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En la aviación , las condiciones de formación de hielo son condiciones atmosféricas que pueden provocar la formación de hielo de agua en un avión. La acumulación de hielo puede afectar las superficies externas de una aeronave - en cuyo caso se denomina engelamiento de la estructura del avión [1] - o el motor , lo que resulta en engelamiento en el carburador , en la entrada de aire o, en general, en engelamiento del motor . [2] Estos fenómenos no ocurren necesariamente juntos. Tanto la formación de hielo del fuselaje como del motor han provocado numerosos accidentes mortales en la historia de la aviación.
No todas las aeronaves, especialmente las de aviación general , están certificadas para volar en hielo conocido (FIKI), es decir, condiciones de engelamiento ciertas o que probablemente existan, según los informes , observaciones y pronósticos de los pilotos . [3] Para obtener la certificación FIKI, la aeronave debe estar equipada con sistemas adecuados de protección contra el hielo .
Definición [ editar ]
Las condiciones de formación de hielo existen cuando el aire contiene gotas de agua líquida superenfriada ; Las condiciones de formación de hielo se caracterizan cuantitativamente por el tamaño medio de las gotas, el contenido de agua líquida y la temperatura del aire. Estos parámetros afectan la extensión y la velocidad que caracterizan la formación de hielo en una aeronave. Las Regulaciones Federales de Aviación contienen una definición de condiciones de engelamiento [4] para las que algunas aeronaves están certificadas para volar. Las condiciones denominadas SLD, o gotas grandes superenfriadas, son aquellas que superan esa especificación y representan un peligro particular para las aeronaves.
Cualitativamente, los informes de los pilotos indican las condiciones de formación de hielo en términos de su efecto sobre la aeronave y dependerán de las capacidades de la aeronave. Como resultado, diferentes aeronaves pueden reportar las mismas condiciones cuantitativas como diferentes niveles de engelamiento. Los detectores de hielo se utilizan para indicar la presencia de condiciones de formación de hielo.
Tipos de hielo estructural [ editar ]
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- El hielo claro suele ser claro y suave. Las gotas de agua superenfriadas o la lluvia helada golpean una superficie pero no se congelan instantáneamente. A menudo se forman "cuernos" o protuberancias que se proyectan hacia el flujo de aire. Esta forma de hielo también se llama glaseado.
- El hielo de escarcha es áspero y opaco, formado por gotas superenfriadas que se congelan rápidamente al impactar. La formación de todo a lo largo de una superficie de sustentación 's punto de estancamiento , por lo general se ajusta a la forma de la superficie de sustentación.
- El hielo mixto es una combinación de hielo transparente y escarcha.
- El hielo helado es el resultado del agua que se congela en superficies desprotegidas mientras la aeronave está estacionaria. Esto puede ser peligroso cuando se intenta el vuelo porque interrumpe el flujo de aire de la capa límite de un perfil aerodinámico causando una pérdida aerodinámica prematura y, en algunos casos, una resistencia dramática incrementada haciendo que el despegue sea peligroso o imposible.
- El hielo SLD se refiere al hielo formado en condiciones de gotas grandes superenfriadas (SLD). Es similar al hielo transparente, pero debido a que el tamaño de las gotas es grande, se extiende a las partes desprotegidas de la aeronave y forma formas de hielo más grandes, más rápido que las condiciones normales de formación de hielo. Este fue un factor en el accidente del vuelo 4184 de American Eagle .
Efecto [ editar ]
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El ala normalmente se detendrá en un ángulo de ataque más bajo y, por lo tanto, a una velocidad aérea más alta, cuando se contamina con hielo. Incluso pequeñas cantidades de hielo tendrán un efecto, y si el hielo es áspero, puede tener un gran efecto. Por lo tanto, es aconsejable aumentar la velocidad de aproximación si queda hielo en las alas. El aumento depende tanto del tipo de aeronave como de la cantidad de hielo. Las características de pérdida de una aeronave con alas contaminadas con hielo se degradarán y los problemas graves de control de balanceo no son inusuales. La acumulación de hielo puede ser asimétrica entre las dos alas. Además, la parte exterior de un ala, que normalmente es más delgada y, por lo tanto, un mejor recolector de hielo, puede detenerse primero en lugar de al final.
Prevención y eliminación de la formación de hielo [ editar ]
Existen varios métodos para reducir los peligros de la formación de hielo, utilizando sistemas de protección contra el hielo . El primero, y el más simple, es evitar las condiciones de formación de hielo por completo, pero para muchos vuelos esto no es práctico.
Si hay hielo (u otros contaminantes) en una aeronave antes del despegue, deben eliminarse de las superficies críticas. La eliminación puede tomar muchas formas:
- Medios mecánicos, que pueden ser tan simples como usar una escoba o un cepillo para quitar la nieve.
- Aplicación de líquido anticongelante o incluso agua caliente para eliminar hielo, nieve, etc.
- Uso de calefacción por infrarrojos para derretir y eliminar contaminantes
- Colocar la aeronave en un hangar con calefacción hasta que la nieve y el hielo se hayan derretido
- Posicionar la aeronave hacia el Sol para maximizar el calentamiento de las superficies cubiertas de nieve y hielo. En la práctica, este método se limita a la contaminación fina, según el tiempo y las condiciones climáticas.
Todos estos métodos eliminan la contaminación existente, pero no brindan una protección práctica en condiciones de formación de hielo. Si existen condiciones de formación de hielo, o se esperan antes del despegue, se utilizan líquidos antihielo. Estos son más espesos que los líquidos de deshielo y resisten los efectos de la nieve y la lluvia durante algún tiempo. Están destinados a cortar la aeronave durante el despegue y no proporcionan protección durante el vuelo.
Para proteger una aeronave contra la formación de hielo en vuelo, se utilizan varias formas de antihielo o deshielo :
- Un enfoque común es encaminar el "aire de purga" del motor hacia los conductos a lo largo de los bordes de ataque de las alas y los planos de cola. El aire calienta el borde de ataque de la superficie y este derrite o evapora el hielo al contacto. En un avión propulsado por turbina, el aire se extrae de la sección del compresor del motor. Si la aeronave tiene un pistón turboalimentado, el aire de purga se puede eliminar del turbocompresor.
- Algunas aeronaves están equipadas con botas de deshielo neumáticas que dispersan la acumulación de hielo en la superficie. Estos sistemas requieren menos aire de purga del motor, pero generalmente son menos efectivos que una superficie calentada.
- Algunas aeronaves usan un sistema de ala llorona , que tiene cientos de pequeños orificios en los bordes de ataque y libera líquido antihielo a pedido para evitar la acumulación de hielo.
- La calefacción eléctrica también se utiliza para proteger aeronaves y componentes (incluidas las hélices) contra la formación de hielo. El calentamiento se puede aplicar de manera continua (generalmente en componentes pequeños y críticos, como sensores estáticos de pitot y álabes de ángulo de ataque) o de manera intermitente, dando un efecto similar al uso de botas de deshielo .
En todos estos casos, normalmente solo se protegen las superficies y los componentes críticos de la aeronave. En particular, solo el borde de ataque de un ala suele estar protegido.
El calor del carburador se aplica a los motores con carburador para prevenir y eliminar la formación de hielo. Los motores de inyección de combustible no son susceptibles a la formación de hielo en el carburador, pero pueden sufrir obstrucciones en las entradas. En estos motores, a menudo se dispone de una fuente de aire alternativa.
Existe una diferencia entre deshielo y antihielo. Deshielo se refiere a la remoción de hielo de la estructura del avión; antihielo se refiere a la prevención de la acumulación de hielo en la estructura del avión.
Formación de hielo en aviones no tripulados [ editar ]
Los aviones no tripulados son una tecnología emergente con una gran variedad de aplicaciones comerciales y militares. La formación de hielo en vuelo se produce durante el vuelo en nubes superenfriadas o precipitaciones heladas y es un peligro potencial para todas las aeronaves. La formación de hielo en vuelo en los vehículos aéreos no tripulados impone una limitación importante en la envolvente operativa. Los aviones no tripulados son más sensibles y susceptibles a la formación de hielo en comparación con los aviones tripulados. [5]
Accidentes relacionados con condiciones de formación de hielo [ editar ]
| Fecha | Accidente |
|---|---|
| 15 de octubre de 1943 | Vuelo 63 de American Airlines ( buque insignia de Missouri ) |
| 13 de enero de 1982 | Vuelo 90 de Air Florida |
| 12 de diciembre de 1985 | Vuelo 1285 de Arrow Air |
| 10 de marzo de 1989 | Vuelo 1363 de Air Ontario |
| 22 de marzo de 1992 | Vuelo 405 de USAir |
| 31 de octubre de 1994 | Vuelo 4184 de American Eagle |
| 9 de enero de 1997 | Vuelo 3272 de Comair |
| 16 de agosto de 2005 | Vuelo 708 de West Caribbean Airways |
| 1 de junio de 2009 | Vuelo 447 de Air France |
| 9 de enero de 2011 | Vuelo 277 de Iran Air |
| 4 de noviembre de 2010 | Vuelo 883 de Aero Caribbean |
| 18 de mayo de 2011 | Vuelo 5428 de Sol Líneas Aéreas |
| 24 de julio de 2014 | Vuelo 5017 de Air Algérie |
| 11 de febrero de 2018 | Vuelo 703 de Saratov Airlines |
Referencias [ editar ]
- ^ Wadel, Mary (3 de agosto de 2017). "Glaseado de fuselaje" . Centro de Investigación Glenn de la NASA . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio . Consultado el 8 de junio de 2019 .
- ^ Wadel, Mary (31 de julio de 2017). "Formación de hielo del motor" . Centro de Investigación Glenn de la NASA . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio . Consultado el 8 de junio de 2019 .
- ^ Yodice, John S. (1 de agosto de 2005). "La ley sobre 'formación de hielo conocida ' " . Vol. 48 no. 8. Revista piloto AOPA. Archivado desde el original el 1 de enero de 2015 . Consultado el 25 de abril de 2013 . La revista Cite requiere
|magazine=( ayuda ) - ^ "Regulaciones federales de aviación, parte 25, apéndice C" . Archivado desde el original el 19 de marzo de 2012 . Consultado el 20 de septiembre de 2008 .
- ^ "Temas sin resolver en la formación de hielo en vehículos aéreos no tripulados (informe de investigación EPR2020008) - SAE Mobilus" . saemobilus.sae.org . doi : 10.4271 / epr2020008 . Consultado el 12 de febrero de 2021 .
Enlaces externos [ editar ]
Medios relacionados con la formación de hielo en la aviación en Wikimedia Commons
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- Glaseado de aeronaves - Página de la NASA
- 14 CFR 25 Apéndice C - Condiciones de formación de hielo atmosférica para la certificación de aeronaves
