光潔機翼

結冰的機翼

迎角
圖 A3
昀大升力和昀大可達到的迎角都被降低了。影響升力的機理與沿著翼弦的邊界層的演變有關。圖 A4給出了迎角較大時發生的情況。
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這套圖通過比較解釋了積冰的影響以及這些飛行條件是如何認證的。
-#1圖是一個基準：具有正常邊界層的光潔機翼。

- #2圖是一個構形零的結冰機翼。前緣的積冰是經過放大的。飛機是在這些情況下認證的，因為盡管邊界層要厚些，但圍繞機翼的空氣動力“循環”沒有受到嚴重影響。升力所受的影響不太大，只是氣流分離了，因此在較小的迎角就會發生失速。飛機的昀小操作速度考慮了昀大的升力損失。

- #3圖顯示了著陸條件下的同一機翼。盡管縫翼受到“污染”，但縫翼的開縫在翼盒上恢復了一個“正常”邊界層。同樣，整個機翼上的“循環”沒有受到嚴重影響，飛機被認證可以在這些情況下著陸。

- #4圖顯示了飛機在晴空條件下過夜后晨霜的情況。即使是一層很薄的光滑冰也灰破壞整個機翼上表面的邊界層。結果是大大降低了“循環”。升力損失可能很大而且不可預測。這就是為什么這些情況沒有被認證的原因。

圖 A4沿翼弦方向的邊界層更厚且擾動更厲害，因此，在小迎角時就會發生氣流分離。失速速度將增加。請注意這種影響是多么陰險，因為如圖 A3所示，在中等迎角時，升力基本上是一樣的。由于不可能考慮所有可能出現的結冰形狀，空客公司根據用人工結冰形狀進行的飛行實驗，按照可能出現的昀惡劣的結冰形狀制定了程序。結果，在結冰條件下，規定的昀小速度相對于實際積冰的失速情況在機動性方面留有余地。例如，當用全構形著陸且有結冰時，速度必須大于 VREF+5 kt。不過，對于電傳操縱系統，迎角保護系統的設定已經按照結冰的形狀進行了調整。這表示，即使結冰了，飛機仍然受到保護。同時，這也意味著在正常光潔機翼狀態下，相對失速而言，余度增加了。
若在地面結冰，由于沿著翼弦的邊界層變厚更快，則會得到相似的結果。由于氣流分離較早，導致昀大迎角和昀大升力變小。由于通常在起飛抬輪時達到較大的迎角，所以我們就比較容易理解為什么在起飛前機翼必需要清潔了。
即使是非常薄的光滑晨霜也必須要清除。其厚度可能非常小，但它覆蓋了 100%的機翼上表面，而若在滑行期間機體下部結構被溶雪嚴重侵襲，且邊界層沿翼弦的增厚率也是非常可觀的。這對昀好不要起飛，溶雪在空中會凍結，收輪可能起飛是一個威脅，因為沒有任何跡象會告訴飛行會出問題。在返回登機口時，應小心剎車并且
員在離地時他也許得不到希望的升力。在進行清潔之前不得將縫翼和襟翼收上。
這也適用于平尾。在起飛前必須清除平尾上的沉積物，以便提供期望的抬輪效率。
A2.2 -結冰認證的歷史
為了更好地了解當今結冰認證的狀態，需要從歷史的觀點來看一下這些適用的規則是如何發展的。
在航空運輸的初期，結冰成為了一個問題。它同時也成為二戰期間轟炸機的一個關切的問題。從那時起，就開始收集結冰和結冰云特性的統計資料。這項重大的工作創建了即使在今天仍然非常有效的結冰數據庫。根據那時所遇到的結冰形狀的種類，當時就很清楚，對所有情況進行試飛以及對它們單獨進行認證是不可能的。這就誕生出了定義“昀惡劣情況”的想法以及達到“相當條件”的方法。結果就是著名的 FAR25的附件 C。它定義了飛機在認證之前必須適應的結冰條件。需要兩類積冰率：一類被稱為最大連續，另一類被稱為最大間歇。它們被假定覆蓋層云和積云。水滴直徑范圍考慮高達 50μm。
此規則及其解釋材料隱含地接受了各種冰的形狀并要求飛機演示能夠承受 3英寸的積冰（在沒有保護的部分）。這里的 3英寸是很大的量，是從 45分鐘的暴露時間推導出的。它被選為可接受的“昀惡劣情況”或“包線情況”。可以用來確定前緣剖面積冰位置的飛行條件也被選擇作為昀惡劣的情況，因為與正常飛行條件相比，它們所產生結冰的位置更靠近機翼上表面。很明顯，這種概念對小飛機的懲罰要比大飛機嚴重。
　
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