دلیل یخ زدگی بدنه هواپیما در پرواز چیست؟(بخش اول)
به طور کلی، پدیده Airframe icing به دلیل وجود Super cooled water در داخل ابر ها رخ میدهد. Super cooled water ذرات آبی هستند که میتوانند تا دمای زیر صفر درجه سرد شده بدون آنکه تبدیل به یخ شوند و در حالت مایع باقی میمانند.
این ذرات به صورت قطرات ریز یا درشت و یا ترکیبی از هردو در داخل ابرها موجود میباشند. ذرات Super cooled water به دلیل نداشتن هسته ی انجماد (Freezing nuclei) نمیتوانند تبدیل به یخ شوند.
هسته ی انجماد به ذرات بسیار ریز گرد و غبار، نمک، دود و غیره گفته میشود که باید در داخل مایع در حال سرد شدن وجود داشته باشند تا ذرات یخ حول این ذرات تشکیل شده و گسترش یابند. در صورت نبود این ذرات، مایع منجمد نمیشود، بلکه فقط دمای آن تا زیر صفر درجه کاهش می یابد. حتما بسیاری از شما تا به حال این تجربه را داشته اید که به عنوان مثال یک بطری نوشابه و یا آب را در داخل فریزر به مدت چند ساعت نگه داشته و پس از بیرون آوردن آن متوجه شده اید که آن نوشابه و یا آب یخ نزده است، اما به محض باز کردن درب آن دیده اید که مایع شروع به یخ زدن میکند. دلیل آن همانطور که گفته شد، عدم وجود ذرات هسته انجماد در داخل مایع بوده است، لذا به محض باز کردن درب بطری، ذرات هسته انجماد موجود در هوای محیط به داخل مایع نفوذ کرده و چون دمای مایع بسیار پایین تر از صفر درجه بوده، به سرعت دچار یخ زدگی شده است.
حال زمانی که هواپیما از داخل ابر عبور میکند، به دلیل وجود ذرات گرد و غبار ، دود و غیره بر روی سطح آن، ذرات Super cooled water بر روی بدنه تبدیل به یخ شده و پدیده ی Airframe icing به وجود می آید که بسیار خطرناک است.
انواع Airframe icing :
نوع اول) Rime ice : وجود ذرات ریز Super cooled water در داخل ابری با حدود دمای بین منفی پانزده درجه تا منفی چهل درجه سانتیگراد باعث ایجاد Rime ice میگردد.
از آنجایی که این ذرات بسیار ریز هستند، در زمانی که با بدنه ی هواپیما یا لبه ی جلویی بال (Leading edge) برخورد میکنند به سرعت منجمد میشوند. ویژگی Rime ice ها رنگ و بافت ویژه آنها بر روی سطح بدنه هواپیما میباشد. این یخ زدگی ها به شکل غیر شفاف و معمولا به رنگ کرم میباشند که دلیل آن، وجود هوای محبوس شده(به علت یخ زدگی سریع) است. همچین Rime ice ها بافتی ناهموار بر روی سطح هواپیما ایجاد میکنند.
نوع دوم) Clear ice : وجود ذرات درشت Super cooled water در داخل ابری با حدود دمای صفر درجه تا منفی پانزده درجه سانتیگراد باعث به وجود آمدن Clear ice میشود.
در زمان برخورد این ذرات درشت، فقط بخشی از قطراتی که به لبه جلویی بال برخورد میکنند تبدیل به یخ میشوند و بقیه ی قطرات به سمت عقب جریان یافته و پس از برخورد با بدنه هواپیما تبدیل به یخ میشوند.
این نوع یخ زدگی ها شفافیتی همانند یک لیوان دارند و به دلیل اینکه تشخیص آنها بر روی بدنه و بال هواپیما سخت میباشد، نام Clear ice را برای آن انتخاب کرده اند. پروسه یخ زدگی در Clear ice به قدری آرام میباشد که تمامی هوای موجود در یخ خارج شده و یخ، رنگ شفاف بر خود بگیرد. این یخ ها به دلیل اینکه سخت تر از Rime ice ها از روی بدنه کنده میشوند خطرناک تر میباشند.
در آینده در مورد انواع دیگری از یخ زدگی ها به نام Freezing rain ، Hoar frost و مشکلات ایجاد شده به دلیل یخ زدگی سطوح در پرواز توضیح داده خواهد شد.
منبع: Meteorology Oxford
به قلم مهران اشرفی
ارسال نظر