Противообледенительная жидкость: использование для самолетов, особенности применения, обзор производителей

Наверняка вы замечали, что перед взлетом фюзеляж воздушного судна обрабатывают специальным раствором. Этот раствор называется противообледенительной жидкостью, или ПОЖ. Она была создана для борьбы с обледенением поверхности самолетов, и именно благодаря такой предполетной обработке удается избежать невероятного количества авиакатастроф. Но какой именно принцип лежит в основе работы этого вещества? Исследование образцов ПОЖ с помощью сканирующей зондовой микроскопии позволило изучить физику защиты от обледенения.

Причины образования наледи

При температуре, близкой к отрицательным значениям, происходит кристаллизация воды, находящейся в атмосфере. Это может происходить в форме появления инея либо кристаллов льда, оседающих на поверхности самолета. Иногда это является следствием атмосферных осадков, наиболее неприятными из которых являются так называемые ледяные дожди. Зачастую влага попадает на поверхность машины в процессе руления на аэродроме. Для борьбы с этим естественным природным явлением применяются противообледенительные жидкости либо механическая очистка самолета, которая является довольно трудоемким и продолжительным процессом. Однако в военной авиации она по-прежнему является главным способом и входит в обязанности экипажа.

СОСТАВ

Чтобы понять, как противообледенительная жидкость защищает корпус воздушно-транспортного средства от обледенения, поговорим о ее составе. В состав ПОЖ входит около 60 % этиленгликоля, а также загустители, антикоррозийные присадки, поверхностно-активные вещества и вода. Чтобы проверить, как ведет себя разбавленная водой жидкость при нанесении на поверхность, мы использовали метод сканирующей зондовой микроскопии.

Продолжение статьи читайте в июньском номере журнала «Наука и техника» за 2020 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.

На нашем сайте вы можете приобрести уникальные монографии-фотоальбомы Анатолия Верстюка, посвященные эскадренным миноносцам. В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой.

Какие бывают жидкости

Существует четыре типа противообледенительной жидкости. Стандартно их тип обозначается римскими цифрами с первой по четвертую. Ниже приведено краткое описание этих жидкостей:

• Тип I не содержит загустителей (в отличие от остальных типов), не обладает защитным действием, применяется только в горячем виде и служит лишь для очистки от снега, грязи и наледи. Цвет красно-оранжевый.
• Тип II содержит загустители и не менее 50 % этиленгликоля, но способен обеспечить защиту от повторного обледенения лишь на небольшой период времени. Имеет оттенки желтого цвета.
• Тип III аналогичен типу II, но загустителя там еще меньше. Этот тип применяется для обработки низкоскоростных самолетов. Бесцветный.
• Тип IV содержит большую концентрацию загустителя и обеспечивает продолжительную защиту от повторного обледенения. Имеет изумрудно-зеленый цвет.

Все жидкости используются в разбавленном водой виде, нормы содержания воды в жидкости для каждого типа строго регламентированы и зависят от погодных условий. Температура замерзания жидкости должна быть ниже не менее чем на 10 градусов по отношению к температуре окружающей среды. При этом смешивать между собой противообледенительные жидкости разных типов категорически запрещено. Запрещено также смешивать жидкости одного типа, но от разных производителей. На гражданских аэродромах основным типом является жидкость IV типа.

Обледенение в воздухе

Другой вид обледенения самолета — образование льда на корпусе судна непосредственно во время полета. Происходит при полете в условиях холодного дождя, мороси, мокрого снега или тумана. Лед образуется чаще всего на крыльях, хвостовом оперении, двигателях и других выступающих частях кузова.

Скорость образования ледяной корки бывает различной и зависит как от погодных условий, так и от конструкции самолета. Отмечены случаи образования налета со скоростью 25 мм в минуту. Скорость движения воздушного судна здесь играет двоякую роль — до определенного порога она способствует усилению обледенения самолета из-за того, что за единицу времени на поверхность самолета попадает большее количество влаги. Но затем при дальнейшем ускорении поверхность разогревается от трения о воздух, и интенсивность образования льда снижается.

Обледенение самолета в полете происходит чаще всего на высотах до 5 000 метров. Поэтому заранее предельное внимание уделяется изучению погодных условий в районе взлета и посадки. Обледенение на больших высотах встречается крайне редко, но все же возможно.

Регламентация

В России действует ГОСТ Р54264-2010, описывающий методы и процедуры применения противообледенительной жидкости для самолетов. Положения этого ГОСТа унифицированы с международными стандартами ISO 11075 и ISO 11078. Существующая мировая практика предусматривает обязательное тестирование всех противообледенительных жидкостей в специальных лабораториях и публикацию списков жидкостей, разрешенных к использованию. Такие публикации находятся в открытом доступе. В России этим занимается Федеральное агентство воздушного транспорта. На текущий осенне-зимний период разрешены к применению следующие жидкости: тип I — «Арктика ДГ», Safewing EG I 1996 (88), «АВИАФЛО ЕГ» (AVIAFLO EG), OCTAFLO EG, Oktaflo Lyod, «ДЕФРОСТ ЕГ 88.1». Для типа II разрешена к использованию только одна жидкость: Safewing MP II FLIGHT. Тип III в аэропортах России не применяется, поскольку в перечне Росавиации этот тип отсутствует. Для типа IV можно использовать Safewing MP IV LAUCH, Max Flight Sneg, Max Flight 04, Max Flight AVIA и Safewing EG IV NORT.

Электрический обогрев

Трубки Пито, лопасти и датчики температуры наружного воздуха могут быстро стать бесполезными или работать с перебоями, если они покроются льдом. На сложном самолете эти узлы обычно электрически нагреваются, часто автоматически перед тем, как они сталкиваются с обледенением. Турбинные двигатели также не любят лед и обычно защищены электрически нагретыми патрубками, которые должны быть включены до того, как лед начнет формироваться. Поскольку пропеллеры представляют собой аэродинамические поверхности, они также защищены от скопления льда, чтобы не потерять способность создавать тягу. Современные самолеты используют электрическую энергию, чтобы предотвратить обледенение или растопить лед, который пытается прилипнуть к лопастям. В прежние времена пропеллеры часто были защищены системой, которая брызгала спирт на лопасти для таяния льда. Однако на современном этапе развития авиации борьба с обледенением самолетов с помощью электрического подогрева является одним из наиболее прогрессивных методов.

Вас также может заинтересовать:

Технологии повышения надежности и безопасности оборудования и спецтехники

Типы обработки

Применяются два основных типа предполетной обработки самолета. При благоприятных условиях ограничиваются очисткой воздушного судна в один этап. Обычно это делается еще до подачи самолета для посадки пассажиров. С самолета просто убираются снежные и прочие отложения при помощи противообледенительной жидкости типа I. В случаях наличия повышенного риска обледенения поверхностей, обработку проводят в два этапа. Сначала – уже описанным способом, а затем, непосредственно перед выполнением взлета, проводят обработку противообледенительной жидкостью типа II, III или IV. Решение о проведении обработки принимают совместно командир воздушного судна и диспетчер аэропорта. При этом если один из них за, а другой – против, обработка все равно производится.

К чему приводит обледенение

Чаще всего обледенению подвергаются следующие части корпуса самолета:

• хвостовое оперение и передние кромки крыльев;
• воздухозаборники двигателей;
• лопасти винтов у соответствующих типов двигателей.

Образование льда на крыльях и хвосте приводит к увеличению сопротивления, ухудшению устойчивости и управляемости воздушного судна. В самых худших случаях органы управления (элероны, закрылки и т. д.) могут просто примерзнуть к крылу, и управление самолетом будет частично или полностью парализовано.

Обледенение воздухозаборников нарушает равномерность воздушных потоков, входящих в двигатели. Следствие этого — неравномерная работа моторов и ухудшение тяги, сбои в работе агрегатов. Появляются вибрации, которые могут привести к полному разрушению двигателей.

У самолетов с винто-вентиляторными и турбовинтовыми двигателями обледенение кромок лопастей винтов вызывают серьезное уменьшение скорости полета из-за падения коэффициента полезного действия винтов. В результате судно может «не дотянуть» до места назначения, т. к. расход топлива при меньшей скорости остается прежним или даже возрастает.

Производители

Формально противообледенительные жидкости для самолетов не отличаются слишком сложным химическим составом и не требуют особых высокотехнологичных мощностей для производства, но входной билет на этот рынок имеет довольно высокую цену. Необходимость аккредитации, прохождения многоступенчатых тестов в окружении сильных конкурентов с многолетним опытом и репутацией — все это сильно осложняет выход на рынок новым производителям.

В настоящее время основными торговыми марками являются американские и канадские Killfrost, Safewing, Octaflo, Maxflight. В последнее время заметна продукция немецкой фирмы Clarion. Из отечественных марок можно назвать жидкость I типа «Арктика». Как видно из приведенного выше перечня разрешенных к применению жидкостей, отечественный производитель допущен к производству только противообледенительной жидкости типа 1. Вместе с тем на территории страны работают российские предприятия, производящие по лицензии и полученным технологиям продукцию западных торговых марок. В частности это московское ЗАО «Октафлюид», работающее совместно с американцами, а также нижнекамская . Объем потребления жидкостей всех типов только в московских аэропортах оценивается в 12 тысяч тонн в год. Поэтому запас противообледенительных жидкостей в аэропорту должен быть достаточно велик.

би76, старожил форума В рамках Проекта ИКАО-МАК RER/01/901 региональной группой по безопасности полетов (CAST–CIS) разработаны Методические рекомендации «Защита самолетов от наземного обледенения» . В разработке рекомендаций принимали участие специалисты Ространснадзора, Межгосударственного авиационного комитета, специалисты компаний — разработчиков воздушных судов «Эрбас» и «Боинг», ФАУ США, Московского аэропорта Домодедово, авиа, ГосНИИ ГА, авиа, «ЮТэйр», «ЭйрБриджКарго», ЗАО «Октафлюид» и СЛО «Россия», Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ). В Методические рекомендации ежегодно вносятся поправки, принятые на совещаниях региональной группы по безопасности полетов CAST–CIS. В последних редакциях (уже несколько лет), например в самой свежей https://mak-iac.org/upload/ibl … пункт который ранее звучал так: 12.2 Осмотр ВС перед взлетом. Соответственно, как в ваших авиакомпаниях выполняют: Командир должен постоянно следить за погодными условиями, после того как была произведена ПОЗ самолета. Перед взлётом он должен убедиться, что время защитного действия ПОЖ достаточно и поверхности самолета не обледенели. Данная проверка обычно производится из салонов»… это как? Знаю поэтому многие авиакомпании ввели изменения в РПП. Как это происходит? КВС выходит в салон на исполнительном? Интересует также иностранные компании, т.к. уши у этой рекомендации растут из EASA. Уважаемый би76, сильно не переживайте! Ведь это всего лишь Методические рекомендации, они юридически не являются обязательными требованиями. Можете расссматривать крыло, облитое ПОЖ или его же до обработки, с целью оценки качества обработки или степени обледенения, можете ставить стремянку и залазить на крыло или смотреть со стремянки с той же целью или запустить маленьки квадрокоптер и обследовать крыло по специально заложенной в него программе… Но осмотреть его должны и до и после. Причем в РЛЭ это описано и без методических рекомендаций. А главный документ, определяющий технологию противообледенительной обработки конкретного типа ВС, и разрабатываемый авиакомпанией — это РОНО (руководство по наземному обслуживанию воздушного судна), согласно Федеральных авиационных правил «Требования к юридическим лицам, индивидуальным предпринимателям, осуществляющим коммерческие воздушные перевозки. Форма и порядок выдачи документа, подтверждающего соответствие юридических лиц, индивидуальных предпринимателей, осуществляющих коммерческие воздушные перевозки, требованиям федеральных авиационных правил» (утв. приказом Министерства транспорта РФ от 13 августа 2020 г. N 246), где пунктом 7 определено, что заявитель (эксплуатант) осуществляет в соответствии с требованиями федеральных авиационных правил наземное обслуживание; а пунктом 51 установлено, что эксплуатант организует наземное обслуживание, необходимое для обеспечения вылета воздушного судна или завершения полета по прибытию в аэропорт, за исключением обслуживания воздушного движения и технического обслуживания, включающее обслуживание пассажиров, обработку багажа, груза и почты, обслуживание и загрузку воздушного судна, контроль загрузки, заправку топливом и анти/противооблединительную обработку воздушного судна. При этом предусмотренное пунктом 51наземное обслуживание осуществляется эксплуатантом самостоятельно или по договорам с организациями. Для этого: 52. Заявитель (эксплуатант) включает в РПП раздел или издает отдельным документом РОНО, содержащее производственную политику, процедуры и другую информацию, необходимую для исполнения своих обязанностей персоналом, осуществляющим наземное обслуживание. 53. Эксплуатант при помощи персонала по обеспечению полетов организует соблюдение требований РОНО. 54. Эксплуатант при осуществлении регулярных полётов (по расписанию) обеспечивает наличие (или доступ к электронной копии) РОНО в организациях, осуществляющих наземное обслуживание воздушных судов по договору в аэропортах, в которые выполняются полеты по расписанию. ——— Из вышесказанного следует, что противообледенительная обработка ВС, выполняющих полёты по расписанию, в аэропортах осуществляется строго по РОНО эксплуатанта, как там написано так необходимо и выполнять.

Оборудование для обработки

Для обработки самолетов применяются специальные машины на платформе грузовых автомобилей. Они оснащены телескопическими штангами с поворотными форсунками для распыления противообледенительной жидкости. Кабина оператора снабжена отопительным устройством, а сама машина оборудована датчиками и сигнальной подсветкой, позволяющими подходить максимально близко к самолету, не задевая его. Для обработки труднодоступных участков, например днища самолета, предусмотрены отдельные шланги с распылителями.

Обработка самолета противообледенительной жидкостью служит исключительно для защиты машины на земле, до момента взлета, когда остатки этой жидкости сдуваются встречным воздушным потоком. В дальнейшем, непосредственно в полете, каждый самолет использует свои штатные противообледенительные системы.

СКОЛЬКО СТОИТ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ЧАСТНОГО САМОЛЕТА

Противообледенительная жидкость стоит дорого. В каждом аэропорту установлена стоимость литра противообледенительной жидкости, и часто частные самолеты могут использовать жидкость только одного поставщика. Ниже приведена информация о среднем количестве необходимой противообледенительной жидкости и средней стоимости для частного самолета:

Если вы приобрели страховку PrivateFly на случай необходимости противообледенительной обработки, вы можете не беспокоится о стоимости противообледенительной обработки частного самолета. За дополнительной информацией обращайтесь к нам или позвоните по номеру +44 (0)1747 642 777

Методы удаления льда

Механический. Поверхность самолета очищают вручную. Это дешевый способ, но очень долгий и трудоемкий, а поэтому он не применяется в аэропортах с высокой нагрузкой.

Воздушно-тепловой. Применяют специальные обдувочные машины, создающие мощный поток теплого воздуха. Использование данного метода также ограничено ввиду высокого риска повреждения обшивки импортных самолетов.

Физико-химический. Поверхность воздушного судна обливают химическими реагентами (противообледенительной жидкостью) с помощью специальных машин – деайсеров. Наиболее современный и эффективный способ, который не только борется с наледью, но и препятствует ее повторному образованию.