Как может замерзнуть трубка Пито при нагревании?

У капитана Билла Палмера в его книге « Понимание Air France 447 » есть раздел, посвященный ответу на этот самый вопрос, поскольку он относится к AF447. Хотя нет никакого способа узнать наверняка, он выдвигает некоторые возможности.

Он цитирует комментатора на сайте:

Один из комментаторов статьи AF447 на веб-сайте Weather Graphics представил интересное наблюдение: «Я специалист по обледенению самолетов и хотел указать на фактор, который мало обсуждался… высокая концентрация кристаллов льда. Я видел данные летных испытаний о снижении мощности из-за полета в среде с высоким содержанием кристаллов льда… В нашем случае кристаллы, собранные в нагретых датчиках температуры воздуха с наддувом, образуют слякоть с температурой 0°C…»

Он отмечает, что незадолго до того, как пилотные трубки засорились, на CVR можно было услышать звук ударяющихся о лобовое стекло кристаллов льда.

Кристаллы льда отскакивают от внешней поверхности самолета и не вызывают видимого обледенения, но могут попасть во входные отверстия зонда. Когда существуют очень специфические климатические условия в сочетании с определенными сочетаниями высоты, температуры и числа Маха, концентрация кристаллов льда, поступающих в зонд, может превышать его способность плавиться и удалять влагу через дренажные отверстия. В результате кристаллы льда образуют физический барьер внутри зонда, который мешает измерению общего давления.

Конкретным типом льда, который, возможно, был ответственен за это, было вещество, называемое крупой .

Граупель образуется, когда крошечные капельки переохлажденной воды прилипают к кристаллам снега до такой степени, что поглощают сам кристалл снега.

Граупель. Фото из Викисклада

Капитан Палмер отмечает факторы, которые делают крупу возможным подозреваемым:

• Нет обледенения корпуса. Теория переохлажденной воды опровергается тем фактом, что датчики обледенения A330 не сработали.
• Граупель имеет достаточно крупные частицы, чтобы их можно было услышать на диктофоне. Требуется частица с достаточной массой и инерцией (данной плотностью), чтобы удариться о фюзеляж со звуком, а не обтекать его относительным ветром, как снег.
• Граупель имеет достаточную массу, чтобы временно подавлять защиту от обледенения Пито, когда концентрации достаточно высоки. Трубки Пито горячие. Но даже если положить снежок на раскаленную сковороду, он не растает мгновенно. Если в засорении достаточно массы, и в сочетании с новыми частицами, добавляемыми к засорению по мере плавления первых, это может превысить способность трубки Пито расплавить препятствие так быстро, как оно будет введено. Граупель имеет значительно более высокую плотность, чем снег.
• Крупа обладает достаточными блокирующими свойствами, чтобы предотвратить эффективную передачу динамического давления внутри трубки Пито. Например, вода может течь и передавать давление внутри трубки Пито, хотя она также может изменять статические показания Пито, физическая нежидкая закупорка может защитить трубку Пито. порт измерения давления.
• Экипаж обсудил вероятное присутствие снега или подобной формы, о чем свидетельствует пожар на Сент-Эльмо. В отчете об авиационном происшествии говорилось, что звук удара кристаллов льда о самолет можно было услышать примерно за 20 секунд до потери скорости полета и отключения автопилота.

Следует отметить, что точная причина проблем с обледенением на А330 так и не была полностью установлена, но она была характерна для конкретной марки изначально установленных трубок Пито. Airbus заменял их все пилотными трубками другого производителя.

Чтобы ответить на ваши вопросы по порядку:

1) Трубки Пито сертифицированы на устойчивость к обледенению при определенных условиях: в заданном диапазоне температур, количества осадков, высоты над уровнем моря и т. д. Если они работают за пределами этих диапазонов, то системы обогрева могут быть неэффективными. В случае с AF447 также было важно, чтобы они испытали обледенение кристаллов льда, а не обледенение переохлажденной водой - эти два двигателя по-разному реагируют на нагрев Пито, и одни и те же сертификационные требования не могут использоваться для обоих.

2) Автоматизированные системы еще не совершенны в определении условий обледенения. Вам не нужна система, в которой датчик Пито всегда включен, и нет возможности его выключить из соображений безопасности, и вам не нужна автоматическая система, потому что она может не определить условия обледенения и, следовательно, не активировать нагрев. Тем не менее, по моему опыту, очень редко отключается подогрев Пито: в этом нет особого смысла. Экипаж должен иметь дисциплину, чтобы включить его в начале полета, но после этого автоматическая система бесполезна, если тепло все равно должно оставаться включенным.