圖：機(jī)長，機(jī)翼上表面結(jié)冰，請求除冰勤務(wù)。劉蔚然/繪

　　“北國風(fēng)光，千里冰封，萬里雪飄”……在不知不覺中，我們又一次進(jìn)入了“銀裝素裹”的冰雪季節(jié)。但是對飛機(jī)來說，穿“冰衣”并不顯得“分外妖嬈”，因?yàn)楸︼w行安全構(gòu)成極大威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在1986年-1998年間，因雪和冰引起的世界民用客機(jī)事故有42起，其中18起是在起飛時發(fā)生的事故。僅這18起事故就造成323人死亡。

“冰衣”

降低飛機(jī)空氣動力性能

　　一般來說，寒冬季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)冰、雪、霜等天氣情況。它們會給飛機(jī)的空氣動力性能帶來嚴(yán)重影響，主要包括：升力明顯減少，失速提前，失速速度增大；臨界迎角減小，起飛滑跑距離增長；飛機(jī)的重量增加，阻力增加，耗油率增加；升力中心位移，操縱品質(zhì)變差。比如，機(jī)翼上表面如果出現(xiàn)大量可見積冰，將造成飛機(jī)空氣動力性能顯著降低，引起操縱困難。根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)，直徑1毫米-2毫米（即食鹽大?。┑念w粒以大約每平方厘米一顆的密度分布在機(jī)翼上表面，會造成機(jī)翼上表面粗糙，使升力在地面效應(yīng)和自由空氣兩種條件下?lián)p失22%和33%。

　　在上世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的超臨界翼，雖然對高速飛行非常有利，但對冰、雪、霜等尤其敏感。如果裝這種機(jī)翼的飛機(jī)又沒有前緣增升裝置，在低速飛行時，若機(jī)翼失速，則會產(chǎn)生機(jī)翼前緣氣流分離，使機(jī)翼上表面陷入分離區(qū)，機(jī)翼升力突然損失。一般來說，升力系數(shù)曲線在失速前沒有明顯異常，但超過臨界迎角后會突然減小。來自某著名飛機(jī)制造公司的數(shù)據(jù)表明，受諸多因素的影響，飛行中兩邊機(jī)翼通常不會同時對稱失速。當(dāng)一邊機(jī)翼先失速時，不對稱升力作用在機(jī)翼外側(cè)會產(chǎn)生大的滾轉(zhuǎn)力矩。這類飛機(jī)如果意外失速，有可能導(dǎo)致飛機(jī)快速滾轉(zhuǎn)。

　　如果左右機(jī)翼上表面的冰、雪、霜積存的程度、污染的區(qū)域不一致，必然會造成左右升力大小不一樣，這種升力差會對飛機(jī)縱軸形成明顯的滾轉(zhuǎn)力矩。在起飛過程中，飛機(jī)速度本來不大，一旦滾轉(zhuǎn)力矩超過了操縱力矩，在低高度、小速度、大載重的情況下，飛機(jī)將很難逃出墜毀的命運(yùn)。因此，從空氣動力學(xué)角度來看，必須嚴(yán)格確保飛機(jī)的關(guān)鍵表面在起飛離地時無結(jié)冰污染。

飛機(jī)結(jié)冰的條件

　　既然飛機(jī)冰、雪、霜污染對安全的危害如此之大，我們有必要了解什么情況下飛機(jī)容易結(jié)冰或結(jié)霜。

　　一是外界溫度在零攝氏度以下時，發(fā)生降水、凍雨或毛毛雨。如果雨滴保持在過冷的狀態(tài)，一旦與地面物體接觸便會結(jié)冰。

　　二是凍結(jié)的降水，如雪、雨夾雪或冰雹。濕雪經(jīng)常出現(xiàn)于大氣溫度和露點(diǎn)溫度之差在1攝氏度以內(nèi)，外界大氣溫度在零下4攝氏度-1攝氏度；干雪則通常出現(xiàn)于大氣溫度和露點(diǎn)溫度相差5攝氏度以上。

　　三是過冷的地面霧和低云。在寒冷天氣條件下，帶有過冷水滴的云霧會在物體上結(jié)冰或結(jié)霜。

　　四是相對濕度很高，溫度在冰點(diǎn)以下時，飛機(jī)表面會形成霜。飛機(jī)停場過夜和飛機(jī)從巡航高度下降著陸后，飛機(jī)表面和燃油溫度仍保持在冰點(diǎn)以下時，霜的積聚是很常見的。當(dāng)飛機(jī)機(jī)翼下表面結(jié)霜厚度小于3毫米時，可放行飛機(jī)。

　　五是在降雨條件下，機(jī)翼溫度在結(jié)冰溫度以下時，機(jī)翼上表面就容易結(jié)冰。

　　六是全溫（TAT）為10攝氏度或低于此溫度時，出現(xiàn)目視可見濕氣（云、能見度少于1英里的霧、雨、雪、凍雨、冰晶等），或者停機(jī)坪、滑行道或跑道上有積水、冰、雪時，存在結(jié)冰條件。

充分準(zhǔn)備應(yīng)戰(zhàn)“冰衣”

　　對機(jī)長來說，只要存在結(jié)冰、結(jié)霜的可能，建議每次起飛前都做好以下七方面的準(zhǔn)備工作：

　　一是在地面出現(xiàn)結(jié)冰條件時，機(jī)長要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)操作程序，打開發(fā)動機(jī)和機(jī)翼防冰，檢查大翼加溫的工作情況。

　　二是飛機(jī)除冰/防冰后，按當(dāng)前天氣條件記錄和監(jiān)視持續(xù)效應(yīng)時間，保證在效應(yīng)時間內(nèi)完成起飛。

　　三是機(jī)長在起飛前5分鐘內(nèi)完成起飛前冰情檢查，評估飛機(jī)表面條件，確定滿足“光潔飛機(jī)”條件，并調(diào)整有關(guān)的起飛性能數(shù)據(jù)。否則，機(jī)組可申請地面人員對飛機(jī)外部進(jìn)行檢查。

　　四是飛機(jī)外部檢查可以由合格的地面機(jī)務(wù)人員或指定人員進(jìn)行。如需要，必須重新執(zhí)行除冰/防冰程序，清除飛機(jī)上的附著物。

　　五是如果除冰/防冰液持續(xù)效應(yīng)時間已過，但又沒有完成起飛前冰情檢查，則不要試圖起飛。飛行機(jī)組或合格的地面機(jī)務(wù)人員必須在起飛前5分鐘（地面結(jié)冰時，應(yīng)在起飛前5分鐘內(nèi)）按要求進(jìn)行目視檢查，評估機(jī)翼表面情況。那么，如何判定效應(yīng)時間是否過期？筆者認(rèn)為，可以通過檢查飛機(jī)表面，尤其是機(jī)翼上表面，斷定除冰/防冰液是否已失效。當(dāng)飛機(jī)表面由濕表面變成有雪或冰覆蓋的表面時，I型除冰/防冰液則不再有效；當(dāng)飛機(jī)表面由光滑膠狀表面變成雪水般表面，最后成為有雪或冰覆蓋的表面時，II型防冰液不再有效。

　　六是起飛前的附著物檢查應(yīng)集中在機(jī)翼前、后緣。由于燃油溫度低，在機(jī)翼下表面形成一層3毫米厚的薄霜是可以起飛的。但是，所有的前緣裝置、操縱面、調(diào)整片表面、機(jī)翼上表面和平衡面板夾縫必須無雪或無冰。如果所有的通風(fēng)口和靜壓口清潔，那么在機(jī)身上表面有一層薄的灰白色的霜是可以的。薄的灰白色霜是一種白色的晶狀沉積物，通常在寒冷無云的夜晚，在物體表面上形成。它很薄，以至于不妨礙觀察其下面的表面特征，如漆線、標(biāo)志或字母。

　　七是不得完全用機(jī)翼中弦部分的情況代表整個機(jī)翼表面的情況。如果在完成附著物檢查后，飛機(jī)不能在5分鐘內(nèi)起飛，則必須重新進(jìn)行除冰/防冰處理。

　　值得一提的是，飛機(jī)在空中遇到結(jié)冰條件時，要及時接通發(fā)動機(jī)防冰電門和按需接通機(jī)翼防冰電門。對于噴氣式發(fā)動機(jī)來說，其進(jìn)氣道有時會率先積冰。這是因?yàn)闄C(jī)翼和尾翼前部的動力增溫，比噴氣式發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口處要大得多。如果發(fā)動機(jī)是在渦輪機(jī)大轉(zhuǎn)速狀態(tài)下工作，飛行速度又不大，那么空氣是被吸入，而不是被壓縮，這會導(dǎo)致空氣絕熱膨脹，氣溫降低。飛行實(shí)踐證明，當(dāng)環(huán)境空氣溫度等于或小于5攝氏度時，噴氣式發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口可能發(fā)生積冰。所以，飛機(jī)在云中飛行時，為了防止發(fā)動機(jī)積冰，當(dāng)外界溫度低于5攝氏度時（對空客和波音飛機(jī)來說，當(dāng)全溫低于10攝氏度時），需要打開發(fā)動機(jī)防冰裝置。

　?。ㄗ髡呦抵袊窈娇茖W(xué)技術(shù)研究院總飛行師/機(jī)長、民航特聘專家）