来自FAA的地面除防冰知识补遗
除了关于“保持时间”的基础知识,《Revised FAA-Approved Deicing Program Updates, Winter 2020-2021》这份文件还能告诉你什么——复合材料大翼为什么保持时间短?防冰液为什么冒热气?什么是LOUT?什么是“允许时间”?可以在雪中起飞吗?防冰液可以应付冰雹吗?气温高于露点会结霜吗?飞行员可以自主判断降水强度吗?除冰之前可以放出襟缝翼吗?防冰液有可能会残留在操作舵面上吗?翼尖装置是关键表面吗?冷透大翼有霜可以起飞吗?窗户上可以使用防冰液吗?……
笔者初步整理、翻译了这份文件的大部分内容,并重新组织了32个小标题,全文2万余字,分享给读者。因能力和时间所限,难免有错漏,欢迎交流和指正!如需要用于政策引用、课题研究和组织培训等正式目的,建议参照原文复核相关内容。
目录
01 通告的用途和受众
02 哪儿找到本通告
03 通告的背景
04 I型液的性质和相关表格
05 II、III和IV型液的特性和表格
06 I型和其他3型的表格的不同
07 最低操作使用温度(LOUT)
08 降水强度、类型等信息
09 重度雪中的运行
10 在冰丸和小冰雹条件下的运行
11 冰雹、小冰雹等等(METAR代码GR、PL…)
12 不存在HOT或允许时间的其他情况
13 混合降水情况
14 飞行员评估降水强度指南
15 液体的质量控制
16 液体的使用
17 备选的和新的技术
18 HOT的计时问题
19 机组对于影响防冰处理的情况的警觉
20 伸出襟缝翼造成液体提前失效
21 使用II或IV型液后飞机未能离地
22 除冰液和防冰液的相容性
23 含碱有机盐(AOS)的非乙二醇除冰液
24 跑道除冰剂对防冰液的可能影响
25 单引擎、高翼涡轮螺旋桨飞机检查
26 后置发动机的硬翼飞机的触觉检查
27 液体的干燥化
28 被认为是关键表面的翼尖装置
29 冷透燃油霜
30 飞行中的液体冻结
31 机库中的防冰
32 其他
《Revised FAA-Approved Deicing Program Updates, Winter 2020-2021》(FAA认证除冰大纲的年度更新,下文称为《通告》),是以通告形式发布的指导性的技术文档。《通告》应该和与《FAA防冰保持时间指南》(Federal Aviation Administration (FAA) Holdover Time Guidelines for Winter 2020-2021,下文称《指南》)配套使用,两者相互补充,才能完善理解。
01 通告的用途和受众
《通告》旨在:
-提供与防冰保持时间有关的信息
-为各类地面除防冰课题提供建议
-也厘清一些与METAR(航路天气报告)有关的误解。
主要的受众是“飞行标准安全保证办公室”的“主任运行监察员”(POI, Flight Standards Safety Assurance offices’ Principal Operations Inspectors),他们负责认证航空承运人(air carrier)的除冰大纲(deicing program)。其次的受众,也包括航空承运人和运营商,以及各个航空标准和基层业务办公室(Safety Standards and Foundational Business offices)
笔记:FAA体系的POI相当于“民航局授权主任监察员”。The Principal Operations Inspector is the liaison between commercial air carriers and the FAA. The Inspector is responsible for ensuring legal compliance of the carriers with FAA rules and regulations. The Inspector has the authority to instigate surveillance, inspections, and work programs to monitor and evaluate a carrier’s compliance, provided such actions are acceptable for department budgets and policies. Duties also include researching, preparing, and writing detailed investigative and accident reports.
02 哪儿找到本通告
《通告》给了一串地址。在FAA网站(www.faa.gov )也可以直接搜到。
《指南》也可以搜到——
03 通告的背景
-联邦法律14 CFR的121部有关条款要求“121部合格证持有人”必须有认证的地面除防冰大纲。
-咨询通告AC 120-60提供了获得大纲认证的指导,也讨论了保持时间的使用。
-125部和135部允许这两种合格证的持有人也使用按121部认证的大纲。
笔记:FAA体系的121部和135部,和CAAC一致,分别管辖“大型民航飞机”和“小型民航飞机”。FAA的135部管辖“特定大型民航飞机”(比如公务机),CCAC没有对应的规章。
04 I型液的性质和相关表格
I型除防冰液:牛顿流体、不增稠的,主要用于除冰,也用于防冰。外观是稀薄的、如果有添加剂则呈现橘色。无论是否有外力,牛顿流体都倾向于流动。
《指南》为I型液体提供了两个表格,分别适用于关键表面的主要材料是“铝合金”(表2),以及是“复合材料”(表3)的两类飞机。
说明:
-表2也适用于其他金属,比如“钛合金”。
-表3必须应用于关键表面主要是、或者完全是复合材料的飞机。
-对于目前已运营的、并且已证实使用过表2是安全的、关键表面只有一部分是复合材料的飞机,不必使用表3。如果有疑问,咨询飞机制造商。
笔记:表2适用于包括737、320在内的“传统飞机”;787和350等少数飞机的大翼主要使用复合材料;C919的大翼主要也是铝合金。
I型液在降水条件下很快稀释,但是,在一段有限的时间内,液体中被飞机表面所吸收的热量可以将液体保持在冰点以上,而复合材料的导热性比金属材料差,因此保持时间较短。
理论上,当表面的温度等于液体的冰点,液体就失效了。由于在整架飞机上各处的结构不同,导致热量吸收的不同,因此液体失效容易先发生在:
-结构上比较薄的区域
-有较小的子结构的区域(Areas with minimal substructure),比如后缘、前缘和翼尖
说明:《指南》不适用于不加热的I型混合液。
加热的I型液的效率。I型液的加热要求见于《指南》的表47。
如前所述,I型液的保持时间非常依赖于表面的加热。不像II、III和IV型液,它们包含增稠剂,从而附着在飞机表面。I型液没有经过增稠,在使用之后很快流走,所以I型液在除防冰过程中对飞机表面的加热,将表面的问题提高到高于未流走的液体的冰点以上,从而产生防冰效果。
当需要如表47所描述那样在喷嘴上产生60℃(140℉)的温度,FAA并不是要求连续地测量喷嘴处的温度。FAA认为确定一个温度下降就可以了,即在典型的流量下,管道的最终温度监控点和喷嘴之间的温度下降。地面除冰车厂家指出这个温度下降在10℃(18℉)或以下。一些更先进的设备(即热式或带有末端加热器),这个温下降度在5℃(9℉)或以下。确保这个温度下降不会导致喷嘴处的温度小于60℃(140℉)就足够了。
关于I型液的冰点。在表2和3下方有一个说明:“……冰点比外界大气温度低至少10℃(18℉)”,冰点和外界大气温度(OAT)之间的不同叫“温度裕度”或“冰点裕度”(temperature or freezing point buffer)。影响混合液的冰点有许多变量,这些变量导致评估冰点容易不准确,而这个温度裕度用于包容这种不准确性。其中一些变量是:
-OAT的测量
-冰点的红外线测量方法
-混合液的温度
-冰点抑制剂(FPD)的液/水混合比例的不准确性
-OAT和飞机表面温度的不同
-使用液体之后OAT的变化
-飞机表面材料的不同
-重复加热造成的蒸发
-雪或雨进入储液箱造成的污染
-风的效应
-太阳辐射
说明:例如,如果OAT是-3 °C(27 °F),那么在表2和3被使用之前,I型液的冰点应该是-13 °C(9 °F)或更低,喷嘴处的混合液温度应该至少是60℃(140℉)。
05 II、III和IV型液的特性和表格
II、III和IV型液是增稠的非牛顿流体。当受到剪切力,例如当起飞时气流经过飞机表面,非牛顿流体的粘度(厚度)会下降。当使用到飞机表面上,这些液体形成一个“防冰厚度层”(anti-icing thickness layer),吸收除了冰丸和冰雹之外的冰冻污染物。虽然增稠了,但是III型液比II型或IV型液要稀薄得多,这使得它适用于抬头速度较低的飞机(需要在受到较小的剪切力时就能脱落)。
这些液体的HOT主要是OAT、降水类型和强度、混合比这3个方面的函数。其中,当气象现象仍在发生时,冰冻降水条件(例如:霜、冻雾、雪、冻毛毛雨、轻度冻雨、在冷透大翼上的雨)才适用。(笔记:假如这些气象现象不发生或者已停止,那么确定HOT就不需要考虑气象现象的影响,可以取较为有利的数值)
混合比是未稀释体液与水的比例。例如,75/25混合液是75%的FPD与25%的水。
大多数FPD是乙二醇基或者丙二醇基的。在降水条件下,化学添加物改善了用于防冰时的II、III和IV型液的性能。这些添加剂增稠了液体,并使之具备非牛顿流动特性。增稠改善了HOT,而非牛顿特性使得在起飞时液体的粘度快速下降,液体在离地之前就从关键大翼表面流走。同样的特性使得II型和IV型液体在受到泵出或喷射的剪切力时,粘度变化比较敏感。II型液不那么敏感,因为它的粘度较低。
关于II型和IV型液的表格有一个说明:“在-10℃(14℉)以下时,对于这种条件没有建议的HOT”。意思是,虽然表格中的温度范围是-8℃(18℉)到-14℃(7℉),但是对于冻毛毛雨(freezing drizzle)和轻度冻雨(light freezing rain)的条件,FAA不认为在-10℃(14℉)以下有有效的HOT。
75/25浓度的HOT可能比纯液要长。对于有些液体,在有些条件下,当浓度下降,HOT增加。这种反常识的现象很少发生,但是当特定数量的水添加到液体中,会导致液体浓度的增加以及HOT的改善(达到某个值)。如果不知道这个现象,可能会以为在一些表格里的数据是错误的。
非标准浓度比的HOT。当这些液体不按照标准发布的100/0、75/25、50/50比例来配置,HOT和最低操作时间温度(lowest operational use temperature,LOUT)要比高于它或低于它的标准比例下的数值都要更保守。例如:
-对于80/20比例,HOT和LOUT比100/0和75/25比例的都更保守
-对于60/40比例,HOT和LOUT比75/25和50/50比例的都更保守
在使用加热的II型液和IV型液的一步法中,关于HOT有以下问题:
-在以前的咨询信息中,FAA指出使用未加热的、冷的II型液可以得到最大的防冰效果。这是基于当时的观察。原理是冷的、未加热的液体可以在飞机表面上产生更厚的保护层,而加热的可能比较薄。
-加拿大一家公司,使用当前的测试方法,为FAA和加拿大交通部(TC)做了测试。加热到60℃(140℉)的II型和IV型液,被证明在相同浓度、温度和降水条件下具有相等甚至更好的保持时间。所以,无论对于何种液体,当加热时,不再认为保持时间会减少。
通用和最小HOT数值。表4(II型液)和表19(IV型液)给出了对于所有液体在各个特定降水条件、温度范围和混合比时的最小(最差)HOT数值。表格每年更新。承运人只能在特定液体被使用时才使用对应的表格(表5到18以及表20到39)。如果承运人不能确定使用了哪一种液体,那么必须使用表4或表19。
说明:使用通用表格时,仍须遵循最低翼上粘度(lowest on-wing viscosity,LOWV)
说明:如果在防冰之前,襟翼或缝翼被伸出到起飞构型,并且在滑行和起飞期间保持这个构型,那么必须使用修正HOT表格(表ADJ-4和表ADJ-19)
06 I型和其他3型的表格的不同
II、III和IV型的表格中有“混合比”这一列,但I型的没有,因为:
-I型使用时,在OAT和混合液冰点之间维持至少10℃(18℉)的裕度。(此要求与混合比无关)
-II、III和IV型用于防冰,比例是100/0、75/25或50/50。根据混合比和温度,冰点裕度是至少7℃(13℉)
I型液的HOT显著地低于II型、III型或IV型液。在除防冰操作中由飞机表面吸收的热量极大地影响着I型液的保护能力。要使用I型液的HOT指南,液体必须被加热,当以至少每平方米一升(大约每100平方英尺2加仑)的比例使用时,喷嘴处温度至少60℃(140℉)。由于复合材料表面的导热性比较差,HOT比较短。
虽然普遍认为I型液用于除冰,而II、III和IV型液用于防冰,但所有液体可以都用于除冰和防冰。但是,I型液作为防冰液的性能比较差。同时,加热和稀释的II、III和IV型液也用于除冰和防冰操作。这在欧洲和美国是普遍的做法。
说明:HOT指南适用于防冰程序,并适用于除冰程序。
07 最低操作使用温度(LOUT)
在很低的温度下,除防冰液变得太粘稠,在起飞或到达冰点时难以流走,当出现活动的降水时,它们不再能够防止飞机表面被冻结。最低操作使用温度(LOUT)是一个最低的温度,在此温度以上,除防冰液在起飞时可以流走,同时能维持要求的冰点裕度(freezing point buffer)。
-对于II、III和IV型液,冰点裕度是比OAT低7℃(13℉);对于I型液,是比OAT低10℃(18℉)
-有两种关于液体流走的空气动力学测试:高速测试用于抬头速度大于100节的飞机,低速测试用于抬头速度小于100节的飞机。II型和IV型通常不能通过低速测试。所以,如果要将II型和IV型液用于低抬头速度的飞机,制造商必须完成测试来证明这些液体可以被安全使用,给出相应的操作程序来确保安全。
以下3个例子展示LOUT的确定方法:
-某种IV型液最低可以在-33℃(-27℉)通过空气动力学测试,而它的冰点是-36℃(-33℉)。一旦考虑7℃(13℉)的冰点裕度,它的LOUT是-29℃(-20℉)
-某种I型液最低可以在-30℃(-22℉)通过空气动力学测试,而它的冰点是-35℃(-31℉)。一旦考虑10℃(18℉)的冰点裕度,它的LOUT是-25℃(-13℉)
-某种I型液最低可以在-30℃(-22℉)通过空气动力学测试,而它的冰点是-42℃(-44℉)。由于10℃(18℉)的冰点裕度在-32℃(-26℉)达到,限制因素是空气动力学性能,因此LOUT是-30℃(-22℉)
笔记:空气动力学以及冰点裕度分别考虑,取其中较高的那个数值作为LOUT。
《指南》的表43到46给出了每种液体的LOUT。这些信息是FAA基于液体制造商提供的信息而给出的。如果需要进一步明确相关的信息,请联系制造商。
I型液的制造商给出特定混合比的LOUT,不允许超过这些混合比。(原文:LOUTs for Type I fluids include the manufacturer-specified fluid/water concentration used to establish the LOUT for each fluid. This concentration should not be exceeded.)
对于II、III、IV型液可以有不同的LOUT,也和混合比有关。
FAA强调承运人必须阅读和理解《指南》中的所有说明(note)和警告(caution),以避免液体的不当使用,例如对于I型液的10℃(18℉)冰点裕度。
08 降水强度、类型等信息
在HOT表格中有两个时间数值的所有单元格里(轻度和非常轻度的雪、冻毛毛雨、冻雨除外),降水强度都是轻度到中度。对于“非常轻度”和“轻度”雪的列,保持时间应该按他们相应的速率来考虑。非常轻度的雪,有一个液态等效的降雪率,0.3到0.4毫米每小时(mm/h),而轻度雪的降雪率是0.4到1.0 mm/h。(作为参考,中度雪的液态等效降雪率是1.0到2.5 mm/h,而重度雪大于2.5 mm/h。)对于非常轻度的雪,较长的时间对应于较小的降雪率,而较短的时间对应于较大的降雪率。对于冻雨,范围限制在轻度冻雨,最高达到2.5 mm/h。除了冻毛毛雨以外,重度降水条件不被《指南》所考虑。
说明:FAA不认可在中度到重度冻雨、重度冰丸和冰雹中起飞。(The FAA does not approve takeoff in conditions of moderate or heavy freezing rain, heavy ice pellets, and hail.)对于在轻度和中度的冰丸、混合了其他降水形式的轻度冰丸、小冰雹,FAA发展了许可时间(allowance time)和相应的限制,列举在冰丸和小冰雹许可时间表里(《指南》表40和表41)。此外,如果在如段落《重度雪中的运行》中描述的条件被满足了,那么在重度雪中起飞也是可以的。
说明:除了遵守《指南》在关于重度雪中的运行,FAA发动机和螺旋桨标准分部(FAA Engine and Propeller Standards Branch, AIR-6A0)也发布过如下说明:“涡轮发动机暖车程序(run-up procedure)在飞机飞行手册(AFM)中定义。”AIR-6A0推荐运营商在重度雪条件下考虑更多地执行暖车程序。
例如,在表2中,在“OAT”列,对低于-3 ℃到-6 ℃的冻毛毛雨,HOT是5-9分钟。根据冻毛毛雨的强度,大约的保护时间可以是:
-对于中度到重度的冻毛毛雨,短到5分钟,或者
-对于轻度的冻毛毛雨,长到9分钟
对于降雪的情况。I、III和IV和大多数的II型液包含三个不同的列,分别表示非常轻度、轻度和中度的降雪情况。对于世界范围内降雪情况的最新调查和分析,表明75%的降雪属于轻度和非常轻度的类别。在三个列中的数据是基于由于APS航空公司完成的测试。这些测试是代表FAA和TC而完成的。
液态等效降雪率在0.4到1 mm/h(0.02到0.04英寸每小时,和4到10克每立方分米每小时),属于轻度雪;液态等效降雪率在0.3到0.4 mm/h(0.01到0.02英寸每小时,和3到4克每立方分米每小时),属于非常轻度的雪。总体上,这些设定是基于一系列因素,包括:
-对于小于0.5 mm/h的轻度情况,降雪强度的报告和测量不准确
-潜在的风效应
-轻度雪的变动
-与起飞前检查相关的可能的安全问题
结霜情况。在《指南》的表1中,每个单元格只提供1个HOT数值。结霜的强度或程度(Frost intensities or accumulations)和其他降水情形相比是比较低的,并且在较冷的温度时减少。这通常导致结霜的HOT显著地比其他降水情况要长。较长的HOT可以适应大多数航空器地面运行要求。
关于霜。霜在冬季运行条件中很常见。由于辐射冷却而产生的霜是均匀而薄的、细小晶体结构的白色沉积物,在低于冰点的暴露表面上形成,通常在安静、无云的夜晚,而表面附近的空气接近于饱和。当沉积物足够稀薄,可以看下表面上的特征物(比如线条、标记和字母),通常被叫做“白霜”(hoar frost)。由于冷透燃油的作用,白霜也可在大翼的上或下表面形成。
霜的特征。霜的外观是微小的污染物,并不显示出和其他类型污染物(比如雪或冰)同样明显的危险信号。但是,霜对于飞机运行安全是严重的威胁,因为它总是附着在飞机表面,是粗糙的,造成明显的升力下降和阻力增加。
霜的形成。只要暴露表面的温度冷却到低于OAT或者低于“霜点”(frost point,不是露点dew point),霜就形成。
活性霜。活性霜指的是霜正在形成的情况。在活性霜情况下,霜会在不受保护的表面上形成,也会在受防冰液保护但已经超过HOT的表面上再次形成。如果暴露表面等于或低于霜点,霜会在表面上开始积聚。一旦形成,如果表面温度保持在冰点以下,在活性霜阶段以后,已形成的霜会继续存在。
露点和霜点。露点是在给定大气压力中造成空气饱和的温度。露点可能出现在高于或低于0 ℃(32 ℉)。霜点是在0 ℃(32 ℉)或以下,空气中的水汽经过沉淀,在暴露表面上形成一层霜的温度。METAR并不报告霜点,但是它报告露点。在给定的空气湿度水平,霜点比露点高。霜点和露点在0℃时相同;而在露点-40 ℃时,霜点高出3.2 ℃(即-36.8 ℃)。下表为两者的关系提供了更多例子。
露点(℃) |
霜点(℃) |
0 |
0 |
-5 |
-4.4 |
-10 |
-8.9 |
-15 |
-13.5 |
-20 |
-18.0 |
-25 |
-22.7 |
-30 |
-27.3 |
-35 |
-32.1 |
-40 |
-36.8 |
霜的HOT。霜的HOT是针对霜正在形成的活性霜情况的。当表面在0℃(32℉)或以下并且在或低于霜点时,有活性霜。通常在天空晴朗的寒冷夜晚形成。
说明:在较长的霜HOT期间,OAT的变化可能有10 ℃(18 ℉)之多;所以,飞行员应该基于除防冰处理之后可能会发生的OAT下降,而缩短HOT(按较低的OAT来估计)。在较长的HOT期间,OAT的变化可能会很显著;使用从除防冰处理到起飞期间最低的温度来估计HOT。
冻雾。冻雾条件通过观察最好确定。如果在除冰区域有沉积,那么条件是活性的,冻雾沉积在风速增加时会增加。最少的沉积是在没有风时。冻雾沉积率,在1到2.5米每秒的风速时是0.2到0.5 mm/h(2到5 g/dm2/h)。风速越高,沉积率可能会高。冻雾在滑行时可能沉积在飞机表面,因为滑行速度与风速有相同的效果。
09 重度雪中的运行
触摸和目视检查。在当前的HOT表格中,对于重度雪没有保持时间。以往测试的数据显示,通过对飞行进行适当的触摸和目视检查,并确定防冰液没有失效,那么起飞是安全的。重度雪条件下的触摸和目视检查,应以能够提供准确评估的方式来完成。确定防冰液是否失效的触摸和目视检查程序,必须和有HOT时间的降水情况下的、HOT已超过时的起飞前污染物检查程序是一样全面的。防冰液溶解雪,并吸收由此产生的湿气到液体中。当防冰液开始失效时,它的外观开始改变(例如,不那么光滑,更不透明),雪开始在液体上和液体中积聚。在这个阶段,液体失效,不允许起飞。如果完成此检查的程序与已批准的其他降水条件起飞前污染检查程序不同,则此检查程序必须由运营人的POI验证和批准。
重度雪条件下的起飞。运营人根据CFR 121.629制定除冰大纲,在以下限制条件下,允许在重度雪条件中起飞:
-飞机必须使用未稀释的II、III或IV型液防冰;
-关键表面必须没有污染物,或者飞机必须在使用防冰液之前正确地除冰;
-运营人必须在起飞前5分钟之内完成目视检查,如果特定机型有要求,还需要对关键表面进行触摸检查。(说明:如果目视检查是在飞机内部完成,视线必须不能被除防冰液、尘土或雾气等妨碍。如果关键表面由于降雪、目视距离、光线不足或任何其他原因而不能看清楚,必须从飞机外部进行目视或触摸检查。)
-如果不能通过前述检查确定防冰液是否失效,起飞是不允许的。飞机必须被完全除冰,如果降雪仍存在,必须在下一次起飞之前再次防冰。(说明:当前飞机认证标准只要求在中度雪条件下测试飞行仪表感受设备和发动机防冰系统。在重度雪条件下的地面运行有可能超过这些系统和设备的能力而不足以提供防冰。)
10 在冰丸和小冰雹条件下的运行
HOT 与 “允许时间”
HOT是使用由SAE标准(SAE Aerospace Recommended Practices (ARP) 5485, Endurance Time Test Procedures for SAE Type II/III/IV Aircraft Deicing/Anti-Icing Fluids; and ARP5945, Endurance Time Test Procedures for SAE Type I Aircraft Deicing/Anti-Icing Fluids)所规定的测试方法而开发的。这些方法主要依赖于对测试表面的目视检查来确定液体失效,液体失效指的是当液体不能能够吸收正在发生的冰冻污染物(例如雪、冻毛毛雨)。HOT适用于大多数形式的降水形式,但冰丸除外。由于它们的物理特征,冰丸容易部分地嵌入液体中,并且比起雪或其他降水形式需要更长时间来融化。因此,用于确定HOT的常规目视标志(visual indicator)不适用于冰丸。
为了用于冰丸情况,开发了一种新方法,是针对冰丸污染液体的空气动力液体流走性能,以及目视检查和评估的结合。自2005年以后,由该测试方法而来的一种指标就产生了,这就是“允许时间”(allowance time),由于特性相似,也适用于小冰雹。
操作上,HOT和允许时间都为飞机在除防冰之后安全离港提供了时间。两者主要的区别是:适用于HOT的起飞前检查,不适用于允许时间。唯一可以延长允许时间的场景是降水停止了,并且在允许时间以及允许的90分钟延长期之间不会重新开始(the precipitation stops and does not restart while still within the allowance time and the allowable 90-minute extension time)。
运行指南
测试显示,当嵌入III和IV型液中,冰丸普遍维持在冻结状态,而不会像其他降水形式那样被吸收和溶解。使用当前指南来判断防冰液失效,未被防冰液吸收的(仍然嵌入的)污染物的存在会被认为是防冰液失效的标志。在起飞前污染物检查程序中,这些嵌入的冰丸一般不容易被肉眼检查到。因此,在冰丸条件下,起飞前污染物目视检查不会有用也不被要求。
研究数据也显示,在恰当的除防冰之后,轻度的冰丸、中度的冰丸以及混有其他降水形式的冰丸在III和IV型液中积聚不会妨碍起飞期间液体从动力表面流走。这种流走是在与III和IV型液推荐实施一致的抬头速度时,因为剪切力而发生,最晚到允许时间表(表40和41)所列出的允许时间。这些允许时间是从实施防冰开始。另外,如果冰丸条件结束,而允许时间未超过,可以认为防冰继续有效,最晚到开始防冰之后的90分钟。为了在以下条件中使用指南,在这90分钟内OAT必须保持恒定或增加:
-轻度冰丸混有冻毛毛雨;
-轻度冰丸混有冻雨;
-轻度冰丸混有雨
案例:
1.IV型液在10:00时开始使用,OAT是0 ℃,轻度冰丸在10:20结束并且不再开始。允许时间在10:50结束;但是,假设在10:50以后没有再次发生降水,飞机可以在11:30以前起飞而不需要进一步措施。
2.IV型液在10:00时开始使用,OAT是0 ℃,轻度冰丸混有冻毛毛雨在10:10结束,在10:15再次开始并在10:20结束。允许时间在10:25结束;但是,假设在OAT恒定或增加并且在10:25以后没有再次发生降水,飞机可以在11:30以前起飞而不需要进一步措施。
3.IV型液在10:00时开始使用,OAT是0 ℃,轻度冰丸混有冻毛毛雨在10:10结束,并且在10:30再次开始。允许时间在10:25结束;在10:25以后无论发生了多短时间以及何种降水,如果没有除防冰,飞机都不能起飞。
运营人的除冰大纲中如果有更新并包含允许时间信息(表40和41),在以下限制下可以起飞:
1.飞机关键表面在使用防冰液之前必须没有污染物。如果不是这样,飞机必须先除冰
2.允许时间仅只适用于未稀释的III或IV型液
3.III型液的允许时间只适用于未加热的防冰液
4.由于嵌入冰丸的III和IV型液的剪切质量,允许时间被限制用于抬头速度为100节或115节或更高的飞机,如表格中所显示的。
5.如果起不能在允许时间内起飞,飞机必须完全除冰,如果降水仍存在,在下一次起飞机前重新防冰。如果降水在允许时间前结束并且不再开始,飞机可以在使用III或IV型液之后的90分钟内起飞。
6.起飞前污染物检查是不要求的。允许时间也不能通过对关键表面的内部或外部检查而延长。
7.冰丸降水如果超过中度,或者轻度冰丸混有其他允许的降水形式,但超过了所列出的强度和温度范围,那么不可以使用允许时间
8.如果温度下降到估计允许时间的温度以下,并且
a)新的更低的温度有相应的允许时间,而当前时间在新的允许时间之内,那么必须使用新的允许时间
b)允许时间已经超过了(如果在允许时间内已结束降水,在90分钟的时间窗口内),飞机不可以起飞
9.如果报告有小冰雹,相同强度的冰丸条件可以被使用。(例如,报告有轻度的小冰雹,则轻度冰丸的允许时间可以使用)。这同样也适用于混有其他降水的情况。
11 冰雹、小冰雹等等(METAR代码GR、PL…)
冰雹、小冰雹、冰丸、雪粒和雪丸。当防冰液在这些情况下使用,适用的指南分别是:
-雪的HOT
-冰丸(和小冰雹)允许时间
-其他(参见下表)
天气条件 |
适用的时间 |
雪丸 |
雪保持时间 |
雪粒 |
雪保持时间 |
冰丸 |
冰丸(和小冰雹)允许时间 |
小冰雹 |
冰丸(和小冰雹)允许时间 |
冰雹 |
没有保持时间或允许时间 |
不用国家通过METAR报告降水类型,有两种方式。在不同国家,当METAR报告的代码相同,可以适用不同的HOT或允许时间表。下表显示了这些差别
大多数国际,包括美国和加拿大,不报告小冰雹的强度,但一些国家有(如日本)。如果对于小冰雹没有强度代码(+或-),强度被假定为中等。如果有强度代码,则按代码来确定允许时间。对于小冰雹同理。
12 不存在HOT或允许时间的其他情况
概况。对于重度冰丸、中度和重度冻雨和冰雹,没有HOT和允许时间。
法规。法规清楚地说明:“No person may take off an aircraft when frost, ice, or snow is adhering to the wings…” (refer to § 121.629(b)) and “…no person may dispatch, release, or take off an aircraft any time conditions are such that frost, ice, or snow may reasonably be expected to adhere to the aircraft…” (refer to § 121.629(c)). 在一些情况下,飞机关键表面可以认为没有污染物,当寒冷、干燥的飞机没有使用除防冰液,而冰丸/雪丸没有附着或不会附着在飞机关键表面,使用比大翼蒙皮温度要暖的燃油来加油,可能会在没有污染物的地方造成白霜。
13 混合降水情况
-在“允许时间表”里,为冰丸混有几种其他降水类型提供了允许时间
-在HOT的脚注里,允许轻度冻雨的HOT被用于混有轻度雨的非常轻度或轻度雪。
-遮蔽物和XX(obscurations and descriptors)不是降水类型,因此如果降水条件与昏暗条件一起报告,不能算混合情况。
n遮蔽物有:薄雾、尘土、雾气、沙尘、烟、霾、火山灰等。(冻雾是例外)
nXX包括:阵雨、大风、浅雨、局部雷暴、低空漂移和冰冻。(说明:HOT通常要求冰冻或凝结条件)
-如果在0℃以下报告了非冰冻降水,机组应判断冰冻降水是否也在发生。如果是,使用对应的HOT。
14 飞行员评估降水强度指南
飞行员的裁量权。只有在官方报告的气象降水强度与明显发生的降水强度相差很大的情况下(例如,在没有实际降水发生时报告了降水),飞行员才可以根据自己对降水强度的评估采取行动。如果飞行员判断降水强度更大,或判断为与报告的不同的另一种形式的降水,那么必须采纳新的适用的行动和HOT或允许时间(例如,如果降水被报告为轻度冰丸,而飞行员评估是中度的冰丸,那么必须采用适用于中度冰丸的允许时间)。
报告新的观察结果。在飞行员根据自己对降水强度的评估而采取行动之前,可以要求进行一次新的观测。除非没有进行新的观测并报告,或者官方报告的新的降水强度与明显发生的降水强度存在明显差异,否则飞行员不得根据自己的降水强度评估而采取行动。
公司协调程序的使用。依照§121.629,公司的除冰大纲,必须包含当飞行员评估的降水强度小于正式报告而要采取行动时应遵循的“公司协调程序”(例如,官方天气预报是中度冻雨,而飞行员的评估是没有降水;或者报告的天气是中度雪和冰丸,而根据飞行员的评估是轻度雪、没有冰丸)。这些程序要求在飞行员采取此类行动之前与公司进行协调,或者如果经批准的公司计划允许,在飞行员采取行动之后再做报告。
起飞前污染检查。当飞行员根据自己的评估认为降水强度低于官方报道,在起飞前5分钟应当进行至少和HOT已超过时的起飞前污染物检查一样全面的检查。注意:与其他形式的降水不同,如果近距离观察或触摸可以看到单个冰丸嵌在流体中,因为它们不像其他形式的降水那样容易被防冰液吸收。在冰丸条件下,在允许时间内,如果冰丸是可见的,它们应该显现为许多单个的冰丸;而不是形成连续的泥状物(slushy consistency),那样表明防冰液失效。从飞机内部很难做出这种区分。如果通过内部或外部目视检查或触觉检查(如适用于该飞机),发现防冰液和冰丸混合形成连续的泥状物,那么飞行员用于确定允许时间的降水强度是不准确的,此时不应该起飞。
降水强度评估的使用许可。在下列情况下,飞行员可以根据自己评估的、低于官方报告的降水强度等级而采取行动。只有当有足够的自然阳光或人工照明提供足够的外部能见度时,才可使用对降水强度等级进行评估。《FAA保持时间指南》中提供的降雪强度表(表42),降雪强度是主导能见度的函数,是基于主导能见度,表中对夜间(黑暗)条件的影响进行了考虑。
(1)冰丸。当报告冰丸时,必须使用下列摘自《联邦气象手册第1号(FMH-1)》地表天气观测和报告的图表资料来评估其实际强度率:(a)轻度,是指无论持续时间如何都不能完全覆盖暴露表面的分散的冰丸;(b)中度,是指在地面上缓慢堆积;(c)重度,是指在地面快速堆积。
(2)毛毛雨/冻毛毛雨和雨/冻雨。这些不同条件之间的区别是基于液滴的大小,需要仔细观察。因此,当报告毛毛雨/冻毛毛雨或雨/冻雨时,飞行员必须使用视觉和身体(感觉)线索来确定是否有降水。如果有视觉或身体线索,则必须使用官方报告的降水类型和强度来确定使用的程序和HOT。如果飞行员确定没有降水,则应按需对飞机进行除冰处理,并应考虑对飞机使用防结冰液,作为在滑行时遇到报告降水的预防措施。如果飞行员判断的降水强度较大,或存在与报告的降水不同的降水形式,则必须采用适当的程序和HOT或允许时间。
(3)雪。《指南》中的降雪能见度表(表42),用于根据当时的能见度确定雪强度率,必须用于取代官方报告的强度。因此,除非报告了雪和遮蔽物(雾、烟、雾或任何其他遮蔽物),本表应该用于降雪强度的评估。为简化起见,表格的部分可以非表格形式包括在航空公司冬季运行计划中。例如:“由于IV型表中有非常轻度的降雪,而METAR和相关的ATIS没有报告非常轻度的降雪,因此METAR报告的能见度为2.5英里或更高可以用来表明降雪强度非常小。”航空公司当然也可以使用较低的METAR报告可视度作为特定的白天/夜间和温度条件来提供更详细的描述。注意:不允许使用跑道视程(RVR)来确定HOT使用的能见度。注意:有些METAR包含了塔台能见度和地面能见度。当有官方来源的地表能见度,例如出现在METAR或在METAR的主体或备注(“RMK”)部分,首选地表能见度值。
(4)培训要求。对于仅限于确定是否正在降水的飞行员,只需要获得如何进行评估的指导(例如,如何以及在何处进行物理感觉线索,以确定是否存在降水)。(a)对于需要确定降水强度的飞行员,应接受本公司的飞行员降水强度评估程序的培训。这些飞行员需要接受培训,学习气象观测员确定降水类型和强度的方法,以及如何在不同的降水条件下进行自己的评估。FMH-1和表42必须作为该培训的资源文档。(b)此外,§121.629要求对飞行员和所有其他负责在使用防冰液时进行起飞前污染检查的人员进行在不同的降水条件下防冰液失效识别的培训。
15 液体的质量控制
在除冰季开始前,应对所有储存的液体进行质量控制检查。对所有液体类型的检查,至少应包括对液体和用于污染和分离、折射率测量和pH测量的容器的目视检查。所有数值必须在为制造商特定流体类型和品牌推荐的范围内。
a.类型II、III和IV液体粘度检查。此外,对于II型、III型和IV型液体,应在除冰季开始时进行粘度检查,整个冬季都要定期进行,如果怀疑液体污染或损坏,或在除冰车泵送和喷洒系统的重要维修(major maintenance)后进行粘度检查。这些检查应包括从施工设备的喷嘴获得的样品。检查应当使用为特定液体品牌/产品和稀释液提供的测量方法(制造商方法或SAE方法,见于表44、45、46),这些表格列出了进行防冰性能和空气动力可接受性测试的液体。由这些检查得出的年度,应该与表44、45、46提供的LOWV数值进行比较。粘度低于规定LOWV的液体样品,不适用于HOT表,因为它们可能不能提供表中规定的热保护(意思是不合规定)。《指南》包含了II、III和IV型液的粘度测量方法和稀释值,因为在一些地方,增稠液体在使用前进行稀释,在某些情况下也可能会稀释储存。
(1)喷嘴样品应采集于合适的、清洁的表面,例如铺设在平面上的铝板或塑料片,或飞机机翼的上表面。
液体的喷射方式应与实际防结冰作业中使用的方式类似。可以用一个小刮刀来把液体移动到薄片或机翼的边缘,这样它就可以收集到一个干净的、非金属的、宽口的样品瓶。
(2)喷嘴样品也可喷洒到干净的容器中,如大垃圾桶或有干净塑料衬里的容器,如垃圾袋。
(3)所有这些收集方法都应将样品喷洒到机翼/片上或喷洒到容器中,并以与实际防冰作业相同的喷嘴距离、相同的流速和喷嘴模式设置。
b.水分损失。长时间或重复加热液体可能导致水分流失,从而导致液体性能下降。如有可能,除冰/防冰液使用之前不应加热到使用温度,并且应避免将液体循环到使用温度后又恢复到环境温度。对于I型液,在环境温度较低时,由长时间/重复加热引起的水损失可能会导致不良的空气动力效果。对于II、III和IV型液,热暴露和/或水损失可能会导致液体粘度降低,导致液体提前失效,从而导致相应的HOT不可用。注意:将水添加到II型、III型和IV型液中不会修复由上述情况造成的损失。
c.其他类型的液体降级。其他类型的液体降级可能由化学污染造成,或者在II型和IV型流体中,由于使用了不适当的设备/系统,如泵、控制阀或喷嘴,造成了过度的机械剪切力。
16 液体的使用
在《指南》中不提供相应的除冰/防冰液的使用指南,它包含I型液的应用表格(表47)II/IV型液(表48)和III型常温液体(表49)。这些表每年按需要增订。注:其他实体发布的液体使用表格可能不能提供与FAA发布的等效的信息。因此,除非使用了FAA流体使用表中的指南,否则FAA的HOT和允许时间不适用。(意思是:FAA的使用表和时间表是配套的,使用了前者才可以使用后者)
17 备选的和新的技术
a. 强力空气系统(Forced Air System,FAS)。
(1)概括。FAS是通过使用强力空气或由I型流体注入或喷洒到高速气流上来去除冻结污染物,或在空气系统中使用II型、III型或IV型液,作为防冰程序。对于I型液体,如果要使用I型HOT,飞机表面必须用I型加热液体进行防冰,而不使用强制空气。根据具体的系统,操作人员可以选择几种FAS模式,包括:
·单独使用强力空气。
·通过I型流体增压的强力空气。
·II型、III型或IV型流体应用于强力气流上。
(2) FAS可能存在的问题。
(a)测试表明,使用FAS时,II型和IV型液的粘度会降级。这种降级是受强力气流的速度和压力以及强力空气喷嘴和表面之间的距离影响的。此外,FAS应用的液体混合物可能过度含气,表现为过度泡沫、乳白色或泡沫外观。这可能导致II型、III型和IV型液的HOT低于发布的HOT。FAS调制的II, III和IV型液必须进行粘度测试。
(b)另一个可能减少HOT的因素是,高速气流在使用时明显有使流体膜变薄的趋势。因此,为了使用发布的II、III和IV型HOT,操作人员必须确保防冰表面被充分覆盖。操作人员必须确保飞机表面涂有足够的液体涂层,这一程序可能需要对被保护区域进行多次喷涂。这通常意味着要涂抹一定量的液体,I型除冰液被置换,II、III或IV型液体在倾斜表面和平坦表面上大量流出。
(c)在使用II, III, IV型液的专用或通用的HOT之前,运营人必须通过喷洒和粘度测试证明所用的设备能够使用这些液体,而不会有不满足LOWV要求的过度的剪切力。最低可接受交付的粘度可以这样确定:由LOWV乘以存储设备中的流体粘度的比率,除以从机翼中恢复过来的强力空气喷射样品的流体粘度,对于II和IV型液,向上取整到最近的500毫帕秒(mPa·s)。注意:在进行这些或类似的测试时,请使用《指南》表44至46的制造商粘度测试方法,进行防冰性能和空气动力可接受性的液体测试。注意:“APS航空公司”的测试程序、测试大纲(强力空气系统II / III / IV型液强力空气液体使用),为将要和FAS一起使用的液体提供了一个示例:如何进行这些测试,如何计算确定最低可接受的交付粘度(lowest acceptable delivered viscosity)。
(d)FAA建议喷嘴与飞机表面保持低角度,以避免过度的液体剪切损失、飞机表面损伤和起泡。通过强力空气施加的液体不应包含过多的泡沫,迹象是过度泡沫化,乳白色,或起泡的外观,并以均匀覆盖涂层的方式来实施,这可能需要多次通过飞机防冰区域。涂层的厚度应与传统方法的涂层厚度相似(使用设计用于增稠流体的喷嘴,通常在减流量设置下)。注意:除非实施设备和液体经过测试,并且在空气辅助模式下使用足够粘度以满足LOWV要求的流体,否则,除非随后使用无强力空气的防冰液,在使用强力空气时不得使用已发表的HOT指南(包括通用)。
(e)在操作FAS时遵守机身制造商的警告。例如,不要超过机身制造商对飞机表面温度和冲击压力的限制。这些信息通常可以在飞机维修手册(AMM)中找到。
(3) FAS的额外预防措施。
(a)当噪音水平超逾85分贝时,须保护耳朵。
(b)在地面人员周围谨慎行动。冰块被吹落可能会击中地面人员,吹松的雪会限制能见度,这些都是可能的问题。
(c)谨慎行动,避免下列情况:
·强力空气直接进入飞机敏感区域(如空速管、静压孔和通风口)。
·向起落架和轮舱内吹雪或半融雪。
·将冰、雪和半融雪吹入飞机发动机进气道、辅助动力单元(APU)进气道和操纵面连接处(hinge)。
·松散的碎片撞击其他飞机表面。
注:有关特定系统的信息可以从制造商的技术文献中获得。SAE航空信息报告(AIR) 6284,《用于用于清除冻结污染物的强力空气或强力空气/液体设备》,提供了一些关于FAS的使用,局限性和预防措施的信息。该文件可在https://www.sae.org/standards/content/air6284上获得。
b.液态水当量系统(Liquid Water Equivalent Systems, LWES)。
LWES已经开发多年了。它们包括HOT确定系统(HOTDS)。目前,SureWx Inc.公司提供的SureHOT和SureHOT+是唯一可用于操作规范(OpSpec)的LWES。所有这些系统都将降雪数据和其他类型的冬季降水数据转换为液态水当量(LWE)数据,然后利用这些数据来开发一个HOT。当在自然雪条件下以及为其他降水类型的人工条件下进行了液体测试,从而为多种类型的液体(I型液)确定HOT时,由这些设备确定的数据,与所开发的HOT是匹配的。《FAA指令89001,卷3,第27章,第5节,液态水当量系统》,描述了使用这些设备确定HOT的批准流程,作为FAA批准大纲的一部分。
c.确定电子保持时间(eHOT)的电子手持装置。
用于确定eHOT的电子设备可以作为航空运营人的§121.629冬季运行计划的一部分提交给FAA审批。如果由于任何原因设备或实施程序出现故障,或者用户对所显示数据的准确性有任何担忧,必须使用来自《指南》的打印表格作为备用信息源(fallback information source)。有关这些设备的使用问题,请通过电子邮件发送至 charles.j.enders@faa.gov 或电话202-267-4557。
18 HOT的计时问题
一旦HOT计时开始,就不能因为间歇降水而停止它。在地面结冰运行期间,间歇降水条件在一些机场是经常发生的。当降水落在经过防冰处理的飞机上时,液体就会被稀释。液体越稀释,就越容易从飞机上流出,冰点也变得越高。即使降水停止,稀释后的液体仍会由于重力而继续从飞机上流出。在这种情况下,没有实用的方法来确定机翼上有多少剩余的防冰液。在这些条件下的HOT值还没有被评估过。因此,防冰HOT计时开始之后,一定不能停止。不能由于降水暂停,而增加HOT时间。
19 机组对于影响防冰处理的情况的警觉
运营人的除冰大纲必须提供一个流程,告知机长除冰/防冰处理的时间,以及从那时起可能影响飞机防冰处理的情况。如果机组人员在实施除冰/防冰时不在现场,机组人员将在计算HOT之前复核这些信息。
20 伸出襟缝翼造成液体提前失效
(1)关于伸出襟翼/缝翼的HOT的研究,始于2009-2010年冬季,自2011-2012年开始与工业界合作。收集的数据提供了大量的证据表明,伸出襟翼/缝翼可以加速防冰液从大翼上流失,从而对防冰液的保护能力产生负面影响。这导致了潜在的安全风险。防冰液的保护能力受到许多因素的影响:飞机的设计、表面的坡度、液体的类型、飞机蒙皮和环境温度、降水的类型、使用液体的数量,以及有效风(effective wind)。
(2)为了减少安全风险,FAA和TC决定调整发布的除冰/防冰液HOT和允许时间到目前发布数值的76%,以便为在除防冰之前放出襟翼和缝翼的做法提供足够的安全裕度。因此,当在使用除冰/防冰液前襟翼和/或襟翼伸出到起飞状态,并在滑行起飞时保持该状态时,必须使用标识为“调整”的HOT表和允许时间表。这些调整到76%的表格取代了2014-2015年至2016-2017年冬季发布的调整到90%的表格。请注意,如果襟翼和襟翼在安全允许的情况下尽可能靠近起飞时间伸出,则可以使用标准的HOT和允许时间。
注:行业数据表明,在滑行区域(taxi regime)延迟选择起飞襟翼会增加起飞构型错误的可能性。无论在防冰处理开始之前是否选择起飞配置的襟翼/缝翼,都应该有完善的程序,以确保飞机在起飞前有正确的构型。在滑行时,承运人应遵循制造商推荐的防冰操作程序和襟翼/缝翼构型。
21 使用II或IV型液后飞机未能离地
(1)FAA已注意到一些情况,飞机在使用IV型液防冰后未能离地。这种情况大多局限于转速较低的涡轮螺旋桨飞机;不过,也有一起涉及一架小型公务机。这些飞机一般有依靠空气动力来实现离地的无动力飞行控制面。
(2)当过量的IV型液喷洒在尾部表面,水平安定面和升降舵之间的缝隙可能被液体所阻塞,从而限制了使升降舵产生必要偏转的气流,造成离地困难,包括飞行员遇到大的杆力。运营人应避免从飞机后向前喷洒液体,应始终沿着气流方向,从前面到后面喷洒液体。虽然它们应该被完全覆盖,但这些尾部区域不应该被过量的IV型液所淹没。注:这些问题同样适用于II型液。
22 除冰液和防冰液的相容性
(1)研究表明,当II型和IV型液在I型液之后使用,如果不遵循适当的程序,其有效性可能会严重降低;具体来说,应使用足够数量的II型或IV型液将飞机表面剩余的I型液体排出(displace)。
(2)运营人应确保其飞机上使用的I型和II/IV型液体是兼容的。这可以通过联系各自的制造商来实现。
23 含碱有机盐(AOS)的非乙二醇除冰液
有证据表明,一些非乙二醇类I型液体在对防冰液产生影响时可能会造成重大的安全隐患。具体来说,含有AOS的I型液可以显著降解防冰液中所含的增稠剂,可能会降低液体的粘度和HOT。运营人应确保其飞机上使用的I型和II/IV型液体是兼容的。这可以通过联系各自的制造商来实现。最好避免使用任何含有AOS的除冰液。在不可能做到这一点的情况下,应特别注意确保使用了足够数量的防冰液,以确保完全去除这种除冰液,使防冰液具有适当的HOT。
24 跑道除冰剂对防冰液的可能影响
(1)目前大多数跑道除冰/防冰材料含有有机盐,与增稠的飞机防冰液不相容。这些盐类会导致飞机除冰液中的增稠剂分解,降低防冰液的粘度,使其更快地从机身流出。防冰液量的减少将影响防冰液继续提供足够的防冰保护的时间长度。
(2)在降落过程中,如跑道除冰液溅到关键表面,应先用除冰液或热水(如温度合适)彻底清洗这些表面,再涂防冰液。这通常在常规的两步除冰/防冰过程中完成;然而,在预防性地使用防冰液的过程中,这一清洁步骤往往没有完成。在已经过除冰/防冰的滑行道上滑行起飞时,机组人员应意识到前一架飞机的喷气射流(jet blast)将跑道除冰液吹到飞机上的影响。
25 单引擎、高翼涡轮螺旋桨飞机检查
(1)近年来,由于对商用单引擎、高翼涡轮螺旋桨飞机检查/目视检查不当(improper checking/inspection)而导致的地面结冰事故的数量多得不相称。这类飞机在设施最少的偏远地点运行时尤其如此。在其中几起事故中,无法确定飞机起飞前是否由操作员/飞行员检查过/目视检查过。HOT不是一个问题,因为在尝试起飞的时候,没有活动的降水。通常,这些事故发生在此前发生过冰冻降水事件之后一天的第一次飞行中。
(2)对于这些类型的运行,唯一的飞行员/操作员(the single pilot/operator)往往是执行起飞前检查的最后一人。特别是在某一架飞机上,当飞行员使用机翼撑杆/台阶(wing strut/step)去看大翼的后部时,从机翼上表面区域(从机翼前缘向后看)的一瞥很难看到清晰的冻结污染物。目视检查可以通过使用检查梯或除冰梯来实现,以获得一个更高的有利位置来观察后部的大翼上表面。一些梯子制造商提供适用于此任务的大翼检查梯子。我们鼓励POIs与运营人讨论这些观察结果,并确保运营人采用了适当的手段,使飞行员能够从机翼上方合适的高度清楚地看到整个机翼上表面。
26 后置发动机的硬翼飞机的触觉检查
硬翼飞机指的是没有前缘襟缝翼装置的飞机。
由§121.629(c)除冰大纲为硬翼飞机121部运营人提供了以下的触觉检查指南在这类运行中,触觉检查有三种可能的情况:
(1)当飞机表面可能会有霜或冰附着,如10°C(50°F)或更冷,高湿度或冷浸大翼,没有活动的降水。在这种情况下,触觉检查应作为寒冷天气飞行前的要求的一部分。
(2)如果飞机已被除冰,除冰后检查应通过视觉和触觉检查来完成,以确认所有污染物已从关键表面清除。
(3)如果飞机已使用防冰液进行防冰,且已超过规定的HOT,必须通过对关键表面的视觉和触觉检查,完成起飞前5分钟内要求的起飞前污染检查。
27 液体的干燥化
据报告,飞行过程中有时会有由于液体变干而限制飞行控制面移动的事件。测试表明,稀释的II型和IV型液体比纯液体能产生更多的残留凝胶。这主要是由于在一些地理位置使用稀释的、加热的II型和IV型液体来除冰和防冰。当在欧洲或其他地区使用稀释II型或IV型液体进行除冰和防冰作业时,应注意飞机上可能存在的液体残留物。
说明:从IV型液体改用为II型液体不一定会减少液体变干问题。
重复使用II类和IV类液体,而不事先使用热水或I类液体混合物,可能会发生此类事件。这可能导致液体聚集在空气动力安静区域或裂缝中,在起飞时不会从机翼流出。这些积液干燥后会变成凝胶状或粉状物质。这些残留物可以在某些大气条件下再水化(rehydrate)和膨胀,例如高湿度或下雨。随后,残留物冻结,通常在飞行高度较高的时候。在安定面、升降舵、调整片和铰链之间的缝隙和周围发现了再水化的液体凝胶。这特别可能造成舵面失去动力(This especially can be a problem with nonpowered controls.)。一些飞行员报告说,他们下降到较低的高度,直到冰冻的残留物融化,才恢复了飞行舵面的运动。
一些欧洲航空公司报告,在这种情况中第一步(除冰)是使用稀释、加热的II型或IV型液,其次是II型或IV液作为第二步(防冰),或者在一步除防冰程序中使用这些加热的、增稠的液体。到目前为止,北美的航空公司尚未报告这类事件。通常,北美的航空公司采用两步除冰/防冰程序,第一步通常是加热的I型混合液。
如果仅使用II型或IV型液体来除冰/防冰,应在放行前检查飞机表面、安静区域和缝隙是否有异常的液体粘稠化、异常现象或失效。如果怀疑有是由于液体干燥造成的残留物,一个可接受的解决方案是用喷瓶用水喷洒该区域,然后等待10分钟。残留物将在几分钟内再水化,更容易识别。这些残留物可能需要在起飞前清除。
如果飞机暴露在可能导致脱水液体积聚的除冰/防冰程序中,请按照飞机制造商的建议清洁飞机。这种清洗应该使用I型热液和/或水混合物,或其他飞机制造商推荐的清洗剂。这些清洗程序可能需要对受影响区域的后续润滑。如果存在液体干燥化的迹象,可能需要增加飞行控制舱和作动筒(flight control bays and actuators)的检查频率。
28 被认为是关键表面的翼尖装置
翼尖装置有各种各样的名字,包括小翼、斜翼、鲨鱼翼或倾斜翼尖。以下指南适用于这些设备。
小翼winglet、鲨鱼翼sharklet等“传统”翼尖装置。作为起飞前检查的一部分,这些设备必须确认没有冰冻污染。根据FAA批准的地面除冰程序的规定,目前的做法包括目视检查或使用代表面(Current practices include a visual scan or the use of an approved representative surface)。
有双鳍小翼(Split Scimitars)、列板(strakes)或类似装置的。一种新的翼尖装置元件,列板已被使用,它是双鳍小翼的一部分。列板安装在翼尖装置(winglet)的垂直部件的外侧,并向下延伸,因此不能从飞机内部观察到。制造商可以指定翼尖装置垂直部件的上内侧表面为代表面,来确认不存在冰冻污染。规定的防结冰程序要求从顶部开始并向下进行。在内侧表面完成以后,列板是认为经过防冰的。作为起飞前检查的一部分,起飞前需要对指定的代表面(两个翼尖垂直部件的上部内侧面)进行目视检查。本段仅适用于带有双鳍小翼型翼尖装置的飞机。当出现新的翼尖类型时,指南将被修改。
目前在B737、B747、B757、B767、MD11上使用的波音翼尖装置(包括双鳍小翼型的翼尖装置)。波音公司已经证明,如果在飞机除冰过程中完成了对这些翼尖装置表面的完全除冰,那么这些翼尖装置在起飞前检查时不需要进行目视检查。在完成翼尖装置除冰程序后,只要在起飞前超过HOT,就不需要对翼尖装置进行进一步的操作。在起飞前超过HOT,必须完成起飞前的污染检查。检查必须包括对翼尖装置的目视检查,如果发现附着的冰冻污染,飞机必须在起飞前返回进行适当的地面除冰/防冰再处理。
29 冷透燃油霜
一个豁免程序已经建立,允许在CSFF粘附在机翼上表明时起飞。此豁免仅适用于波音737-600/-700/-800/-900系列飞机。运营人可就此问题申请简易授权。(Operators can petition for a summary grant on
this issue.)
30 飞行中的液体冻结
在起飞以后,防冰液有可能反向流动到飞机大翼的空气动力学安静区域(aerodynamically quiet areas),残留的液体可能部分冻结或者变得更稠。研究表明,这可能发生在经常发生,但对飞行安全没有风险。防结冰液的设计使得大部分液体会从机翼流出,特别是从机翼前缘流出。前缘是机翼空气动力学最关键的部分,而它的后缘可以积累一些剩余的流体,并保持安全运行。
31 机库中的防冰
(1)当飞机在一个加热的机库中时,空中操作人员可以选择防冰。这是减少除冰液消耗和减少除冰对环境影响的一种方法。
(2)使用液体后的时间长短和机库内的气温,都会影响从机库中把飞机推出而进入结冰/冻结降水环境时液体保护飞机的能力。液体的HOT很大程度上取决于表面上的液体厚度。流体的厚度随时间和温度而变化。除非运营人的大纲中有另外的认证,否则HOT的计时必须在清洁机翼刚刚使用(first application)防冰液时开始。计时不能在飞机刚刚暴露于结冰/冰冻降水环境时开始。
(3)在机库中为T型尾翼飞机防冰,必须注意确保飞机的水平安定面/升降舵不要靠近顶棚加热系统。在防冰期间和防冰之后,这些关键表面的过度加热会使应用的防冰液厚度低于获得HOT所要求的厚度。
(4)如果不得不使飞机尾翼处于加热元件下方,可以考虑在防冰前、防冰期间和防冰后禁用加热元件。另一种方法是,如果可以不使飞机暴露于额外的污染,可以考虑打开机库门来冷却所有表面。
32 其他
a. 《通告》的分发
POI将向其指定承运人的相关14 CFR part 119管理人员提供一份本通知的副本。POI必须将HOT分发给持有121、125和135证书的所有持有121部分除冰/防冰程序的人。他们还应该向那些不需要有批准的程序,但使用液体进行设备或防冰,并在冬季作业中使用这些指南的作业者分发HOT指南。目前所附的《HOT和使用指南》取代了所有以前批准的版本。
b. HOT指南
POI必须将《通告》以及《指南》中所提供的行动指南通知到合格证持有人。POI应该建议将这些HOT表和使用指南合格证持有人的程序或大纲中。合格证书持有人应该使用这些表和使用程序指南或其中包含的数据来开发局方能接受的表和指南。
c. 除冰/防冰信息更新
POI必须向承运人提供以下信息,这些信息应纳入其批准的2020-2021年冬季地面除冰/防冰更新中:
(1)液体的使用。
(a)在前几个冬季,对除冰/防冰作业的监测表明,液体使用方面存在若干问题。这些发现包括:
·一些案例中,液体按公司批准程序的相反顺序使用的(例如,批准程序是翼尖到翼根)。
·液体的温度裕度不足。
·污染物去除不完全。
(b)有报告在高空发现大翼表面的结冰污染。(Frozen contamination on wing surfaces at altitude has been reported.)
(c)为了尽量减少此类事件的发生,在执行除冰/防冰程序时,应完成第一步(除冰),即在不损坏飞机表面的情况下,将喷嘴尽量靠近表面,将热液体使用在飞机表面。从喷嘴到表面的距离越长,流体的热损失越大,除冰能力越弱。当液体使用模式调整为细(小液滴大小)喷雾模式时,这种情况会加剧。此外,除冰设备与飞机表面保持安全距离,避免接触。
(d)此外,直接用除冰操作覆盖整个飞机表面(不建议直接喷洒的窗户或其他区域除外),而不是依靠液体回流到受污染区域。这将提供更大的保证,在防冰液下方没有冻结降水。
(e)最后的预防性步骤,如果使用I型液除冰,使用足够的液体,以确保除冰表面上任何残留的稀释液体(除冰过程的结果)能被冰点比OAT低出至少10°C(18°F)的液体所取代。对于II型、III型和IV型液,应确保其使用在未稀释或稀释的温度范围内,如HOT表格所示,且数量足以取代除冰液。这可以从这些在斜面和平坦表面上大量流出的防冰液中看出。如果根据各自的HOT来使用,则应满足OAT以下至少7°C(13°F)的冰点裕度要求。通过检查折射率/Brix(参考制造商的信息)来确定。注:OAT以下10°C(18°F)的冰点仅指I型流体。历史上,I型、II型和IV型液使用指南推荐用于除冰的喷嘴的最低液体温度为60°C(140°F)。使用功能正常的除冰设备进行的现场测试表明,喷嘴处的流体温度很容易达到60°C(140°F),通常还要高出10°C(18°F)。
(f) II、III和IV类液体的有效性高度依赖于使用液体的个人的培训和技能。
使用这些液体时,地面人员应确保均匀涂抹,使所有关键表面,特别是机翼前缘,被液体覆盖。此外,防冰液的量不足,特别是在两步程序的第二步,可能会由于第二步液体的不均匀使用而导致HOT降低。
(g)在非常寒冷的条件下(通常低于-10至-15°C(14至5°F)或更冷),干雪或冰晶会落在寒冷的飞机机翼上。在这些条件下,这些形式的降水将在它们吹过机翼时形成漩涡,显示它们没有粘附。但是,如果有在机翼表面堆积,并且不能充分证明它们没有附着在机翼的任何部分,那么它们必须在起飞前清除。不能假定这些堆积物会在起飞时被吹掉。
(h)飞机运营人将需要在整个双翼的长度和宽度上测试多个区域,并应考虑液压油热交换器等油箱内放热组件的位置。试验应在加油后完成。必须考虑到可能影响粘附的因素,这些因素包括天气、温度、飞机停放位置(比如,有一个机翼在阳光下),以及其他潜在的因素。
(2)通讯。
(a)参与除冰/防冰工作的所有人员之间的通讯,对于确保飞行员掌握必要的信息,以便在飞行前最终确定飞机不受粘附污染是至关重要的。经批准的程序应强调所有执行任务的人员(如管理人员、调度员、地勤人员和机组人员),如已批准的程序所述,应清楚简明地传达重要信息,以确保飞机的任何关键表面没有冰冻污染物附着。一些机场引入了电子信号,以帮助向机组人员传递关键信息。这包括除冰台的飞机地面控制信息以及正在进行的除冰/防冰程序和液体使用的信息。长期计划正在进行中,使用飞机通信寻址和报告系统(ACARS)数据链系统向飞行机组人员传递除冰信息。
(b)具体而言,审查已批准的大纲,以确定完成除冰/防冰程序的地面人员是否向飞行员传达以下信息:
·使用的液体类型(适用于II、III和IV类型流体,具体制造商名称和类型流体,或SAE II型、SAE III型或SAE IV型)。
·液体/水混合物中液体的百分比(仅适用于II型、III型和IV型流体,不适用于I型流体)。
·最终除冰/防冰开始的当地时间。
·除冰/防冰后检查的结果,除非已批准的计划有其他程序确保将该信息传达给飞行员。
(c)虽然报告除冰/防冰检查的结果在某些情况下可能是多余的,但它向飞行员确认,飞机上的所有污染已被清除。
(3)液体失效的第一个区域。
飞机试验表明,试验飞机的第一个液体故障发生在机翼的前缘和/或后缘,而不是机翼的中弦部分。测试还表明,液体故障可能难以目测识别。在可能的情况下,代表性表面应:包括机翼前缘的一部分,并能在飞机内部被飞行员看到。
(4)设备。对于带有翼尖装置的飞机,目前用于确保起飞时不存在冻结污染的做法被纳入起飞前检查。这包括视觉扫描或使用代表性表面。
d.轻度冻雨/冻毛毛雨期间的作业
(1) POI应通知选择在轻度冻雨或冻毛毛雨天气下运行的航空公司使用第II、III或IV类防冰液。经批准的程序应清楚说明,除冰/防冰液在飞机飞行后不能提供任何防止污染的保护。
(2)不选择使用II、III或IV型防冰液而在轻度冻雨或冻毛毛雨条件下运行的航空公司应制定并使用特殊程序。
特别程序的例子包括:
·经批准的起飞前外部污染检查。
·远程除冰能力。(A remote deicing capability)
·在这些条件下提高操作安全的其他特殊手段(如使用先进的广域光学技术,能够检测飞机污染)。
(3) POI在轻度冻雨和冻毛毛雨期间应加强监测。监视应确认上述批准的检查或其他特殊程序是有效的,并按照航空承运人批准的除冰/防冰大纲进行。注意:检查发动机进气口是否有透明冰时要仔细。这些冻结污染物在起动后会脱离并吸入发动机。高后置发动机可能难以检查。问题更加复杂,因为透明的冰可能很难用肉眼观察到,需要触觉检查。另外,广域(wide-area)地面冰探测系统(GIDS)用于定位涡轮喷气发动机进气口的冰,已经被证明非常有效。