oblodzenie

Zjawisko oblodzenia gaźnika jest jednym z większych zagrożeń dla pilotów General Aviation. Znaczna część samolotów z tej grupy napędzana jest silnikami tłokowymi z gaźnikowym układem dostarczania paliwa. W związku z tym warto poświęcić chwilę uwagi temu niepożądanemu w trakcie lotu zjawisku. Podstawowa wiedza na temat przyczyn, przebiegu oraz skutków oblodzenia gaźnika może pozwolić uniknąć wystąpienia tego problemu w czasie lotu. Błędne są stwierdzenia, że oblodzenie gaźnika występuje tylko przy niskich temperaturach otoczenia oraz podczas lotu w warunkach zredukowanej widzialności (mgła, zamglenie, chmura). Zjawisko to może stanowić istotne zagrożenie również w przejrzystym powietrzu, w temperaturach nawet do +30ºC.

 

 

Przyczyny powstawania oblodzenia

 

Bezpośrednią przyczyną powstawania oblodzenia w gaźniku jest spadek temperatury powietrza przepływającego przez gaźnik. Może to nastąpić w dwojaki sposób:

 

  1. Spadek temperatury powietrza w gaźniku, wywołany absorbowaniem tzw. ciepła utajonego.

Do wytworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej konieczne jest odparowanie paliwa, czyli przejście ze stanu ciekłego w stan gazowy. Aby było to możliwe, niezbędne jest dostarczenie ciepła, które spowoduje parowanie cieczy. W związku z tym, do odparowania paliwa absorbowane jest ciepło z powietrza, które dociera do gaźnika z otoczenia (po przejściu przez filtr powietrza). Oznacza to, że powietrze w gaźniku ulega schłodzeniu.

 

  1. Adiabatyczne chłodzenie powietrza podczas przepływu przez dyszę Venturiego.

Strumień powietrza przepływającego przez przewężenie ulega przyspieszeniu. Wzrost prędkości przepływu powoduje spadek jego temperatury. Konstrukcja gaźnika zawiera przewężenie przekroju zwane dyszą Venturiego. W tym miejscu następuje duży spadek temperatury, który może doprowadzić do oblodzenia gaźnika. Efekt ten jest tym większy, im mniej otwarta jest przepustnica. Przymknięcie przepustnicy powoduje zmniejszenie przekroju poprzecznego dyszy dolotowej, co potęguje efekt Venturiego.

 

 

 

W obu przypadkach następuje spadek temperatury powietrza w gaźniku. Jeżeli efekty te wystąpią jednocześnie, to temperatura powietrza może się zmniejszyć nawet o 30ºC. W takiej sytuacji, powietrze nienasycone może osiągnąć temperaturę punktu rosy. Wówczas w wyniku kondensacji para wodna w nim zawarta zaczyna się skraplać i osadzać na ściankach gaźnika oraz przepustnicy. Dalszy spadek temperatury powoduje zamarzanie osiadłych kropel czyli powstawanie lodu.

 

oblodzeniegaznika

 

Trzy podstawowe czynniki decydują o powstaniu oblodzenia. Są nimi: temperatura otoczenia, wilgotność względna oraz ustawienie przepustnicy. Podstawowe zależności pomiędzy nimi oraz ich wpływ na powstawanie oblodzenia przedstawione są poniżej:

 

  1. Jeżeli wilgotność względna powietrza wynosi ponad 30%, to oblodzenie gaźnika może wystąpić nawet przy temperaturze +30ºC. Największe prawdopodobieństwo wystąpienia niepożądanego zjawiska ma wówczas miejsce przy całkowitym lub częściowym zamknięciu przepustnicy (np. zniżanie bez użycia mocy lub przy niewielkiej mocy silnika).

  2. Wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia oblodzenia ma miejsce przy dowolnym nastawieniu mocy silnika w zakresie temperatur od -2 do +15ºC przy wilgotności względnej powyżej 60% dla temperatury +15ºC oraz dla wilgotności powyżej 90% dla temperatury -2ºC.

  3. Oblodzenie gaźnika stanowi znacznie mniejsze zagrożenie, gdy temperatura otoczenia jest znacząco poniżej 0ºC. Przy temperaturze -10ºC i wilgotności 100% może wystąpić jedynie słabe oblodzenie, natomiast dla temperatur poniżej -15º oblodzenie gaźnika zazwyczaj nie występuje.

  4. Przy temperaturach otoczenia do +20ºC oraz wilgotności względnej już od 60% może wystąpić oblodzenie gaźnika na mocach przelotowych.

  5.  

    Generalnie, częściowo otwarta przepustnica daje większe prawdopodobieństwo oblodzenia, niż jej pełne otwarcie.

 

 

Sytuacje w locie, w których oblodzenie gaźnika jest wysoce prawdopodobne:

 

 

 
  1. Mgła lub zamglenie, a także lot w pobliżu dużego zbiornika wodnego wieczorem lub o poranku.

  2. Lot w pobliżu wilgotnego gruntu, przy lekkim wietrze.

  3. Tuż poniżej podstaw chmur, gdzie powietrze jest bliskie nasycenia lub pomiędzy warstwami chmur.

  4. W opadzie (szczególnie deszczu).

  5. W chmurze.

  6.  

    W przejrzystym powietrzu np. na lotnisku lub w okolicy, gdy mgła lub chmura niedawno zanikła.

 

 

oblodzenie_2

Wykres wystąpienia oblodzenia

 

 

Skutki oblodzenia gaźnika.

 

Osadzanie się lodu w przewodzie doprowadzającym mieszankę paliwowo-powietrzną do silnika prowadzi do zmniejszenia przekroju poprzecznego tego przewodu. W rezultacie maleje dopływ powietrza do silnika, co powoduje stopniowy spadek mocy. Sygnałem o budującym się oblodzeniu gaźnika jest spadek obrotów silnika (dla samolotów ze śmigłem o stałym skoku) lub spadek ciśnienia ładowania (dla samolotów ze zmiennym skokiem śmigła). W obu przypadkach dodatkową oznaką oblodzenia mogą być wibracje oraz nierówna praca układu napędowego. Ten objaw następuje zazwyczaj jako drugi. Prawidłową reakcją ze strony pilota powinno być włączenie podgrzewu gaźnika oraz w miarę możliwości opuszczenie warunków sprzyjających oblodzeniu. Brak reakcji ze strony pilota może doprowadzić do dalszego rozrostu warstwy zalodzenia, całkowitego zatkania dyszy i w rezultacie do zgaśnięcia silnika. W takim momencie użycie podgrzewu gaźnika nie przyniesie rezultatów, ponieważ niepracujący silnik nie będzie wytwarzał ciepła (odbieranego od spalin), niezbędnego do roztopienia zalegającego lodu.

 

 

Podsumowanie najważniejszych elementów:

 

 
  1. Większe ryzyko wystąpienia oblodzenia gaźnika występuje w ciepłych i wilgotnych masach powietrza, które częściej występują w sezonie letnim niż zimowym.

  2. Najlepszą metodą na pozbycie się problemu oblodzenia jest unikanie warunków jemu sprzyjających. Lecz często zjawisko to potrafi występować w najmniej spodziewanych okolicznościach. Dlatego u pilota niezbędna jest znajomość Instrukcji Użytkowania w Locie swojego samolotu oraz procedur w niej zawartych, dotyczących oblodzenia w trakcie lotu.

  3.  

    Dokładna analiza przedlotowa warunków meteorologicznych oraz znajomość kwestii oblodzenia gaźnika pozwala na bezpieczne wykonywanie operacji lotniczych.

 

Już wkrótce: Niebezpieczeństwa w locie - oblodzenie płatowca

 

Oprac. Mateusz Kowalski