飞机积冰学习.pptx
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1、飞机积冰的危害性 飞机积冰对飞行的危害是多方面的,其中主要的影响有以下方面:破坏飞机飞行中的空气动力性能,使升力减少,阻力增大,并可能破坏飞机的安定性,致使飞行进入不稳定状态,严重的积冰将使飞机操纵变得困难。积冰将降低动力装置的效率,甚至出现故障。发动机进气口积冰使进气量减少;桨叶积冰使拉力减小;脱落的冰块还可能打坏发动机和机身。影响仪表和通讯。如空速管积冰影响空速表工作;天线积冰影响通讯质量甚至使通讯中断;风挡积冰影响视线等。第1页/共69页飞机积冰与云状的关系飞机积冰与云状有密切的关系。根据云的类型,厚度,温度及其相伴的降水现象分析得出:积雨云和浓积云中积冰概率最大层积云、高积云、层云其次
2、雨层云和高层云中积冰概率较小卷状云中发生积冰的概率最小第2页/共69页积雨云(Cb)第3页/共69页浓积云(Tcu)第4页/共69页浓积云和积雨云中的积冰浓积云和积雨云,由于云中含水量和水滴都较大,积冰强度也较大,最强的积冰多见于将要发展成为积雨云的高大浓积云的上半部和积雨云成熟阶段的上升气流区。在积雨云的消散阶段,由于盛行下沉气流,云中过冷水滴减少,积冰的可能性就减小了。积状云中飞行,还常伴随颠簸现象。第5页/共69页层积云(Sc)第6页/共69页高积云(Ac)第7页/共69页高积云和层积云中的积冰 这两种云多出现在逆温层下,云中含水量中等,但水滴一般较小,积冰多为轻度到中度,且云的上部比下
3、部强。由于云的面积较大,长时间在云中飞行,也会产生较强的积冰。第8页/共69页雨层云(Ns)第9页/共69页高层云(As)第10页/共69页雨层云和高层云中的积冰这两种云的水滴含量也比积状云少,积冰强度一般较弱,但是在锋面附近的雨层云,由于范围、厚度很大,也能产生强积冰。另外由于这两种云是由系统性上升运动生成的,垂直速度很小。云层中下部积冰一般比上部强。第11页/共69页卷云(Ci)第12页/共69页卷云和卷层云第13页/共69页卷状云中的积冰卷状云由于高度很高,云基本上是由冰晶组成,并且云层薄,一般不会发生明显的积冰,有时会在风挡玻璃和机翼上产生轻微的霜。第14页/共69页容易发生飞机积冰的
4、时间一年四季都可能发生积冰,但积冰 主要出现在冬半年,其中冬季最多,占全年的一半以上。我们将主要集中讨论冬季稳定大气 中的积冰情况,而对流云中的积冰 不在这次课程之内。第15页/共69页内容主要包括:云物理过程积冰的影响因素积冰的类型和强度冻降水中的积冰课程的主要内容课程的主要内容第16页/共69页云的形成云是由大气中的水汽达到过饱和状态后凝结而形成的,主要组成部分是小水滴和小冰晶。大气中的水汽可以通过以下途径达到过饱和:水汽的持续补充对流上升过程动力抬升过程辐合过程第17页/共69页水汽的相变凝结、蒸发、冻结、融化、凝华、升华第18页/共69页凝结过程水汽的凝结必须有以下条件:水汽过饱和空气
5、中存在凝结核空气上升过程中冷却,在高空,空气中的水汽与凝结核结合凝结成小水滴。第19页/共69页蒸发过程干空气混入云层,使水滴蒸发,云层消散。第20页/共69页冻结过程 云中的水滴在气温低于0度时并不会立即冻结,水滴的冻结需要一种叫做冰核的小颗粒。冰核能促进水滴的冻结,但是当气温高于零下1215度时,云中有效的冰核数量很少,因此这时云中很容易存在大量过冷却水滴。当气温接近零下40度时,水滴的冻结不再需要冰核的作用,因此这时云中基本上不会存在过冷却水滴了。第21页/共69页过冷水滴与冰晶的比例情况 这是美国一个气象研究项目中得到的云中水滴与冰晶的比例图。可以看出,当气温低于零下20度时,大多数的
6、水滴已经冻结成冰晶。第22页/共69页在以下天气系统中,云中飞机积冰的可能性比较大:锋面系统气旋系统容易积冰的天气系统第23页/共69页冷锋的影响 冷锋引起的暖空气上升,集中在地面锋线附近的约10公里范围内,该范围内云比较集中,是积冰多发区域。第24页/共69页暖锋的影响 暖锋在锋前形成大范围的云区,可达1000公里以上,并且可能形成冻降水,在云中飞行,容易积冰。最好的方法是在云层上方飞越,或在云层底下穿过。第25页/共69页气旋中容易积冰的区域 容易积冰的区域位于暖锋前或地面低压中心后部,冷锋前也有小范围的积冰区。第26页/共69页影响飞机积冰的主要因素影响飞机积冰的最主要的气象因素包括:云
7、中过冷水滴的含 量。大气的温度。云滴的大小。飞机积冰的强度与类型和飞机本身有关,同时与周围的大气环境有关第27页/共69页 云或者降水是形成飞机积冰的必要条件,其中,云中的过冷水滴含量是一个关键的因素。第28页/共69页大气的温度 外界气温影响积冰的强度和类型。绝大多数积冰发生在0-20度之间。积冰不会发生在气温低于-40度时,因为此时不存在过冷水滴。飞机积冰与气温的相互关系第29页/共69页大气的温度 只有4的积冰发生在温度低于-20度的情况下,50的积冰发生在温度-8-12度之间。第30页/共69页大气的温度 气温对飞机积冰的影响还体现在另一个方面:当飞机从温度低于零度的大气中进入温度高于
8、零度的大气中时,由于机体表面保持较低温度,因此碰到温度高于零度的水滴时也可能发生积冰。第31页/共69页云滴的大小 云滴的大小影响积冰的类型和强度,但影响的程度比含水量和温度小。小水滴容易随气流绕过飞机,只在机翼及机身前缘积累积冰。第32页/共69页云滴的大小 大水滴形成的积冰不仅发生在飞机前缘,也可能发生在机翼的中后部,而飞机的防冰除冰系统多安装在飞机表面前缘,因此大水滴的积冰危害更大。第33页/共69页云滴的大小 云滴的大小没有有效的预报方法,但是凭经验可以从云的形态,以及云所在的地理位置等作出一些判断。1000小时的探测数据第34页/共69页云滴的大小 美国国家航空和宇宙航行局(NASA
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