поверхностях крыльев, рулей высоты и направления, на воздушных винтах, воздухозаборниках, остеклении фонарей, на находящихся в потоке датчиках пилотажно-навигационных приборов и обтекателях антенн.
Наибольшая вероятность обледенения существует при полетах в диапазоне температур от 0 до -15°С.
Входные устройства и каналы воздухозаборников двигателей ЛА могут подвергаться обледенению и при положительных (до +10°С) температурах. Это объясняется тем, что движущийся в каналах воздухозаборников воздух охлаждается при адиабатическом расширении и влага, находящаяся в нем, конденсируется и замерзает. Известны случаи обледенения сверхзвуковых воздухозаборников.
Наиболее характерные формы льдообразований (ледяных наростов) на лобовых поверхностях:
а - клинообразная;
б - желобообразная (корытообразная);
в - рогообразная;
г - промежуточная.
Обледенение несущих поверхностей приводит к искажению формы профиля и резкому ухудшению аэродинамических характеристик. Срыв потока с крыла и сильная турбулизация потока за крылом в условиях обледенения происходят значительно раньше, чем на чистом крыле, что может привести к тряске самолета, нарушению продольной балансировки, потере устойчивости и сваливанию самолета. Лед, сброшенный с крыла набегающим потоком, может поражать хвостовое оперение и лопатки компрессоров двигателей, расположенных в хвостовой части фюзеляжа.
Обледенение передних кромок рулевых поверхностей может привести к потере управляемости.
Обледенение воздушных винтов, начинаясь с передних кромок, захватывает до 20-25% хорды лопасти. На крейсерских режимах концы лопастей не обледеневают из-за благоприятного влияния аэродинамического нагрева. При накоплении значительных масс льда (при толщинах 5 мм и более) под воздействием центробежных сил происходит его сброс, сопровождающийся нарушением балансировки винта, вибрациями силовой установки, создается опасность поражения обшивки фюзеляжа сброшенным льдом.
А у вертолётов, несущие винты могут обледеневать не только с передней, а и с задней кромки (при движении лопастей против вектора скорости полета), а сброс льда с хвостовых винтов может поражать не только фюзеляж, но и лопасти несущего винта.
Обледенение входных кромок воздухозаборников силовых установок нарушает течение потока воздуха, увеличивает неравномерность поля скоростей перед компрессором, что может вызвать помпаж (франц. pompage - откачка) - одну из форм автоколебаний, выражающуюся в пульсации подачи воздуха и, как следствие, в вибрации лопаток компрессора и всего двигателя, что может вызвать его разрушение. Сброс льда в каналах воздухозаборников приводит к повреждению лопаток компрессоров.
Обледенение лобовых стекол фонарей может резко ухудшить возможность визуального управления ЛА, а обледенение датчиков приборов систем навигации и управления является причиной их неправильной работы или отказа, что усложняет пилотирование.
Безопасность полетов в условиях возможного обледенения обеспечивают противообледенительные (антиобледенительные) системы (ПОС), защищающие ЛА от обледенения в широком диапазоне погодных условий, о которых я расскажу в следующий раз.