Адгезия льда к обшивке

СРОКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ УСЛОВИЙ ОБЛЕДЕНЕНИЯ

УСЛОВИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ

УДАЛЕНИЯ ЛЬДА.

ПРЕДОХРАНЕНИЕ САМОЛЕТОВ ОТ ОБМЕРЗАНИЯ И СПОСОБЫ

В осенне-зимний период в наземных условиях наружные поверхности ЛА покрываются льдом. Такое явление называют обледенением. Взлет на обледеневшем ЛА приводит к возникновению преждевременного и резкого срыва потока с крыла, снижению эффективности органов управления, препятствующих нормальному полету. К тому же возрастает взлетная масса.

Обледенение не происходит, если обшивка имеет положительную температуру или на ее поверхности выпадают капли воды с температурой выше 0°С. Не вызывает обледенения безводный воздух или сухие кристаллические осадки, промерзшие в атмосфере.

Таким образом, условиями обледенения являются отрицательная температура обшивки и наличие водности воздуха,

Находящуюся во взвешенном состоянии и падающую на землю влагу в виде капель воды или кристаллов льда называют водностью воздуха. Она образуется при охлаждении атмосферного воздуха ниже температуры насыщения. При понижении температуры ночью увеличивается относительная влажность. Когда температура понижается ниже +3°С, воздух достигает насыщения. Последующее похолодание до 0°С вызывает дальнейшее выделение избытка влаги в виде капель тумана. При наличии ветра масса отложения льда увеличивается.

В осенне-зимний период необходимо знать период возможного обледенения ЛА. Период обледенения ограничен верхней и нижней границами. Верхняя граница указывает на начало обледенения и определяется температурой атмосферного воздуха, равной 0°С, при относительной влажности не менее 95 %. Уменьшение температуры воздуха от 0°С до -18°С вызывает обледенение.

При температуре ниже -18°С водность существенно убывает из-за кристаллизации переохлажденных капель. В соответствии с этим обледенение возможно в диапазоне температур от 0°С до -18°С (80-85 % случаев обледенения).

При дальнейшем понижении температуры вероятность обледенения падает. Температура -18°С характеризует конец обледенения и определяет нижнюю границу периода.

Оценивают льдообразование степенью обледенения, под которой понимают толщину наросшего льда,

На эффективность работы по удалению льдообразовании влияет прочность смерзания льда с обшивкой, которая зависит от когезии - сил сцепления между частицами льда и адгезии - сил сцепления льда с обшивкой. Величина когезии определяется - составом воды, из которой образуется лед, и количеством циклов намораживания льда, а адгезия - взаимодействием льда с обшивкой.

В формировании адгезионной связи лед - поверхность существенную роль играют поверхностные свойства обшивки, определяющие интенсивность и виды межмолекулярного воздействия: химическую и водородную связь, электростатическое взаимодействие. Оценивают адгезию по отношению силы отрыва льда от обшивки к единице площади контакта льда с обшивкой.

Адгезия льда зависит от материала и состояния поверхности: шероховатости, загрязненности, смачиваемости, температуры воды и воздуха. В зависимости от материала величина адгезии льда к поверхности составляет 50-1500 кПа (сталь 840, дюралюминий 600—640, органическое стекло 280, резина 140-350).

Поверхности из одного и того же материала, но по-разному ориентированные, характеризуются различной адгезией льда, которая к горизонтальным поверхностям слабее, чем к вертикальным.

Шероховатость поверхности способствует не только начальному образованию слоя льда, как центр кристаллизации, но и оказывает влияние на площадь контакта, интенсивность механического сцепления льда с обшивкой, возникающего при переходе воды из жидкого состояния в твердое. Вода, попадая на неровности поверхности, замерзает и расширяется почти па 10%.

Увеличение объема приводит к заклиниванию льда в неровностях поверхности и возрастанию сил сцепления.

Адгезия льда к обшивке в случае хорошей смачиваемости водой с увеличением степени шероховатости возрастает. При плохой смачиваемости влияние неровностей поверхности менее существенно. При прочих равных условиях поверхности, краевой угол смачивания больше 90°С, снижает адгезию льда.

Наличие на обшивке загрязнений резко понижает адгезию льда. С понижением температуры воздуха и течением времени (более 2 часов) лед становится более твердым, прочно сцепляется с обмерзшей поверхностью. Наибольшего значения сила сцепления достигает при температуре воздуха -15°С, в среднем понижение температуры на 1°С повышает адгезию на

1 %. Дальнейшее понижение температуры воздуха приводит к уменьшению адгезии

Температура воды также оказывает влияние на адгезию, так как она обуславливает формирование льда. Понижение температуры вызывает увеличение адгезии льда.

Дата добавления: 2014-12-27