积冰条件下的目视检查和驾驶方法

调查和向用户通报机翼结冰对福克28和福克100喷气机操纵特性或性能曲线的影响是福克飞机公司长期有效的传统作法。

多年来，福克28飞机的飞行手册一直包括地面积冰条件下建议的驾驶方法。建议的福克100飞机的驾驶方法已于1990年通过风洞试验和模拟机试验并得到验证，1992至1993年得到进一步完善。

1992年美国联邦航空局（FAA）修改了美国联邦航空条例（FAR）121部第629款，要求121部的飞机在1993年冬季之前采用地面除冰和防冰程序，要求进行起飞前检查、起飞前冰污染检查和机翼冰污染专门检查。

一、 起飞前目视检查

FAR121部第629款现在要求飞机完成除冰/防冰后进行两项检查：

——起飞前检查。除冰/防冰液失效后和等待起飞前要进行目视检查；

——起飞前冰污染检查。超过等待起飞时间后和起飞前5分钟必须进行起飞前冰污染检查。无前缘缝翼飞机（如福克28和福克100）要用触摸机翼来进行触觉检查或用其他允许的方法进行检查。

福克飞机公司进行了白天和夜间的用目视检查取代触摸检查的试验，因为触觉检查法非常麻烦。

二、 福克100飞机的黑条试验

在9月一个寒冷的早上，一架福克100飞机的内侧机翼贴上一块黑色图案和一块白色图案（大多数的机翼是白灰色的），机翼用二氧化碳灭火器冷却，清除二氧化碳雪之后，向机翼表面喷洒水以形成结冰。

机翼结冰状况可以通过座舱窗口随时进行观察，黑色图案上的小片冰肉眼可以看见，而灰色机翼上的小片冰肉眼却看不见。黑色图案上的半毫米至1毫米的糖晶体可以在10英尺的距离看到。

根据以上试验结果FAA已经同意用外部目视检查取代触觉检查。FAA已发出了附加服务通告（Optional Service Bulletin），在飞机的外翼上应用黑色条纹。美国航空公司的机械员可以借助升降平台通过观察黑色条纹上的情况对飞机的整个机翼进行目视检查。一家美国航空公司还将黑色条纹应用于内机翼，获得从机舱内进行目视检查的经验。将来，这种方法可以取代舱外的目视检查。

在灯光条件差的夜间，检查机体上的冰和雪是很困难的。为获得如何增加夜间冰雪的视见度，用不同的灯光进行了试验。

机翼贴上一个黑色条纹图案，一条荧光带和两条反曲带。试验中分别应用了三种不同的类光：紫外线灯、白泛光灯光、从机舱内照出的手电筒灯光进行试验。原先预料白色冰晶体在红外线灯光下能被照见，但试验结果并不如此，荧光带虽然能被照见，但看不见小结冰体。

在襟翼导轨整流罩上放一盏很亮的白泛光灯，从小的角度照亮机翼，冰粒的阴影使冰污染显得很明显，不过水滴和冰点无法区分。

反曲带的试验结果令人惊奇地好，反曲带把光反射回光源处。如把光源置于靠近眼睛或摄像机透镜处，被照部位就可看得清楚。经试验发现，反曲带上有白冰晶体时，光被折射，照见的反曲带显出暗淡的灰色。反曲带上有水或Ⅱ号防冰液时，带子显得很亮，而且可以看到液体逐渐消退的过程。试验证明，在用手电筒从机舱内照射的情况下，应用反曲带同样行之有效。

上述有关目视检查的进一步试验还将在冬季的自然环境条件下进行。

三、 结冰探测器

为了能容易地进行起飞前的冰污染检查，目前正在考虑引入结冰探测器技术，现可供选择的结冰探测器分两类，共有5种。

（1） 安装在飞机表面的结冰探测器。这类探测器有3种，它是通过测定探头顶部的变化来探测结冰情况。飞机在排除等候时可应用这类探测器。

（2） 气流扰动探测器。这类探测器有2种，用来探测探头前方的气流特性。这类探头的优点在于飞行过程中也能给出关于结冰的有用信息。

通过结冰探测器的试验，得出以下结论：

（1） 在实际中机翼上冰雪的分布是很不规律的，因此，结冰探测器不能完全代替目视检查。

（2） 表面结冰探测器测定的是局部情况，这要求每个机翼上安装好几个探头。

（3） 气流扰动探头获得有效数据的空速是20至40节，其取决于冰的粗糙度、侧风量和风紊流度。

结冰探测器的实用性试验还将进一步进行，如果效果好的话，将在机队中推广使用。

四、 机翼冰污染时的起飞抬头技术

在福克28飞机的飞行手册中，有如下建议：

“速度达到V_R时开始抬头，在3秒内平稳地将仰角增加至大约10°，这一抬头操作的目的是为了使飞机获得离地和初始爬升的正确姿态。随着速度增加，达到V₂时继续抬头至初始爬升姿态。”

关于在不利的气象条件下起飞，手册中有如下内容：

“在采取了可能的预防措施还不能完全肯定机翼和尾翼的冰雪已经除尽的情况下，如果跑道长度和净空条件允许时，起飞被认为是可行的。起飞时要降低抬头速度，减少仰角，以得到较高的离地速度。”

1989年，福克公司对福克100飞机进行了风洞和模拟机试验，以评估上述的起飞操作建议是否适用于福克100飞机。

通过风洞试验，得出了冰污染对福克100飞机升力曲线的影响，如图1所示。试验中考虑的冰污染情况是：冰污染粒度尺寸与翼型厚度比为K/C=0.0002。从图1可以看见，在有冰污染的情况下，最大升力系统降低了26%，失速迎角减小了6°。



图1 冰污染对福克100飞机升力曲线的影响

在模拟机试验中，对比了4种不同的起飞抬头操作技术：

——常规操作技术，这种操作可能导致地面失速的情况发生；

——改变抬头速率，试验的抬头速率范围为2°/秒至8°/秒；

——减小抬头仰角，随后进行第二次抬头，即两步抬头法；

——提高抬头速度V_R。

模拟机试验结果表明，在有冰污染的情况下，有效的起飞抬头方法有以下3种：

（1） 减小初始抬头仰角；

（2） 降低抬头速率；

（3） 提高抬头速度。

以上试验情况可用图2表示，从图2中可以看到在失速仰角与离地迎角间有一个三角区，该区域中的仰角与速度是飞机的正常飞行情况。图2中的3条曲线表示上述的3种起飞抬头方法。



图2 机翼冰污染时低于失速迎角的起飞措施

虽然研究工作得出了一些有利安全的起飞抬头技术，但应该注意的是，这永远不能代替完全的除冰/防冰程序。福克飞机公司认为保证冬季飞行安全的最好方法就是严格保持飞机的清洁，即保证飞机没有冰污染。确保飞机清洁的一条实用的经验是对飞机进行两遍的结冰检查。

为了使目视检查冰雪更加有效，某些福克喷气飞机已经应用了黑色条纹方法。目前福克公司正在研究夜间目视检查冰雪的新方法和新型冰雪探测器。

如果除冰措施和两遍的结冰检查仍不能完全确定机翼和尾翼上是否已没有冰雪，起飞时就要用降低抬头速率、减小抬头仰角或增加抬头速度V_R的方法。

福克飞机公司建议与FAA的研究小组合作，制定一个冬季飞行操作的全面训练计划，使飞行员认识到冰污染对飞机性能的影响，并通过模拟机训练使飞行员熟练掌握在不利的气象条件下的起飞技术。

（孟照蓉）