18新利最新登入他们是如何设计飞机的?

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2015年3月,工人们在罗纳德·里根华盛顿国家机场安装达美航空公司的飞机。
马特·麦克莱恩/华盛顿邮报,盖蒂图片社

当你坐在跑道上,看着或者雨夹雪或冻雨来了想想它是如何覆盖你的车,你的房子或人行道的,想想它也覆盖了18新利最新登入飞机你马上就要起飞了。虽然你的私人物品或人行道上的冰可能会引起一些恐慌,但飞机上的冰对很多人来说是一个巨大的安全考虑。这并不是说冰很重,或者会冻结飞机的某些重要部件,从而使飞机变得不安全。那就是飞机上的一层冰会扰乱机翼周围的气流,影响电梯,即飞机飞行的能力。这不是你想要的东西,冰或其他东西。

除冰就是从飞机上清除冰的过程。第二步,叫做防结冰可能还需要这样做,以防止移除后的冰再次形成。以下是这两个过18新利最新登入程如何确保飞机及其机组人员和乘客在空中的安全。

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除冰剂是由化学乙二醇和水组成的化合物。乙二醇降低溶剂、水的冰点[来源:里特].这些药剂在不同的天气条件下以不同的配方使用,但无论哪种配方,化合物都以相同的方式应用。它被加热并通过软管喷洒在飞机上,以去除雪、冰或霜。飞行员在必要时呼叫除冰,并监督整个过程,这必须按照联邦航空管理局(FAA)的详细规定进行。事实上,美国联邦航空局关于除冰的规定章节长达30多页,涵盖了从除冰化合物的构成和处理到其应用的所有内容,必须多快应用,以及每次除冰发生后所需的文件。18新利最新登入

在使用除冰剂时,速度和彻底是至关重要的。因此,应用程序必须以一种及时和有序的方式执行,并关注所调用的内容延期时间,即除冰后飞机再次结冰并必须重新处理的时间。滞留时间根据化合物的组成而变化,并由流体制造商设定。除冰化合物的成本高达每加仑5美元,整个过程可能会花费数千美元(考虑到处理和存储成本),所以重要的是不要超过延迟时间[来源:史密斯].延迟时间也解释了为什么要在每个人都登机后、飞机准备起飞后才进行除冰。延迟时间可能只有几分钟,所以飞机必须准备好滑行到跑道上,并在施用除冰剂后很快进入空中。

除冰剂的设计通常不是为了防止冰或霜在飞机上重新形成。因此,如果在飞机除冰的过程中,雪、雨夹雪或冻雨正在频繁降落,飞机可能还需要防冰应用程序,以防止在飞机起飞前结冰。防冰液也由乙二醇和水组成,但乙二醇浓度高于除冰液。在飞机起飞时加入增稠剂以帮助化合物粘附在飞机上。

需要时在飞机上均匀喷洒一层薄薄的防冰剂。联邦航空局建议除冰后三分钟内应使用防冰剂,如果除冰液已结冰或飞机上已重新结霜,则完全不要使用防冰剂。如果出现上述任何一种情况,在应用防冰液之前必须再次进行除冰。

如果飞机上只覆盖了一层霜,而不是冰,就有可能同时安装冰和防冰装置。在这种情况下,防冰液被用作除冰剂,以融化霜冻,并作为防冰剂,以保护飞机免受进一步结冰。

根据FAA的规定,飞机上可能需要除冰和防冰的部分有:

  • 翅膀
  • 垂直和水平的尾部表面
  • 机身
  • 发动机进气道和风扇叶片
  • 控制面和间隙
  • 起落架和起落架门
  • 天线和传感器
  • 螺旋桨

地勤人员和飞行人员必须共同努力,根据温度和天气条件决定哪些表面需要除冰,以及使用的最佳程序。大多数情况下,除冰和防冰程序都是在登机口进行的,但也可以在偏远的地方进行——再次,问题是一旦流体被应用,飞机就能及时升空。

美国联邦航空局建议商用飞机使用两到四辆除冰车。这一过程从机身前部开始,一直到机翼,然后是后机身、垂直稳定器,最后是水平稳定器(后两者是飞机尾部的一部分)。

一旦进入空中,飞机本身的设计系统可以防止冰覆盖表面。这些系统在夏季和冬季都很重要,因为高海拔地区的温度全年都在零度以下。在大多数商用飞机上,管道将发动机产生的热空气输送到机翼和机尾,以保持机翼和机尾的温度,防止结冰。在其他飞机上,气球一样的物体会膨胀和收缩,以打破任何堆积。飞机上的每一个系统都有内置的冗余,以确保如果其中一个系统出现问题,另一个系统会接管以防止结冰。

虽然乘客可能会担心飞机除冰带来的航班延误,但还有更大的问题。航班延误可能会影响美国和世界各地机场数千名乘客的出行,即使是在那些气候温暖、阳光充足的机场。此外,人们还担心除冰剂对环境的影响,这些除冰剂可能会在短时间内喷洒在许多飞机上,过多的喷洒会进入地面。

受箭毒蛙生物组成的启发,一项新的研究可能会在未来使除冰成为一种更高效、更环保的过程。毒箭蛙有两层皮肤——外层皮肤可以感知威胁,内层皮肤在青蛙受到威胁时释放毒素。

一位科学家提出了一种以类似方式工作的除冰过程。飞机的外壳是超疏水,这意味着水滴会从上面滚下来。如果天气非常糟糕,液滴确实开始在飞机上结冰,内层就会感应到结冰,并从内部释放防冻剂,流过飞机的外层“皮肤”。这将使飞机只在需要的地方安装,而不是像现在这样批量安装。虽然这项研究(2015年发表在一份杂志上)在实验室中取得了成功,但它可能还需要几年,甚至几十年才能在飞机上常规使用[来源:凯西].

在此之前,如果你的航班因除冰而延误,请尽量保持冷静和耐心。由于美国联邦航空局详细而成功的除冰程序,由于机翼或飞机其他部分结冰而导致的飞机失事已经变得极其罕见。

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作者注:他们是如何设计飞机的?18新利最新登入

我爸爸是一名飞行员——只开私人飞机——所以这些年我学到了很多关于飞机和飞行的知识。18新利最新登入然而,我们都一直生活在南方,在那里,飞机除冰并不是每天都会发生的事情。下次当我听到航班因除冰而延误时,我会更加感激我生活在一个阳光明媚、温暖的地方,并感谢那些创造出化合物的化学家,他们让飞机旅行变得越来越安全。

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更多优质链接

  • 凯西,迈克尔。"毒箭蛙激发了飞机装备的新方法"哥伦比亚广播公司新闻。2015年3月3日。(2015年3月7日)http://www.cbsnews.com/news/poison-dart-frog-inspires-new-approach-to-deicing-planes/
  • 联邦航空管理局。“国际防结冰分会。”2008年8月。(2015年3月7日)http://www.faa.gov/other_visit/aviation_industry/airline_operators/airline_safety/deicing/media/standardized_international_ground_deice_program.pdf
  • Fahl,丹尼尔。《飞机除冰:方法和原因》18新利最新登入CNN。2010年12月22日。(2015年3月7日)http://www.cnn.com/2010/TRAVEL/12/22/airplane.deicing/
  • 里特,史蒂夫。“那是什么东西?”化学与工程新闻。第79卷,no。1.30页。2001年1月1日。(2015年3月7日)http://pubs.acs.org/cen/whatstuff/stuff/7901scit5.html
  • 史密斯,帕特里克。“设备人来了。”问问飞行员。(2015年3月7日)http://www.askthepilot.com/snow-ice-and-airplanes/
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