Почему некоторые части крыльев не защищены противообледенительной системой крыла B737?

введите описание изображения здесь

Это изображение является объяснением противообледенительной системы крыла B737. Как видно из нее, система не защищает внешние предкрылки передней кромки и закрылки передней кромки от обледенения. Кто-нибудь знает, почему? Это связано с тем, что обледенение этих поверхностей не представляет опасности, или это связано с некоторыми ограничениями, связанными с отбором воздуха, используемого в противообледенительной системе крыла?

Хороший вопрос! Я проверил FCOM: он подтверждает, что это так, но не говорит, почему. Вот фотография обледенения подвесного предкрылка.
Я где-то читал, что так было и с A380 (мне нужно найти этот источник).
@ManuH Ты прав. Из FCOM: «A380 менее подвержен обледенению, чем самолеты меньшего размера, из-за размера и толщины его крыльев. Таким образом, предкрылок 4 — единственная часть передней кромки, которая защищена от обледенения».
@Manu H Спасибо за информацию. Удивительно, но только предкрылок 4 в А380 покрыт льдом. Я понятия не имею, сколько предкрылков используется в A380, но тот факт, что только предкрылок 4 защищен от обледенения «из-за его размера и толщины крыльев», кажется, предполагает, что аэродинамика также играет большую роль в противовесе крыла B737. ледяной дизайн.
@Bianfable да, обледенение любит острые заостренные выступы, и если радиус LE достаточно велик, вам не нужно его защищать от обледенения. Что касается внешних предкрылков, я предполагаю, что это потому, что за ними нет элеронов, но я не уверен, почему именно. Вы также можете избежать обледенения горизонтального хвостового оперения, просто сделав поверхность достаточно большой, чтобы работать с ледовой нагрузкой.
@John K Это кажется справедливым предположением, но я не уверен, что заставляет вас верить, что предкрылок без элерона позади него не нуждается в защите от обледенения.
Нижний элерон изменяет развал и эффективный угол падения, поэтому нижний элерон может вызвать локальный срыв, когда угол атаки находится на пределе. Вот почему студентов учат избегать использования элеронов для удержания крыльев на одном уровне во время сваливания — в сваливании самолет перевернется на нижний элерон — хотя большинство современных самолетов настолько безобидны, что это можно делать без вреда для здоровья. Я ожидаю, что во время испытаний они обнаружили, что воздействие льда на эту часть крыла не вызывает проблем с управляемостью, поэтому они смогли сэкономить несколько фунтов, устранив нагрев этого LE.
@JohnK «обледенение любит острые заостренные выступы, и если радиус LE достаточно велик, вам не нужно его защищать от обледенения». Почему это так? Точка торможения (линия) остается линией торможения независимо от кривизны LE.
@StuartBuckingham есть термин «эффективность сбора», который описывает способность форм заставлять переохлажденную воду ударяться и замерзать на поверхности. Чем больше возмущение воздушного потока из-за затупления, чем больше отклонение потока вокруг объекта, эффективность сбора снижается. Это кажется довольно нелогичным, но любой курс, посвященный обледенению самолетов, учит этому. Обычно это экзаменационный вопрос ATPL. Я думаю, это связано с тем фактом, что более крупная «волна изгиба», как вы могли бы сказать, тупой поверхности, имеет тенденцию больше нести капли по поверхности.
Спасибо @JohnK. Выглядит очень контринтуитивно.

Ответы (1)

На любой вопрос о том, почему что-то есть или нет на том или ином самолете, всегда есть два ответа: один касается регулирования, а другой — практического применения.

FAR § 25.1419 , Защита от обледенения, описывает сертификационные требования, разрешающие полет транспортной категории при известном обледенении. Никаких конкретных частей самолета не указано, только то, что

(a) Должен быть проведен анализ, чтобы установить, что защита от обледенения различных компонентов самолета является адекватной с учетом различных эксплуатационных конфигураций самолета; и

(b) Для верификации анализа защиты от обледенения, выявления аномалий обледенения и демонстрации эффективности системы защиты от обледенения и ее компонентов самолет или его компоненты должны быть подвергнуты летным испытаниям в различных эксплуатационных конфигурациях при измеренном естественном атмосферном обледенении. условиях и, при необходимости, одним или несколькими из следующих способов...

Перечисленные средства и их объяснение в различных консультативных циркулярах являются строгими, поэтому отсутствие защиты от обледенения передних кромок законцовок и корней крыла 737 сертифицировано как адекватное. Это может показаться очевидным, но известно, что правила определяют конкретное решение проблемы и, возможно, могли бы разрешить сертификацию без дорогостоящих испытаний, если бы, например, по крайней мере на 50% средних крыльев был установлен определенный тип антиобледенения. .

Поскольку регистраторы не несут ответственности за это конкретное решение, мы рассчитываем на его практическое применение. Стравливающий воздух антиобледенитель тяжел, дорог и снижает выходную мощность двигателя. Самолеты не несут ничего лишнего, поэтому возникает вопрос: если для полета самолету нужно целое крыло, то почему нужно защищать только половину крыла от обледенения и зачем выбирать центральную часть?

Ответ на первую часть этого нового вопроса связан с критическим этапом полета, которым в данном случае является взлет. Самолет тяжелый, медленный и может нуждаться в каждой части крыла и доступной мощности двигателя. Отвод перепускного воздуха для обогрева крыла в этот момент является двойным наказанием. Причина, по которой в этом нет необходимости, заключается в том, что предполагается, что крыло (и поверхности управления) были защищены от обледенения наземным оборудованием. Начиная с 1981 года отбираемый воздух можно было использовать для обогрева предкрылков во время наземных операций на Боинге 737, и он автоматически отключался, если двигатели приближались к взлетной мощности.

§ 121.629 Эксплуатация в условиях обледенения

(b) Никто не может взлетать с самолета, когда иней, лед или снег налипли на крылья, поверхности управления, воздушные винты, воздухозаборники или другие критические поверхности самолета, или когда взлет не соответствует параграфу ( в) настоящего раздела.

Чтобы выполнить этот режим без наземного антиобледенения, вам пришлось бы нагреть две трети поверхности самолета, включая все крыло, что совершенно нецелесообразно. Предположение о противообледенительной/антиобледенительной защите на земле позволяет проектировать бортовую противообледенительную систему с учетом наличия избыточной подъемной силы, и вам больше не нужно целое крыло. В случае 737-го нужно защитить только половину крыла.

Так почему центр 50%? Дело не всегда только в центре, и причина (предположительно) в мощности двигателя.

Подвесной предкрылок серии NG не имеет противообледенительного устройства на крыле (см. фото), что, как полагают, связано с чрезмерными требованиями к отводу воздуха. Однако в июне 2005 года было объявлено, что 737-MMA будет иметь наклонные законцовки крыла с противообледенительным покрытием по всему размаху. Это связано с тем, что MMA будет проводить длительные периоды времени в патрулировании на малой высоте, где он будет подвержен обледенению.

обледенелая подвесная планка

737-MMA (Многоцелевой морской самолет) представляет собой модифицированный коммерческий планер 737, известный как P8 Poseidon и описываемый как Poseidon.

«Немного JSTARS (совместная радиолокационная система наблюдения), немного AWACS и немного MC2A (многоцелевое командование и управление), но с дополнительной возможностью пойти и уничтожить подводную лодку».

введите описание изображения здесь

Еще одной уникальной особенностью Р-8А являются наклонные законцовки крыла. Они, а также горизонтальный и вертикальный стабилизаторы электрически защищены от обледенения с помощью электромеханических выталкивающих систем защиты от обледенения (EMEDS). EMEDS стряхивает лед с поверхностей с помощью приводов в полости за передней кромкой. Они могут вытеснять лед толщиной более 0,15 см (0,06 дюйма).