ANALYSIS OF AIRCRAFT POWERPLANTS ICING POSSIBILITY IN POLAND



Podobne dokumenty
ANALYSIS OF AIRCRAFT POWERPLANTS ICING POSSIBILITY IN POLAND

INSTRUKCJA OBSŁUGI URZĄDZENIA: HC8201

INVESTIGATION OF SUSCEPTIBILITY TO ICING OF AIRCRAFT PISTON ENGINE ROTAX 447 UL SDCI

Gruntowy wymiennik ciepła PROVENT- GEO

Prezentacja dotycząca sytuacji kobiet w regionie Kalabria (Włochy)

Nowoczesne systemy regulacji wydajności spręŝarek chłodniczych: tłokowych, śrubowych i spiralnych. Część 1. Autor: Marek Kwiatkowski

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

RZECZPOSPOLITA POLSKA. Prezydent Miasta na Prawach Powiatu Zarząd Powiatu. wszystkie

Lekcja 173, 174. Temat: Silniki indukcyjne i pierścieniowe.

Badanie termowizyjne. Firma. P.U ECO-WOD-KAN Jacek Załubski. Osoba badająca: Załubski Jacek. Techników 7a Jelcz-Laskowice.

Zagospodarowanie magazynu

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

NACZYNIE WZBIORCZE INSTRUKCJA OBSŁUGI INSTRUKCJA INSTALOWANIA

Chmura to kropelki wody, lub kryształki lodu zawieszone w powietrzu

URZĄD OCHRONY KONKURENCJI I KONSUMENTÓW

USTAWA. z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy. 1) (tekst jednolity)

Objaśnienia do Wieloletniej Prognozy Finansowej na lata

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

PROCEDURA OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. w Urzędzie Gminy Mściwojów

2.Prawo zachowania masy

PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

Postrzeganie reklamy zewnętrznej - badania

DTR.ZL APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

Bazy danych. Andrzej Łachwa, UJ, /15

Ustawienie wózka w pojeździe komunikacji miejskiej - badania. Prawidłowe ustawienie

Eksperyment,,efekt przełomu roku

CENTRALE WENTYLACYJNE NAWIEWNO WYWIEWNE Z ODZYSKIEM CIEPŁA ORAZ WILGOCI

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

INSTRUKCJA OBSŁUGI WD2250A. WATOMIERZ 0.3W-2250W firmy MCP

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

Termostaty V2, V4 i V8 Regulatory temperatury bezpo redniego działania F CHARAKTERYSTYKA:

Realizacja poszczególnych zadań wariant minimalny

LABORATORIUM TECHNOLOGII NAPRAW WERYFIKACJA TULEJI CYLINDROWYCH SILNIKA SPALINOWEGO

ROZPORZ DZENIE MINISTRA TRANSPORTU 1) z dnia r.

powinna wynosi nie mniej ni dwie rednice nagrzewnicy.

UCHWAŁA NR./06 RADY DZIELNICY PRAGA PÓŁNOC M. ST. WARSZAWY

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

3. BADA IE WYDAJ OŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

Podstawa prawna: Ustawa z dnia 15 lutego 1992 r. o podatku dochodowym od osób prawnych (t. j. Dz. U. z 2000r. Nr 54, poz. 654 ze zm.

Biuro Ruchu Drogowego

Stan prac w zakresie wdrożenia systemów operacyjnych: NCTS2, AIS/INTRASTAT, AES, AIS/ICS i AIS/IMPORT. Departament Ceł, Ministerstwo Finansów

FORUM ZWIĄZKÓW ZAWODOWYCH

Regulamin lodowiska BIAŁY ORLIK przy Zespole Szkół nr 1 w Nowym Dworze Mazowieckim

Kielce, dnia 8 czerwca 2016 r. Poz UCHWAŁA NR XXVIII/167/16 RADY MIEJSKIEJ W KUNOWIE. z dnia 31 maja 2016 r.

13. Subsydiowanie zatrudnienia jako alternatywy wobec zwolnień grupowych.

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Wynagrodzenia i świadczenia pozapłacowe specjalistów

Waldemar Szuchta Naczelnik Urzędu Skarbowego Wrocław Fabryczna we Wrocławiu

DB Schenker Rail Polska

Zarządzenie Nr 339/2011 Prezydenta Miasta Nowego Sącza z dnia 17 października 2011r.

REGULAMIN KONTROLI ZARZĄDCZEJ W MIEJSKO-GMINNYM OŚRODKU POMOCY SPOŁECZNEJ W TOLKMICKU. Postanowienia ogólne

II. WNIOSKI I UZASADNIENIA: 1. Proponujemy wprowadzić w Rekomendacji nr 6 także rozwiązania dotyczące sytuacji, w których:

PREFABRYKOWANE STUDNIE OPUSZCZANE Z ŻELBETU ŚREDNICACH NOMINALNYCH DN1500, DN2000, DN2500, DN3200 wg EN 1917 i DIN V

Regulamin Zarządu Pogórzańskiego Stowarzyszenia Rozwoju

Wprowadzam : REGULAMIN REKRUTACJI DZIECI DO PRZEDSZKOLA NR 14

Infrastruktura krytyczna dużych aglomeracji miejskich wyznaczanie kierunków i diagnozowanie ograniczeńjako wynik szacowania ryzyka

ZP/6/2015 WYKONAWCA NR 1 Pytanie 1 Odpowiedź: Pytanie 2 Odpowiedź: Pytanie 3 Odpowiedź: Pytanie 4 Odpowiedź: Pytanie 5 Odpowiedź:

1-Zakres robót dla całego zamierzenia budowlanego oraz kolejność realizacji poszczególnych obiektów:

( 5 4 ) Sposób i urządzenie do sterowania dźwigiem, zwłaszcza towarowym,

Pomiar prądów ziemnozwarciowych W celu wprowadzenia ewentualnych korekt nastaw zabezpieczeń. ziemnozwarciowych.

INSTRUMEWNTY FINANSOWE umożliwiające pomoc rolnikom w usuwaniu skutków niekorzystnych zjawisk atmosferycznych

SZKOLENIE PRACOWNIKÓW NARAśONYCH NA SZKODLIWE CZYNNIKI CHEMICZNE. Szkolenia bhp w firmie szkolenie pracowników naraŝonych na czynniki szkodliwe 27

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY. z dnia 25 stycznia 2002 r. (Dz. U. z dnia 8 lutego 2002 r.)

SPIS TREŚCI do książki pt. ELEKTROENERGETYKA Autorzy: Jan Strojny, Jan Strzałka

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa kwiecień 2012r.

Karta (sylabus) przedmiotu Transport Studia I stopnia o profilu: A X P. Napędy Lotnicze. Zaliczenie wykładu i projektowania Język wykładowy:

Uchwała Nr.. /.../.. Rady Miasta Nowego Sącza z dnia.. listopada 2011 roku

Załącznik do zarządzenia Rektora Krakowskiej Akademii im. Andrzeja Frycza Modrzewskiego Nr 8/2013 z 4 marca 2013 r.

Czteropompowy zestaw do podnoszenia ciśnienia ZKA35/3-6/4

REGULAMIN przeprowadzania okresowych ocen pracowniczych w Urzędzie Miasta Mława ROZDZIAŁ I

Satysfakcja pracowników 2006

Mirosława Wasielewska Możliwości tworzenia zasobu mieszkań na wynajem we Wrocławiu. Problemy Rozwoju Miast 5/2-4,

POWIATOWY URZĄD PRACY W LIDZBARKU WARMIŃSKIM

Zadbaj o to aby wszyscy pracownicy w Twojej firmie zostali odpowiednio przeszkoleni pod kątem BHP

Instrukcja sporządzania skonsolidowanego bilansu Miasta Konina

Zmiany przepisów ustawy -Karta Nauczyciela. Warszawa, kwiecień 2013

Możemy zapewnić pomoc z przeczytaniem lub zrozumieniem tych informacji. Numer dla telefonów tekstowych. boroughofpoole.

Instrukcja obsługi. Sterownik ścienny KJR10B/DP

Na podstawie art.4 ust.1 i art.20 lit. l) Statutu Walne Zebranie Stowarzyszenia uchwala niniejszy Regulamin Zarządu.

UCHWAŁA NR... RADY MIASTA KIELCE. z dnia r.

(13) B1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

1.5. Program szkolenia wstępnego. Lp. Temat szkolenia Liczba godzin

- 70% wg starych zasad i 30% wg nowych zasad dla osób, które. - 55% wg starych zasad i 45% wg nowych zasad dla osób, które

R E G U L A M I N P R Z E T A R G U

Komputer i urządzenia z nim współpracujące

Szczegółowe Specyfikacje Techniczne Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych CPV Branża elektryczna

Warszawa, dnia 11 października 2013 r. Poz. 1202

Przykładowe stawki kosztów podlegających refundacji w ramach działania Funkcjonowanie LGD

HiTiN Sp. z o. o. Przekaźnik kontroli temperatury RTT 4/2 DTR Katowice, ul. Szopienicka 62 C tel/fax.: + 48 (32)

PL B1. FAKRO PP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Nowy Sącz, PL BUP 22/ WUP 05/12. WACŁAW MAJOCH, Nowy Sącz, PL

Nawiewniki wyporowe do wentylacji kuchni

Najwyższa Izba Kontroli Departament Pracy, Spraw Socjalnych i Zdrowia

PLAN POŁĄCZENIA SPÓŁEK

WYBRANE MODERNIZACJE POMP GŁÓWNEGO OBIEGU PARA-WODA ELEKTROWNI

Montowanie styropapy za pomącą łączników mechanicznych

Nie racjonalnych powodów dla dopuszczenia GMO w Polsce

Rekrutacją do klas I w szkołach podstawowych w roku szkolnym 2015/2016 objęte są dzieci, które w roku 2015 ukończą:

KLAUZULE ARBITRAŻOWE

Załącznik Nr 2 do Uchwały Nr 161/2012 Rady Miejskiej w Jastrowiu z dnia 20 grudnia 2012

Zarządzenie Nr 2860/2013 Prezydenta Miasta Płocka z dnia 05 marca 2013 roku

Transkrypt:

Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol.14, No. 2 2007 ANALYSIS OF AIRCRAFT POWERPLANTS ICING POSSIBILITY IN POLAND Ryszard Chachurski Military University of Technology, Faculty of Mechatronics Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, Poland tel.: +48 22 6837664, fax: +48 22 6839318 e-mail: Ryszard.Chachurski@wat.edu.pl Abstract Icing of aircrafts and their powerplants is essential danger for safety of flights. At specific conditions ice may form itself on elements of inlet, ribs, vanes and blades of compressors of gas turbine engines or inside induction systems of piston engines and on propellers. Moreover, heat explosion due icing may give rise to flameout of gas turbine engines. Analysis of meteorological data from the Polish airspace from 2004-2006 years shows, that for gas turbine engines icing is the most danger in winter, spring and late autumn. Piston engines risk due icing are high during all flight at night and at early morning almost all year. Similar risk is at day time, although risk during all flight is lower in summer, but during descent and approach is higher. It is a paradox that the fewest days with low risk for piston engines icing are in winter, when an air temperature is lower than -5 o C. The analysis of results obtained for turbine-engines lets on statement that during the night threat of icing can appear first of all from January to April for high-speed planes and helicopters. Danger for F-16 planes can appear from October to May. However for passenger aeroplanes and of school-of training threat appears in winter-months. During the day the icing can appear mostly in the wintertime, early spring and backdrop. Keywords: transport, aeronautics, powerplants, gas turbine engines, piston engines ANALIZA MO LIWO CI WYST PIENIA OBLODZENIA LOTNICZYCH ZESPO ÓW NAP DOWYCH W WARUNKACH POLSKICH Streszczenie Oblodzenie statków powietrznych i ich zespo ów nap dowych stanowi wci istotne zagro enie dla bezpiecze stwa wykonywania lotów. W okre lonych warunkach lód mo e tworzy si na elementach wlotu, ebrach, opatach kierowniczych i wirnikowych spr arek silników turbinowych, a tak e wewn trz uk adów dolotowych silników t okowych. Ponadto, w wypadku turbinowych zespo ów nap dowych wywo any oblodzeniem wybuch cieplny mo e doprowadzi do samoczynnego wy czania si silników. Analiza danych meteorologicznych z polskiej przestrzeni powietrznej w latach 2004-2006 pokazuje, e dla silników turbinowych oblodzenie jest szczególnie gro na zim, wiosn oraz pó n jesieni. Z kolei silniki t okowe s nara one na intensywne oblodzenie w ka dej fazie lotu w porze nocnej oraz o poranku niemal przez ca y rok. Podobnie jest w porze dziennej, przy czym w miesi cach letnich spada zagro enie w ka dej fazie lotu, ale wzrasta mo liwo wyst pienia silnego oblodzenia podczas zni ania. Paradoksalnie najwi cej dni, w których zagro enie oblodzeniem jest mniejsze wyst puje w miesi cach zimowych, wówczas, gdy temperatura otoczenia spada poni ej -5 o C. Analiza wyników uzyskanych dla silników turbinowych pozwala na stwierdzenie, e w czasie nocy zagro enie oblodzeniem mo e wyst pi przede wszystkim od stycznia do kwietnia dla samolotów szybkich i mig owców. Zagro enie dla samolotów F-16 mo e wyst pi od pa dziernika do maja. Natomiast dla samolotów pasa erskich i szkolno-treningowych zagro enie pojawia si w miesi cach zimowych. W czasie dnia oblodzenie mo e wyst pi g ównie zim, wczesn wiosn i pó n jesieni. S owa kluczowe: transport, lotnictwo, zespo y nap dowe, silniki turbinowe, silniki t okowe 1. Wst p Od pierwszego lotu braci Wright min o ju ponad 100 lat, wspó czesne statki powietrzne nie przypominaj zupe nie pionierskich samolotów, a jednak warunki atmosferyczne wci stanowi istotne zagro enie dla bezpiecze stwa wykonywania lotów. W ród nich du a rol odgrywa

R. Chachurski oblodzenie, a zw aszcza oblodzenie zespo ów nap dowych statków powietrznych. Jest ono tym bardziej gro ne, e o ile tworzenie si lodu na powierzchniach p atowca mo e by zauwa one przez za og, to lód we wlotach silników i w kana ach uk adów dolotowych nie jest dla pilota widoczny. Powoduje to wzrost znaczenia znajomo ci przez pilotów warunków sprzyjaj cych obladzaniu zespo ów nap dowych, umiej tno ci unikania oblodzenia, ogranicze zapobiegania tworzeniu si lodu przez instalacje przeciwoblodzeniowe itp. Nieznajomo zagadnie zwi zanych z oblodzeniem zespo ów nap dowych by a przyczyn wielu wypadków lotniczych, w tym awaryjnego l dowania mig owca Mi-8 z szefem polskiego rz du na pok adzie w grudniu 2003 roku. Pilot tego mig owca nie zdawa sobie bowiem sprawy z mo liwo ci wyst pienia oblodzenia zespo u nap dowego w dodatnich temperaturach otoczenia. Nisk wiadomo zagro enia przejawia tak e wielu pilotów coraz bardziej popularnych motolotni, paralotni oraz samolotów ultralekkich. 2. Mechanizm obladzania uk adów dolotowych lotniczych zespo ów nap dowych Oblodzenie elementów lotniczych zespo ów nap dowych jest wynikiem nast puj cych zjawisk [1, 2, 6, 11]: Uderzania strumienia wilgotnego powietrza w elementy znajduj ce si w uk adach dolotowych silników t okowych lub we wlotach silników turbinowych, co powoduje ich ch odzenie i zamarzanie na ich powierzchniach zawartych w powietrzu kropel wody. We wlotach silników turbinowych lód mo e tworzy si na kraw dzi wlotu, na powierzchni kana u wlotowego oraz cia a centralnego, ebrach, opatkach wlotowego wie ca kierownic, opatkach wirnikowych lub kierowniczych pierwszego stopnia spr arek. W silnikach t okowych pow oka lodowa mo e powstawa na chwytach powietrza, ekranach zamontowanych we wlotach, ciankach uk adu dolotowego, filtrach powietrza, elementach zaworów powietrza ogrzewaj cego oraz przegrodach wewn trz kana ów dolotowych. Szczególne zagro enie wyst puje podczas opadów niegu, deszczu ze niegiem, lotu w chmurach oraz podczas deszczu przy temperaturach otoczenia poni ej +5 o C, zw aszcza, je li lód jest widoczny na szybach kabiny lub elementach p atowca. Najwi ksz pr dko narastania warstwy lodu obserwuje si w temperaturze oko o 4 o C, w której w powietrzu znajduj si przech odzone krople wody. Ten typ oblodzenia nie stanowi zagro enia przy bardzo niskich temperaturach otoczenia, poniewa wilgotno wzgl dna powietrza jest wówczas zazwyczaj niewielka, a ponadto wilgo w powietrzu przyjmuje posta kryszta ków lodu, które mog przedostawa si wraz z powietrzem przez kana dolotowy silnika nie powoduj c zwykle adnych zak óce w jego pracy. Oblodzenie tego typu wyst puje we wszystkich rodzajach lotniczych silników turbinowych, a tak e t okowych, zarówno ga nikowych, jak i z wtryskiem niskoci nieniowym lub bezpo rednim. W przypadku nap dów mig owych lub mig owcowych lód mo e osadza si tak e na opatach i pia cie mig a lub wirnika no nego. Kondensacji i zamarzania pary wodnej zawartej w powietrzu wskutek obni ania si temperatury w wyniku lokalnego wzrostu pr dko ci przep ywu w przew eniach. Zjawisko to mo e wyst pi we wszystkich rodzajach silników lotniczych, ale szczególnie niebezpieczne jest dla silników t okowych, w których zjawisko to mo e pojawia si nawet przy stosunkowo wysokich temperaturach powietrza w warunkach cz ciowego otwarcia przepustnicy, typowego dla zakresów pracy silnika zbli onych do biegu ja owego i dla zakresu przelotowego. Do powstania oblodzenia przepustnic nie jest konieczne wyst powanie widocznej wilgoci w powietrzu (np. w postaci mg y, chmur, opadów itp.). Lód pojawia si w gardzieli ga nika i bezpo rednio za ni, a tak e bezpo rednio na przepustnicy i ciankach kana u dolotowego w jej pobli u. Pr dko narastania warstwy lodu zale y w tym wypadku od wilgotno ci powietrza i wielko ci otwarcia przepustnicy, przy czym d u sza praca silnika w takich warunkach grozi ca kowitym zd awieniem przep ywu powietrza i zga ni ciem silnika. Oblodzenie tego typu, nazywane oblodzeniem przepustnic lub ga ników, pojawia si we wszystkich typach silników t okowych, zarówno z zasilaniem ga nikowym, jak i z zasilaniem wtryskowym (na przepustnicach 132

Analysis of Aircraft Powerplants Icing Possibility in Poland reguluj cych dop yw powietrza). W przypadku silników turbinowych lód mo e w pierwszej kolejno ci osadza si w tych miejscach kana u przep ywowego, gdzie wyst puj jego najwi ksze przew enia, a wi c na powierzchni cia a centralnego, ebrach znajduj cych si we wlocie lub opatkach wlotowego wie ca kierownic. Obni ania temperatury mieszanki paliwowo powietrznej do temperatury zamarzania wody w wyniku pobierania z otoczenia ciep a koniecznego do odparowania paliwa od cianek kana u przep ywowego. Zjawisko to wyst puje w silnikach t okowych, a w szczególno ci ga nikowych. Pojawia si ono zwykle jednocze nie z oblodzeniem przepustnic. Lód osadza si na elementach ga nika i kolektora dolotowego znajduj cych si za dysz paliwow. Silne oblodzenie zwi zane z procesem odparowywania paliwa wyst puje nawet w temperaturach przekraczaj cych +30 o C przy wilgotno ci wzgl dnej 50% i wy szej. Najwi kszym zagro eniem jest ono w silnikach wyposa onych w ga niki p ywakowe, a mniejszym w silnikach z ga nikami przeponowymi. W silnikach z wtryskiem bezpo rednim oraz z ga nikiem umieszczonym za spr ark ten rodzaj oblodzenia nie wyst puje. W silnikach z wtryskiem niskoci nieniowym, chocia zwykle w punkcie kana u dolotowego, w którym jest on realizowany zachodzi ogrzewanie cianek kana u w wyniku przejmowania ciep a od cylindra silnika, ten rodzaj oblodzenia mo e pojawi si podczas rozruchu zimnego silnika w warunkach zimowych. W przypadku silników turbinowych zassanie do kana u wlotowego wody, niegu, mi kkiego lodu lub b ota po niegowego grozi tzw. wybuchem cieplnym, którego nast pstwem mo e by samoczynne wy czenie si silnika. Podczas wybuchu cieplnego zassana woda (w ró nej postaci), która nie zd y a odparowa w spr arce, dostaje si do komory spalania, gdzie w temperaturze przekraczaj cej 2000 K gwa townie odparowuj c i zwi kszaj c, pomimo wysokiego ci nienia, swoj obj to nawet ponad 500 razy, zrywa p omie w komorze spalania [3, 8]. Jednocze nie z oblodzeniem wlotów silników turbinowych i uk adów dolotowych silników t okowych mo e wyst pi oblodzenie ich uk adów paliwowych. Zwi zane jest ono z obecno ci wody w paliwie. Woda ta mo e zamarza w elementach instalacji paliwowej, przede wszystkim w filtrach, ale tak e w zakolach przewodów paliwowych, powoduj c przerwanie dop ywu paliwa. W silnikach t okowych woda zawarta w paliwie dostaje si razem z nim do kana u dolotowego i mo e tam zamarza w wyniku procesów opisanych powy ej. 3. Analiza zagro enia oblodzeniem lotniczych zespo ów nap dowych Ju w latach 20. ubieg ego wieku instrukcje eksploatacji silników lotniczych zawiera y opisy urz dze zabezpieczaj cych je przed oblodzeniem. Pierwsze znane wyniki bada nad oblodzeniem lotniczych zespo ów nap dowych pochodz natomiast z lat 40. Obecnie badania tego zjawiska koncentruj si przede wszystkim wokó silników turbinowych. W przypadku silników t okowych interesowano si wówczas przede wszystkim typowymi uk adami dolotowymi silników o du ych mocach stosowanych w samolotach bojowych. W pó niejszym czasie prowadzono tak e eksperymentalne badania oblodzenia uk adów dolotowych silników stosowanych w samolotach sportowych i turystycznych. Wyniki pokaza y, e mo liwo wyst pienia oblodzenia, jak i jego stopie, s w istotny sposób uzale nione od konfiguracji uk adu dolotowego, rodzaju zasilania i ga nika itp. W rezultacie ówczesnych, a tak e pó niejszych bada opracowano kilka ró ni cych si nieco mi dzy sob diagramów pozwalaj cych na ocen mo liwo ci wyst pienia oblodzenia uk adów dolotowych lotniczych silników t okowych. Diagramy dotycz przede wszystkim silników z ga nikami p ywakowymi, gdy zagro enie oblodzeniem dla silników wyposa onych w wi kszo typów ga ników przeponowych lub we wtryskowe uk ady zasilania jest znacznie mniejsze. Na diagramach najistotniejsze s pola wskazuj ce na wyst powanie warunków sprzyjaj cych pojawianiu si silnego oblodzenia. Badania oblodzenia lotniczych silników t okowych rozpocz to w WAT w 2005 roku [5, 10]. W pocz tkowym okresie, m.in. na podstawie diagramów dost pnych w ró nych ród ach [4, 7, 9], opracowano w Instytucie Techniki Lotniczej WAT zbiorczy diagram [5] obrazuj cy mo liwo ci 133

R. Chachurski wyst pienia oblodzenia uk adów dolotowych lotniczych silników t okowych b d cy sum pól o takim samym stopniu zagro enia prezentowanych na diagramach ród owych (Rys. 1). Na diagramie wydzielono cztery strefy odpowiadaj ce ró nym stopniom zagro enia: - strefa 0., w której zagro enie oblodzeniem nie wyst puje, - strefa 1., w której istnieje mo liwo wyst pienia s abego oblodzenia w fazie zni ania lub podczas przelotu, - strefa 2., w której mo e wyst pi umiarkowane oblodzenie w fazie przelotu lub silne podczas zni ania, - strefa 3., w której silne oblodzenie mo e wyst pi w ka dej fazie lotu. Poszczególne fazy lotu odpowiadaj okre lonym po o eniom przepustnicy w ga niku. Nale y zwróci uwag, e diagramy dotycz warunków, w których wilgo nie wyst puje w powietrzu w postaci widocznej, np. jako mg a, chmury, deszcz itp. Obecno wilgoci w postaci widocznej zwi ksza mo liwo wyst pienia oblodzenia. Trzeba pami ta, e zarówno ten, jak i diagramy ród owe maj jedynie charakter pomocniczy, maj cy u wiadomi za ogom statków powietrznych mo liwo wyst pienia zagro enia oblodzeniem i wzmóc ich uwag, natomiast przede wszystkim nale y bezwzgl dnie przestrzega zalece zawartych w instrukcjach eksploatacji poszczególnych statków powietrznych i ich zespo ów nap dowych. Rys. 1. Diagram do okre lania mo liwo ci wyst pienia oblodzenia uk adów dolotowych lotniczych silników t okowych Fig. 1. The diagram for determining of occurring possibility of inlet systems icing for aircraft piston engines Powy szy diagram zastosowano do oceny mo liwo ci wyst pienia oblodzenia lotniczych silników t okowych w Polsce. Wykorzystano w tym celu udost pnione na stronach uniwersytetu w Wyoming dane z lat 2004-2006 rejestrowane dwukrotnie w ci gu doby (godz. 00 i 12 czasu UTC) przez sondy stacji meteorologicznych w ebie, Legionowie i Wroc awiu. Nast pnie napisano aplikacj w rodowisku MatLab, która nanosi punkty o wspó rz dnych odpowiadaj cych warto ciom temperatury powietrza i temperatury punktu rosy lub wilgotno ci wzgl dnej na diagram i oblicza liczb wyników zawieraj cych si w poszczególnych strefach zagro enia. Dla 134

Analysis of Aircraft Powerplants Icing Possibility in Poland ka dego z miast, osobno dla godziny 00. i 12., wykonano indywidualne diagramy dla wszystkich dni w poszczególnych miesi cach oraz zbiorcze dla ka dego roku i dla ca ego rozpatrywanego okresu (Rys. 2). Na diagramach wy wietlono ponadto warto ci rednie temperatury otoczenia i wilgotno ci wzgl dnej. eba, godz. 00 eba, godz. 12 Legionowo, godz. 00 Legionowo, godz. 12 Wroc aw, godz. 00 Wroc aw, godz. 12 Rys. 2. Mo liwo wyst pienia oblodzenia lotniczych silników t okowych w latach 2004-2006 w Polsce Fig. 2. Occurring possibility of aircraft piston engines icing in Poland in years of 2004-2006 Podsumowanie przeprowadzonych analiz przedstawiono na Rys. 3, na którym dla poszczególnych miast zaprezentowano procentowy udzia wyników zawartych w poszczególnych 135

R. Chachurski strefach zagro enia oblodzeniem dla kolejnych miesi cy podczas pomiarów wykonywanych o godzinie 00. i 12. Nad wykresami wy wietlono u rednione warto ci wilgotno ci wzgl dnej i temperatury otoczenia z lat 2004-2006. Kolorem czarnym oznaczono stref 3., kolorem szarym ciemnym stref 2., kolorem szarym jasnym stref 1., a kolorem bia ym stref 0. eba, godz. 00 eba, godz. 12 Legionowo, godz. 00 Legionowo, godz. 12 Wroc aw, godz. 00 Wroc aw, godz. 12 Rys. 3. Rozk ad zagro enia oblodzenia lotniczych silników t okowych w latach 2004-2006 w Polsce Fig. 3. Annual distribution of risk of aircraft piston engines icing in Poland in years of 2004-2006 Wyniki analiz prowadzonych dla godziny 00 s o tyle istotne, e co prawda loty nocne na lekkich statkach powietrznych wyposa onych w silniki t okowe wykonuj g ównie do wiadczeni piloci, jednak wyniki pomiarów prowadzonych o tej godzinie bardziej odpowiadaj warunkom 136

Analysis of Aircraft Powerplants Icing Possibility in Poland wyst puj cym w godzinach porannych ni wyniki pomiarów z godziny 12 [4], wi c w podobnych warunkach lataj tak e pocz tkuj cy adepci lotnictwa. Podobnie jak w przypadku silników t okowych, tak i dla turbinowych od pocz tku ich wprowadzania do lotnictwa zacz to interesowa si zjawiskiem ich obladzania, prowadz c pocz tkowo przede wszystkim badania eksperymentalne, a obecnie i symulacyjne. Okre lono warunki, w których mo liwe jest wyst pienia oblodzenia silników turbinowych w zale no ci od temperatury otoczenia, wysoko ci lotu, rodzaju chmur itp. W Instytucie Techniki Lotniczej WAT badania zwi zane z oblodzeniem silników turbinowych rozpocz to w grudniu 2003 roku [3, 8, 12]. Potwierdzone badaniami eksperymentalnymi obliczenia wykaza y istotne zmniejszanie si temperatury powietrza we wlotach silników w stosunku do temperatury na zewn trznych cz ciach p atowca przy wzro cie pr dko ci przep ywu powietrza. Dla okre lenia zagro enia oblodzeniem silników eksploatowanych w polskim lotnictwie cywilnym i wojskowym wykonano obliczenia dla reprezentatywnych statków powietrznych [3, 12], a ich wyniki zestawiono w Tab. 1. Tab. 1. Zagro enie oblodzeniem lotniczych silników turbinowych eksploatowanych w lotnictwie polskim Tab. 1. Icing danger of aircraft gas turbine engines operated in Polish aviation Silnik (Statek powietrzny) F100-PW-229 (F-16) TW2-117AG (Mi-8) A -21 (Su-22M4) SO-3 (TS-11) CFM-56 (B737) T max [ o C] -9,6-7,3-6,9-3,8-1,4 V r [km/h] 500-425 315 190 Miasto (godzina) Miesi ce eba (00.) I-V, X-XII I-IV, XI-XII I-IV, XI-XII I-III, XII I-III eba (12.) I-IV, XI-XII I-III, XI-XII I-III, XII I-III I-II Legionowo (00.) I-IV, X-XII I-IV, XI-XII I-IV, XI-XII I-III, XII I-III Legionowo (12.) I-III, XI-XII I-III, XI-XII I-III, XI-XII I-II, XII I-II Wroc aw (00.) I-IV, X-XII I-IV, XI-XII I-IV, XI-XII I-III, XII I-III, XII Wroc aw (12.) I-III, XI-XII I-III, XII I-III, XII I-II, XII I-II W tabeli przedstawiono: maksymalny spadek temperatury w kanale przep ywowym silnika w stosunku do temperatury na powierzchni p atowca ( T max ) podczas pracy silnika na zakresie maksymalnym przy zerowej pr dko ci lotu; pr dko lotu V r, przy której temperatura w kanale dolotowym silnika przewy sza warto T max, czyli, gdy we wlocie silnika temperatura maj warto ci dodatnie, je li temperatura otoczenia nie ma warto ci ujemnych; miesi ce, w których rednie temperatury przyjmowa y warto ci mniejsze od T max, czyli, kiedy mo e doj do oblodzenia silnika turbinowego w przypadku nie w czenia instalacji przeciwoblodzeniowej. 3. Wnioski Analiza wyników uzyskanych dla silników t okowych pokazuje, e noc poza pierwszymi trzema miesi cami roku (62-87% wyników) praktycznie ka dego dnia trzeba liczy si z mo liwo ci wyst pienia silnego oblodzenia w ka dej fazie lotu lub przynajmniej w fazie zni ania (97-100% wyników). Wzrost zagro enia noc i rankiem wynika ze znacznego wzrostu wilgotno ci powietrza (zwykle jej warto przewy sza 80%) po zachodzie s o ca przy 137

R. Chachurski temperaturach otoczenia z zakresu 4 o C +18 o C. Zagro enie jest nieco ni sze tylko w miesi cach zimowych, gdy temperatury spadaj poni ej 5 o C. Podobnie jest w ci gu dnia zim zagro enie silnym oblodzeniem jest najmniejsze (62-77% wyników dla Legionowa, 72-84% dla Wroc awia i 80-87% dla eby), natomiast w pozosta ych miesi cach roku w okolicach eby wyst puje w ci gu 95-100% dni, dla Legionowa przez 82-100% dni, a dla Wroc awia od 90 do 100% dni w roku. W ci gu dnia zmniejsza si niebezpiecze stwo oblodzenia uk adu dolotowego silnika we wszystkich fazach lotu (dla Legionowa i Wroc awia wyst puje g ównie pó n jesieni, dla eby wiosn i jesieni ), ale jednocze nie, szczególnie latem, wzrasta mo liwo wyst pienia oblodzenia w fazie zni ania. Zagro enie oblodzeniem w ka dych warunkach lotu jest wi ksze dla obszarów nadmorskich ( eba) ni dla po o onych w g bi l du, g ównie ze wzgl du na wi ksz wilgotno powietrza. Podobnie, zwi kszone niebezpiecze stwo mo e tak e wyst powa na obszarach z du ymi skupiskami jezior (np. Mazury). Analizuj c wyniki uzyskane dla silników turbinowych stwierdzono, e noc dla samolotów szybkich i mig owców zagro enie oblodzeniem mo e wyst pi przede wszystkim od stycznia do kwietnia, a nawet do maja (F-16) oraz od listopada (dla F-16 od pa dziernika) do grudnia ka dego roku, natomiast dla samolotów pasa erskich i szkolno-treningowych pojawia si ono w miesi cach zimowych. W dzie oblodzenia mo na spodziewa si g ównie zim, wczesn wiosn i pó n jesieni. W Instytucie Techniki Lotniczej WAT kontynuacja prac nad oblodzeniem lotniczych zespo ów nap dowych prowadzona jest obecnie w kierunku bada eksperymentalnych oraz oblicze numerycznych silników t okowych i turbinowych. Wyniki dotycz ce obladzania uk adów dolotowych silników t okowych uzyskano w ramach pracy naukowej finansowanej ze rodków na nauk w latach 2005 2008 jako projekt badawczy nr 4 T12D 017 29. Literatura [1] Aircraft Icing Handbook, Civil Aviation Authority, Nowa Zelandia, 2000. [2] Aircraft Icing. Safety Advisor, AOPA Air Safety Foundation, 2002. [3] Analiza i badania zwi zane z wypadkiem mig owca Mi-8P dla potrzeb KBWL MON, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2004. [4] Brodersen, S., Nielsen, M. F., Sarup, K., Scharling, M., Carburettor Icing probability. Monthly statistics generated from radiosonde data (WMO st. no 06181 Jegersborg) using the New Carburettor Icing probability Chart, Technical Report 04-25, Danish Meteorological Institute, Ministry of Transport, Copenhagen, 2004. [5] Chachurski, R., Szcze niak, J., Zdu czyk, M., Lodowate zaskoczenie, Przegl d Lotniczy Aviation Revue, nr 5/2006, Warszawa, 2006. [6] Chesterfield, J., Ice blocked, Flight Safety Australia, 11-12/2004. [7] Ice Kills, Flight Safety Australia, 7-8/2001. [8] Chachurski, R., Kowaleczko, G., Panas, A., Sobieraj, W., Wrzesie, S., Oblodzenie statków powietrznych, ITWL, Warszawa, 2005. [9] Piston Engine Icing, General Aviation Safety Sense Leaflet 14A, Civil Aviation Authority, Gatwick Airport, 2000. [10] Szcze niak, J., Zdu czyk, M., Analiza danych meteorologicznych pod k tem mo liwo ci wyst pienia oblodzenia uk adu dolotowego lotniczego silnika t okowego w skali roku, praca pod kierunkiem R. Chachurskiego na konkurs o nagrod Rektora, WAT, Warszawa, 2005. [11] Treder,., Analiza procesu obladzania elementów zespo ów nap dowych statków powietrznych i jego skutków, praca magisterska pod kierunkiem R. Chachurskiego, WAT, Warszawa, 2005. [12] Winter Flying, Good Aviation Practice, Civil Aviation Authority, Nowa Zelandia, 2001. 138