Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Антиобледенительной жидкости )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Информацию о жидкостных системах защиты от обледенения, используемых в полете, см. В разделе « Система защиты от обледенения» § «Гидравлическое удаление льда» .

Наземное удаление обледенения самолетов обычно выполняется как в коммерческой, так и в гражданской авиации. Жидкости , используемые в этой операции, называются противообледенительной или антиобледенительные жидкости. Обычно используются инициалы ADF (Aircraft Deicing Fluid), ADAF (Aircraft Deicer and Anti-icer Fluid) или AAF (Aircraft Anti-icing Fluid) обычно используются. [1] [2]

Используемые жидкости [ править ]

Устранение обледенения самолета во время снегопада.
Самолет Dash 8 обработан антиобледенительной жидкостью в марте в нормальную весеннюю погоду в Англии для предотвращения образования льда.

Жидкости для защиты от обледенения бывают разных типов и обычно состоят из этиленгликоля (EG) или пропиленгликоля (PG), а также других ингредиентов, таких как загустители, поверхностно-активные вещества (смачивающие вещества), ингибиторы коррозии , цвета и чувствительность к УФ-излучению. краситель. Жидкость на основе пропиленгликоля встречается чаще, потому что она менее токсична, чем этиленгликоль.

SAE International (ранее известное как Общество автомобильных инженеров) публикует стандарты (SAE AMS 1428 и AMS 1424) для четырех различных типов жидкостей для борьбы с обледенением для авиации:

  1. Жидкости типа I имеют низкую вязкость и считаются «незатухающими». Они обеспечивают лишь кратковременную защиту, так как быстро стекают с поверхностей после использования. Их обычно распыляют на горячую (130–180 ° F, 55–80 ° C) под высоким давлением, чтобы удалить снег, лед и иней. Обычно их окрашивают в оранжевый цвет, чтобы облегчить идентификацию и нанесение.
  2. Жидкости типа II являются псевдопластичными , что означает, что они содержат полимерный загуститель для предотвращения их немедленного стекания с поверхностей самолета. Тип II предотвращает попадание снега, льда или инея на самолет от перрона до взлета. Обычно пленка жидкости остается на месте до тех пор, пока самолет не разгонится до 100 узлов (190 км / ч) или около того, после чего вязкость падает из-за напряжения сдвига . Высокие скорости, необходимые для разрушения вязкости, означают, что этот тип жидкости подходит только для более крупных самолетов. Использование жидкостей Типа II уменьшается в пользу Типа IV. Жидкости типа II обычно прозрачные.
  3. Жидкости типа III можно рассматривать как компромисс между жидкостями типа I и типа II. Они предназначены для использования на более медленных самолетах со скоростью вращения менее 100 узлов. Жидкости типа III обычно ярко-желтого цвета.
  4. Тип IV имеет то же назначение и соответствует тем же стандартам AMS, что и жидкости Типа II, но они обеспечивают более длительное время выдержки. Обычно их окрашивают в зеленый цвет, чтобы нанести равномерный слой жидкости.

Международная организация по стандартизации публикует эквивалентные стандарты (ISO 11075 и ISO 11078), определяющие те же четыре типа.

Жидкости для защиты от обледенения, содержащие загустители (типы II, III и IV), также известны как жидкости для защиты от обледенения, поскольку они используются в первую очередь для предотвращения повторного появления обледенения после первоначального устранения обледенения с помощью жидкости типа I.

Химический состав [ править ]

Основным компонентом противообледенительной жидкости является депрессант точки замерзания (FPD), обычно пропиленгликоль или этиленгликоль. Другие ингредиенты различаются в зависимости от производителя, но точный состав конкретной марки жидкости обычно является конфиденциальной служебной информацией.

На основе химического анализа Агентство по охране окружающей среды США выделило пять основных классов добавок, широко используемых производителями:

  1. Бензотриазол и метилзамещенный бензотриазол, используемые в качестве ингибитора коррозии. [3]
  2. Алкилфенол и этоксилаты алкилфенола , неионные поверхностно - активные вещества, используемые для снижения поверхностного натяжения .
  3. Триэтаноламин , используемый в качестве буфера pH .
  4. Высокомолекулярные нелинейные полимеры, используемые для повышения вязкоупругости .
  5. Красители, используемые для помощи в идентификации. [4] : 46

Статистика использования [ править ]

Количество жидкости, необходимое для удаления льда с самолета, зависит от множества факторов. Для удаления льда с большого коммерческого самолета обычно требуется от 500 галлонов США (1900 л) до 1000 галлонов США (3800 л) разбавленной жидкости.

Стоимость жидкости широко варьируется в зависимости от рыночных условий. Сумма, которую компании по борьбе с обледенением взимают с конечных пользователей, обычно находится в диапазоне от 8 до 12 долларов США за галлон разбавленного газа (от 2,10 до 3,20 долларов США за литр).

Общее годовое использование противообледенительных жидкостей в США оценивается примерно в 25 миллионов галлонов США (95 000 000 л) с разбивкой следующим образом (данные за 2008 г., скорректированные для отображения общего количества неразбавленной жидкости): [4] : 43

Тип жидкостиГодовая суммаДоля
Пропиленгликоль типа I19 305 000 галлонов США (73 080 000 л)77,1%
Пропиленгликоль типа IV2,856,000 галлонов США (10,810,000 л)11,4%
Этиленгликоль типа I2,575,000 галлонов США (9,750,000 л)10,3%
Этиленгликоль IV типа306,000 галлонов США (1,160,000 л)1,2%

Измерение производительности [ править ]

Эффективность противообледенительной жидкости в первую очередь измеряется временем выдержки (HOT) и минимальной рабочей температурой использования (LOUT).

Время ожидания (HOT) - это время, в течение которого самолет может ждать после обработки перед взлетом. Время выдержки зависит от разбавления жидкости, температуры окружающей среды, ветра, осадков, влажности, материала обшивки самолета, температуры обшивки самолета и других факторов. Если время удержания превышено, перед взлетом самолет необходимо повторно обработать.

Самая низкая рабочая температура использования (LOUT) - это самая низкая температура, при которой антиобледенительная жидкость будет адекватно стекать с критических поверхностей самолета и поддерживать требуемый буфер точки замерзания для защиты от обледенения, который на 7 ° C (13 ° F) ниже температуры наружного воздуха. температура (OAT).

В США Федеральное управление гражданской авиации (FAA) публикует официальные таблицы времени выдержки и минимальной рабочей температуры для всех одобренных жидкостей для борьбы с обледенением и ежегодно пересматривает их. [5]

Для жидкостей типа I время удержания, указанное в таблицах FAA, составляет от 1 до 22 минут, в зависимости от вышеупомянутых ситуационных факторов. Для жидкостей типа IV время выдержки составляет от 9 до 160 минут.

Разведение [ править ]

Жидкости для защиты от обледенения лучше всего работают, если их разбавлять водой. Например, неразбавленная жидкость для устранения обледенения Dow UCAR [6] (этиленгликоль типа I) имеет температуру замерзания -28 ° C. Вода замерзает при 0 ° C. Однако смесь из 70 процентов противообледенительной жидкости и 30 процентов воды замерзает при температуре ниже -55 ° C. Это известно как эвтектическая концентрация, когда точка замерзания смеси находится в самой низкой точке и ниже, чем у любого из составляющих веществ.

В зависимости от производителя, противогололедные жидкости могут продаваться в концентрированных или предварительно разбавленных составах. При необходимости разбавление должно производиться в соответствии с погодными условиями и инструкциями производителя, чтобы минимизировать затраты при сохранении безопасности.

Разбавление конкретного образца жидкости (и, следовательно, его точку замерзания) можно легко подтвердить, измерив его показатель преломления с помощью рефрактометра и просмотрев результат в таблицах производителя противообледенительной жидкости.

Соответствие стандартам [ править ]

Производители жидкостей для борьбы с обледенением для авиации должны подтвердить, что их продукция соответствует стандартам AMS 1424 и 1428, используя определенные испытания на ускорение при высокой скорости, испытание на снижение на низкой скорости и испытание на износостойкость при распылении воды. [7]

Целью этих стандартов является обеспечение приемлемых аэродинамических характеристик противообледенительных жидкостей, когда они стекают с поверхностей подъема и управления самолета во время взлета и набора высоты.

С развитием негликолевых жидкостей для борьбы с обледенением эти стандарты развиваются, чтобы учитывать дополнительные факторы, такие как коррозия, пенообразование, загустение, образование остатков, скользкость и образование плесени. [8]

Предостережения [ править ]

Повторное нанесение противообледенительной жидкости типа II, типа III или типа IV может привести к накоплению остатков в аэродинамически тихих областях, полостях и зазорах. Эти остатки могут регидратироваться и замерзать при определенных изменениях температуры, в условиях высокой влажности и / или дождя. Кроме того, они могут блокировать или мешать работе критически важных систем управления полетом.

При использовании этих типов жидкостей следует разработать соответствующую программу проверки и очистки. [9]

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Этиленгликоль и пропиленгликоль вызывают высокий уровень биохимической потребности в кислороде (БПК) во время разложения в поверхностных водах. Когда популяции микробов разлагают пропиленгликоль, расходуются большие количества растворенного кислорода (DO) в водной толще . [10] : 2–23 Этот процесс может отрицательно сказаться на рыбах и других водных организмах, потребляя кислород, необходимый для их выживания.

В загущенных жидкостях обычно используются поверхностно-активные вещества на основе алкилфенолэтоксилата (APE), продукты биоразложения которых, как было показано, являются разрушителями эндокринной системы, и поэтому они запрещены в Европе и находятся под контролем Агентства по охране окружающей среды в США [11]. В ряде жидкостей также используется бензилтриазол. или ингибиторы коррозии толитриазола, которые токсичны и не поддаются биологическому разложению и, таким образом, сохраняются в окружающей среде. [12] Исследования продолжаются, чтобы найти менее проблемные альтернативы. [13] Это оказывается сложной задачей из-за множества факторов производительности и безопасности, которые необходимо учитывать. [8]

Одна жидкость для борьбы с обледенением, одобренная Федеральным управлением гражданской авиации США (Kilfrost DF Sustain), представляет собой 1,3-пропандиол , продукт ферментации кукурузы, в качестве депрессанта точки замерзания вместо этиленгликоля или пропиленгликоля. [14]

Бензотриазол (и толилтриазолы), хотя и не очень токсичен, плохо разлагается и имеет ограниченную тенденцию к сорбции. Следовательно, он лишь частично удаляется на очистных сооружениях, а значительная его часть достигает поверхностных вод, таких как реки и озера. [3]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Транспорт Канада, Оттава, Онтарио (2016). «TP 14052. Руководство по выполнению работ по обледенению воздушных судов. Глава 8. Жидкости». Проверено 14 мая 2016.
  2. ^ Stefl, Барбара А .; Джордж Кэтлин F. (2014), "Антифризы и жидкости антиобледенительные", Kirk-Othmer Энциклопедия химической технологии , Нью - Йорк: John Wiley, DOI : 10.1002 / 0471238961.0114200919200506.a01.pub2 , ISBN 9780471238966
  3. ^ а б Гигер, Вт; Шаффнер, К; Колер, HP (2006). «Бензотриазол и толилтриазол как загрязнители воды. 1. Поступление и распространение в реках и озерах». Наука об окружающей среде и технологии . 40 (23): 7186–92. DOI : 10.1021 / es061565j . PMID 17180965 . 
  4. ^ a b Документ о технической разработке окончательных руководящих указаний по ограничению сбросов и стандартов эффективности новых источников для категории защиты от обледенения в аэропортах (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Апрель 2012 г. EPA-821-R-12-005.
  5. ^ "Борьба с обледенением земли самолета" . Вашингтон, округ Колумбия: Федеральное управление гражданской авиации США. 2020-08-12.
  6. ^ "UCAR (tm) Жидкости для борьбы с обледенением самолетов для безопасных зимних операций" . Dow Chemical.
  7. ^ SAE International (2007). «Стандартный метод испытаний на аэродинамическую приемлемость жидкостей для борьбы с обледенением самолетов SAE AMS 1424 и SAE AMS 1428». .
  8. ^ a b SAE International (2011). «Проблемы и испытания жидкостей для борьбы с обледенением самолетов, не содержащих гликоля». Архивировано 2 февраля 2013 г. в Wayback Machine doi : 10.4271 / 2011-38-0058.
  9. ^ Предупреждения Управления гражданской авиации Великобритании о противообледенительных жидкостях
  10. ^ Оценка воздействия на окружающую среду и выгод для окончательных руководящих принципов и стандартов по ограничению сточных вод для категории по борьбе с обледенением в аэропортах (отчет). EPA. Апрель 2012 г. EPA-821-R-12-003.
  11. ^ «Информационный бюллетень: нонилфенолы и этоксилаты нонилфенола» . EPA. 2016-11-02.
  12. ^ США 8562854 , «Композиция для борьбы с обледенением / анти-обледенения», выданным 2013-10-22 
  13. ^ Альтернативные противообледенительные составы для самолетов и дорожного покрытия и противообледенительные составы с улучшенными экологическими характеристиками (PDF) (Отчет) Программа совместных исследований аэропортов. FAA. Апрель 2010. Дайджест результатов исследования 9.
  14. ^ US 20090283713 , "" Экологически безвредные жидкости для защиты от обледенения или обледенения, использующие промышленные потоки, содержащие соли гидроксикарбоновой кислоты и / или другие эффективные средства от обледенения / защиты от обледенения ""