Противообледенительная обработка самолета. Противообледенительная обработка самолётов в Домодедово - quantum

Изобретение касается экологически безвредной жидкости для предотвращения обледенения самолетов и взлетно-посадочных полос, причем указанная жидкость особенно подходит для различного распылительного оборудования. Жидкость содержит 10-60 вес.% триметилглицина и 40-90 вес.% воды. Давление паров указанной жидкости составляет менее 5 Па, а кратковременный токсический эффект при пероральном применении на крысах LD 50 составляет более 10000 мг/кг. Технический результат - создание нетоксичной и безопасной жидкости против обледенения. 8 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение касается безвредной для окружающей среды жидкости для предотвращения обледенения самолетов и взлетно-посадочных полос, причем указанная жидкость является особенно подходящей для различного оборудования, предназначенного для распыления. Предотвращение образования льда на самолетах и взлетно-посадочных полосах, а также удаление льда обычно осуществляется с помощью некоторых химических веществ, понижающих температуру замерзания, чтобы обеспечить безопасный взлет, посадку и полет, особенно в зимнее время. Эти антифризы обычно представляют собой распыляемые растворы или пены на основе этилен- или пропиленгликоля, которые, если необходимо, смешаны с загустителями для увеличения вязкости, с водой, поверхностно-активными веществами (ПАВ) и ингибиторами коррозии. Такие средства против обледенения на основе этилен- или пропиленгликоля являются токсичными и загрязняют окружающую среду, когда они попадают в землю. Кроме того, они испускают неприятный запах, который попадает в воздух и разносится воздушными потоками. Такие средства против обледенения могут также вызвать проблемы, связанные с коррозией. Средства против обледенения, обычно распыляемые на самолеты, как правило, содержат по крайней мере 60% гликоля, обычно этиленгликоля, или смесь других гликолей. Функция антифриза состоит в удалении с поверхности самолета снега, льда и инея, которые образуются, когда самолет стоит в аэропорту. Снег, лед и иней, намерзшие на самолет, оказывают значительное влияние на аэродинамические свойства и эксплуатационные качества его двигателей, приводя в итоге к опасным ситуациям, например, во время взлета самолета. По этой причине самолеты всегда проверяют перед вылетом, чтобы быть уверенными, что на них нет льда, снега и инея. Предотвращение обледенения взлетно-посадочных полос и удаление с них льда включает в себя использование химических веществ, понижающих температуру замерзания. Основная функция этих веществ состоит в том, что они диффундируют через уже образовавшиеся снег и лед, ослабляя в них силы сцепления, что дает возможность значительно облегчить удаление снега и льда механическими способами. Кроме того, химические вещества, понижающие температуру замерзания, используют в условиях, когда вода и снег могут намерзать на взлетно-посадочной полосе. В патенте СССР 1664808 описана композиция, используемая для предотвращения смерзания и для оттаивания порошкообразных или гранулированных материалов типа муки, песка или любого другого материала. Эта композиция содержит хлорид магния или кальция, аммиак, углеводы, глицерин, молочную кислоту, летучие кислоты, бетаин, аминокислоты, алифатические соединения, а также воду. Задача этой композиции состоит в предотвращении смерзания порошкообразного материала, особенно во время его транспортировки, на стенках и дне контейнера, и его агрегации, а также в оттаивании уже замерзшего материала. В патенте США 5079036 описана размораживающая композиция для предотвращения смерзания и агрегации твердого гранулированного материала, подобного каменному углю или руде, во время его погрузки - выгрузки и транспортировки при температуре ниже 0 o С. Эта композиция образует пену на твердых частицах. Она содержит раствор, пригодный в качестве размораживающего средства, такой как раствор солей, подобных хлориду натрия, хлориду калия, хлориду магния, хлориду кальция, или раствор полигидроксильных соединений или моноалкиловых простых эфиров или диалкиловых простых эфиров, таких как этилен- и пропиленгликоли, глицерин, сахар и их смеси. Далее в качестве подходящих размораживающих веществ упомянуты производные целлюлозы, например натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы и этилгидроксиэтилцеллюлоза. Кроме этого размораживающего вещества композиция включает в себя анионное или амфотерное ПАВ, которое дает возможность образования стабильной пены. Подходящими для этой цели являются, среди других, такие анионные ПАВ, как сульфонаты, и такие амфотерные ПАВ, как производные бетаина. Кроме того, композиция содержит воду. В европейском патенте 743305 описана размораживающая композиция, особенно для предотвращения обледенения самолетов и их крыльев. В этом патенте представлено новое ПАВ, а именно полиамидоэфир, которое можно использовать в сочетании с веществами, понижающими температуру замерзания, на основе алкиленгликолей, используя полиакриловые кислоты в качестве загустителей. Кроме того, указанные композиции обычно содержат ингибитор коррозии, необязательно амин, гидроксид калия или гидроксид щелочного металла и воду. Чаще всего жидкости, понижающие температуру замерзания, на основе воды в типичном случае являются водными смесями, состоящими из этилен- и пропиленгликолей и воды. В частности, этиленгликоль используется в различных случаях применения в автомобильной промышленности. Однако недостатками этиленгликоля являются его токсичность и загрязняющие свойства. В соответствии с этим вместо этиленгликоля часто используют пропиленгликоль в тех случаях, где требуется пониженная токсичность. Хотя пропиленгликоль относительно нетоксичен, он, однако, также является сомнительным с точки зрения экологии. Другим недостатком пропиленгликоля является то, что его вязкость значительно возрастает при низких температурах, что вызывает необходимость в большей мощности насосов для его перекачки. Более низкая токсичность этанола по сравнению с этиленгликолем делает его использование более желательным. Однако применение этанола ограничивается его высокой летучестью и, как следствие, склонностью к воспламенению, а также значительным возрастанием вязкости при низких температурах, однако это возрастание вязкости менее значительно, чем в случае пропиленгликолей. По этой причине этанол широко применяется в качестве охлаждающей жидкости в лабораториях и в тех ситуациях, когда требуется нетоксичность. Коррозия, особенно при использовании гликолей, делает совершенно необходимым поиск недорогих и эффективных ингибиторов коррозии. Составы и концентрации ингибиторов коррозии с трудом поддаются регулированию. Как правило, в результате применения эффективного ингибитора жидкость с очень низкой токсичностью становится токсичной. Обычно сложные растворы делают получаемую в результате жидкость более дорогостоящей. Задачей настоящего изобретения является создание жидкости, понижающей температуру замерзания, в особенности применимой для предотвращения обледенения самолетов и взлетно-посадочных полос, и оборудования для ее использования, посредством чего можно решить проблемы, связанные с существующим состоянием техники, и устранить существующие недостатки. Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание жидкости, понижающей температуру замерзания, пригодной для самолетов и взлетно-посадочных полос, применение которой безопасно для окружающей среды и экономично, а также не создает никакого риска для здоровья. Жидкость против обледенения для самолетов и взлетно-посадочных полос, предложенная в этом изобретении, характеризуется в прилагаемой формуле изобретения. Согласно этому изобретению предпочтительным соединением, используемым в качестве компонента указанной жидкости против обледенения для самолетов и взлетно-посадочных полос, является триметилглицин или соли гидрата триметилглицина. Триметилглицин или бетаин является особенно предпочтительным. Бетаин, например, может быть получен путем экстракции из природных продуктов, таких как сахарная свекла, или путем биохимического процесса таким образом, чтобы дать возможность получения биологической жидкости против обледенения с благоприятным сроком службы. Жидкость, используемая для предотвращения обледенения самолетов и взлетно-посадочных полос, в соответствии с этим изобретением содержит 10-60% триметилглицина или его производного и 40-90% воды; предпочтительно 40-55% триметилглицина или его производного и 45-60% воды, причем все проценты являются весовыми. Среди преимуществ этой жидкости против обледенения ее нетоксичность и безопасность, а также отсутствие запаха. Некоторые из ее физических свойств являются такими же, как у растворов гликолей, и она может использоваться при температурах между -50 и +100 o С. Она предпочтительно используется при температурах в пределах от -40 до +80 o С. Характерным свойством размораживающих веществ является то, что они понижают температуру замерзания. Эта температура замерзания должна быть не выше -20 o С, а в случае бетаина даже может быть достигнута температура замерзания вплоть до -50 o С. Если это необходимо или желательно, жидкость против обледенения этого изобретения может быть смешана с обычными ингибиторами коррозии, стабилизаторами и маркирующими добавками, загустителями, ПАВ, другими размораживающими веществами, подобными гликолям или солям, а также с соединениями, регулирующими кислотность; все эти вещества хорошо известны в технике. Жидкость против обледенения согласно настоящему изобретению менее токсична и меньше загрязняет окружающую среду, чем жидкости против обледенения, уже известные в технике. Указанная жидкость не классифицируется как опасные отходы, и ее можно легко удалять, что снижает затраты. Отходы этой жидкости можно обрабатывать, не принимая никаких специальных мер безопасности, и они могут поглощаться почвой или спускаться в канализацию, тогда как этилен- и пропиленгликоли, а также этанол, обычно используемые в технике в настоящее время, необходимо удалять специальными способами, как опасные отходы. Жидкость против обледенения согласно настоящему изобретению пригодна для использования в различных областях для предотвращения обледенения или для удаления льда с самолетов, взлетно-посадочных полос и т.п., особенно при низких температурах и в ситуациях, когда жидкость должна быть безвредной для окружающей среды и нетоксичной. Оценка токсичности соединений основана на величинах LD 50 , взятых из литературы. Использованные величины LD 50 были получены при испытаниях на крысах при пероральном введении испытываемых соединений. Результаты показаны в таблице 1. В таблице 2 сравнивается кинематическая вязкость жидкостей при концентрации 50%. В таблице 3 показано, как различные соединения снижают температуру замерзания в 50%-ном растворе. В таблице 4 показано влияние триметилглицина на температуру замерзания водных растворов. Поверхностное натяжение типичных веществ, понижающих температуру замерзания, представлено в таблице 5. Поверхностное натяжение триметилглицина сравнимо с поверхностным натяжением воды и выше, чем у гликолей. В таблице 6 показано давление пара при 37,8 o С для нескольких жидкостей, понижающих температуру замерзания. Так как давление пара раствора триметилглицина ниже, чем у других растворов, он не испаряется (не улетучивается) также легко под действием потока воздуха. Жидкость согласно настоящему изобретению, содержащая 10-60% триметилглицина или его производных и 40-90% воды (по весу), применима в противообледенительных системах для самолетов и взлетно-посадочных полос, особенно для распыления на желаемую поверхность. Давление пара жидкости этого изобретения ниже 5 Па. Величина LD 50 составляет более 10000 мг/кг (для крыс при пероральном введении), и температура вспышки этой жидкости выше 100 o С. Далее температура замерзания 50%-ного раствора составляет менее -38 o С, причем его поверхностное натяжение менее 55 дин/см. Срок годности этой жидкости при хранении в стандартных условиях, при комнатной температуре составляет свыше 2 лет. Вязкость, важную характеристику жидкости, понижающей температуру замерзания, можно стабильно удерживать в желаемом диапазоне. Триметилглицин представляет собой нетоксичный и не имеющий запаха сырьевой материал природного происхождения, который биодеградирует в природных условиях на 80% за 20 суток. Медленная биодеградация - это проблема, связанная, например, с пропиленгликолями, которые применялись ранее. Триметилглицин снижает температуру замерзания воды, он обладает превосходными теплопередающими свойствами, из него не выделяются неприятные запахи и его можно использовать без добавления каких-либо ингибиторов коррозии, которые служат для предотвращения коррозии, так как он сам по себе обладает только слабым коррелирующим действием. Например, коррозия медных сплавов составляет менее 1 мкм/год, когда используются жидкости согласно этому изобретению. Кроме того, они не вызывают коррозию поликарбонатов, акриловых пластиков или окрашенных поверхностей. Гликоли, применявшиеся ранее в качестве составов против обледенения, оказывают вредное воздействие на герметики, присутствующие в конструкциях самолетов, тогда как жидкости против обледенения на основе триметилглицина не дают таких отрицательных эффектов. Возврат жидкостей против обледенения, содержащих гликоли, из аэропортов для их удаления или повторного использования очень затруднен, причем полный возврат в любом случае невозможен. Растворы триметилглицина не нужно возвращать, так как они быстро разлагаются в природных условиях. Растворы триметилглицина безопасны в обращении вследствие низкого давления пара и соответственно низкой летучести этих растворов. В противоположность этому, например, для этиленгликоля по соображениям безопасности установлено предельное давление пара 50 ч/млн (отношение общего количества пара к жидкости) (TVL). Безопасность по отношению к окружающей среде уже упоминалась как одно из основных преимуществ использования раствора триметилглицина в качестве жидкости для предотвращения обледенения самолетов и взлетно-посадочных полос. Это изобретение описано выше со ссылкой только на некоторые предпочтительные примеры его осуществления, детали которых, однако, не должны рассматриваться как ограничивающие это изобретение узкими рамками. Возможны многие модификации и видоизменения в пределах объема и сущности изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Жидкость против обледенения для самолетов и взлетно-посадочных полос, отличающаяся тем, что она содержит 10-60 вес.% триметилглицина и 40-90 вес. %. 2. Жидкость по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит 40-55 вес.% триметилглицина и 45-60 вес.% воды. 3. Жидкость по п.1 или 2, отличающаяся тем, что давление паров указанной жидкости составляет менее 5 Па, а кратковременный токсический эффект при пероральном применении на крысах LD 50 составляет более 10000 мг/кг. 4. Жидкость по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что температура замерзания 50%-ной жидкости ниже -38 o С. 5. Жидкость по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что температура замерзания 35%-ной жидкости составляет -15 o С или ниже этой величины. 6. Жидкость по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что поверхностное натяжение 50%-ной жидкости составляет более 55 дин/см. 7. Жидкость по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что она содержит триметилглицин из биологического источника. 8. Жидкость по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что указанную жидкость против обледенения можно использовать при температуре, лежащей в пределах между -50 o С и +100 o С, предпочтительно между -40 o С и +80 o С. 9. Жидкость по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что она содержит в качестве добавок ингибиторы коррозии, стабилизаторы, маркирующие добавки, загустители, ПАВ, другие размораживающие вещества или соединения для регулирования кислотности.

Похожие патенты:

Изобретение относится к профилактическим смазочным материалам и может быть использовано для предотвращения пылеобразования на временных автодорогах карьеров при добыче полезных ископаемых открытым способом, а также для предотвращения прилипания, примерзания и смерзания влажных горных пород к стенкам горнотранспортного оборудования в горнодобывающей промышленности, например, для защиты поверхностей подвижного состава от примерзания и выдувания сыпучих материалов, например угля, торфа и т.д

Домодедово - противообледенительная обработка самолётов February 12th, 2010

Сегодня мы поговорим с вами об очень важной процедуре, необходимой для соблюдения правил авиационной безопасности — противообледенительной обработке самолётов. Так как официальный язык авиации английский (по нормам ICAO, так же как и морской, кстати, по IMO - тоже английский, это я вам как капитан скажу), давайте называть эту процедуру deicing (де-айсинг). В чём смысл этой процедуры? Упрощённо: очистить ото льда и снега поверхности самолёта, влияющие на подъемную силу и управляемость (крылья и хвосты, как в мультфильме), избежать обледенения на этапе взлёта и набора высоты (противообледенительная жидкость работает не очень долго).

«Де-айсинг» - вот в аэропорту все её так называют и на машинах обработки так тоже написано. Однако, давайте немного углубимся в смысл слов. На самом деле, существует два понятия: де-айсинг - означает убирание уже имеющегося на поверхностях снега и льда, т. е. решение уже существующей проблемы; анти-айсинг — означает обработку поверхностей составом, препятствующем образованию льда некоторое время после обработки, т. е. превентивная мера. Проведя аналогию с обработкой улиц: сначала едут убирающие снег машины (с отвалом, с щетками) — это де-айсинг; за ними едет машина с реагентом, которая его разбрызгивает или рассыпает — это уже анти-айсинг; за ними обычно едет машина ДПС, как это называется я не знаю.

С окончанием процесса противообледенительной обработки, т. е. непосредственно с опрыскиванием крыльев и хвоста, разобрались. Да его, в принципе, и все видели не один раз — как правило, из иллюминатора. Здесь есть люди, которые его регулярно видят из кабины самолёта, кто-то с лётного поля, а может быть кто-то и из будки распылительной машины (если у вас будут корректировки к моему пониманию процесса — обязательно пишите).

Давайте теперь посмотрим, откуда берётся эта чудо-жидкость, которой проводят обработку самолёта. Насколько я понял из объяснений, жидкость на основе пропиленгликоля изготавливается здесь, на месте. Проще говоря, это «Юппи» - «просто добавь воды». Вот в этом помещении происходит её забор (воды — прим. автора ), фильтрация, специальная подготовка и хранение. Помещение находится рядом с раздаточной зоной, где готовую жидкость наливают в машины, оно очень маленькое и очень тёмное, поэтому заранее прошу прощения за качество фотографии. Эти фотографии я делал не в прайм-тайм работы аэропорта, уже после Новогодних праздников, поэтому особого движения в цехе подготовки противообледенительной жидкости не было.

За стенкой — хранилище концентрата жидкости. Отсюда его берут по мере необходимости и смешивают с подготовленной водой в нужной пропорции. Насколько я понял, существует несколько типов «исходников»-концентратов, каждый применяется в своём случае. А случаи, как известно из анекдота, «бывают разные». Это совокупность факторов — температуры у земли, влажности, точки росы, типа и высоты облаков (потому что каждый тип содержит разное количество влаги), температуры на определённых высотах и т. п.

Знать всё это очень интересно, но, если не занимаешься этим специально, очень сложно. Обывателю голову лучше конечно специальными терминами не забивать. Но, что важно знать, это - чем же так опасно обледенение? А опасно оно тем, что лёд, нарастая на кромках крыла, механизации и т. д. может изменить геометрию поверхностей или попасть в движущие части механизации, простите за излишне технический язык.

Как известно, самолёт летает из-за особой каплевидной формы крыла (в разрезе) в следствие чего образуется разность давления под и над крылом, как результат — образуется подъемная сила. Изменив геометрию крыла в худшую сторону, лёд может привести к потере подъемной силы, в результате может развиться сваливание. Как правило, слово сваливание для гражданских самолётов является синонимом слова капец. Вторая важная проблема — блокировка механизации крыла. Мы с вами знаем, что крыло имеет определённый набор движущихся частей, количество и название которых зависит от типа и размера самолёта. Лёд, попав между движущимися частями, может ограничить или полностью заблокировать их движение. Пилоты во время обучения отрабатывают подобные ситуации, но желательно с ними в реальной жизни не сталкиваться.

Прошу прощения за небольшой лирический интеррапт, но для того что бы всего этого не произошло и существует процедура антиобледенительной обработки, о которой мы сейчас говорим. Вот распределительная станция, где происходит заправка машин жидкостью для обработки самолётов.

Машина просто так тоже не заправляется. Де-айсинг нужно «заказывать». Т. е. существует аэропортовая служба, отвечающая за обработку, и существуют авиакомпании. Менеджер авиакомпании знает, что самолёт начали загружать пассажирами и грузом (опустим «правило 90 минут», оно в нашей стране не очень часто работает). Он звонит в службу аэропорта и говорит что-то типа «Привет. Это Вася из Пупкин-авиа. Мы через 30 минут будем готовы, борт Боинг-737, можете нас обработать на стоянке №х?». Ну и несколько дополнительных фраз, в зависимости от возраста, стажа, отношений между менеджерами (например, «До свидания», «Пока», «Давай, старик» ну и так далее).

Менеджер службы порта даёт указание и на арене появляется вот такая красивая машина (по просьбе кое-кого я кое-что замазал в Фотошопе на этой фотографии). Она едет на базу, заправляется противообледенительной жидкостью и к назначенному времени приезжает на указанную стоянку, где стоит самолёт.

Обратите внимание, что обработка всегда происходит непосредственно перед взлётом, это из-за того, что жидкость, которую используют, эффективна около 10-15 минут. Поэтому руление, которое может занять всё это время, нужно из процедуры исключить.

В Домодедово хорошие новые машины для противообледенительной обработки, они приезжают по первому зову авиакомпаний, так что для летающих пассажиров скажу - «поливание самолёта» бояться не надо и задержка вылета, как правило, с обработкой самолётов тоже не связана. Ну посмотрите, какие приятные люди работают в этих необычных машинах.

Когда я делал эти снимки, в аэропорту было очень холодно. Ну не так что бы уж очень холодно, но -15 точно было да и по улице я ходил часа 4. Поэтому на следующий день я заболел и провалялся практически до Нового года. Лена из пресс-службы, которая нас сопровождала, ушла в отпуск за неделю до Нового года, поэтому вторую сессию пришлось перенести на 14 января 2010 года.

Маленькая деталь: из одной зоны аэропорта в другую, даже если она в 100 метрах, дойти нельзя. Посетителям выдаётся «машина сопровождения», в которой тебя перевозят. Как правило это САБ — служба авиационной безопасности (люди которые проверяют всё и вся и которых нельзя снимать). В первый раз нам выдали трехдверную Ниву, это конечно была жесть. Дело даже не в том, что залезать на заднее сиденье нужно было в известной позе, а в том, что в ней было очень холодно. Во второй раз мы получили Шкоду. Она была тёплая. :)

Как, в общем, и воспоминания о тех двух днях с перерывом на обед, которые мы провели в Домодедово. Завтра я расскажу вам о системе сортировки багажа в терминале, которой так гордится Домодедово, ведь до недавнего времени это была единственная система подобного рода в стране. Представив себя чемоданом, мы прокатимся по системе автоматического досмотра багажа, а потом попадём в систему сортировки.

Часть этих фотографий моих рассказов появится на фотовыставке в семейном центре «

Заменят ли супергидрофобные жидкости «незамерзайку», что эффективнее с точки зрения экономики и ученых РАН и как защищают самолеты в российских аэропортах - в материале сайт.

Группа исследователей из Института физической химии и электрохимии РАН (ИФХЭ РАН) разработала серию так называемых супергидрофобных покрытий, использование которых может существенно повысить эффективность защиты металлических и пластмассовых конструкций от обледенения. По словам авторов разработки, покрытие позволит существенно сократить затраты на антиобледенительные жидкости. Также оно сохраняет защитные свойства в течение нескольких полетов, утверждают ученые.

Формирование и накопление льда нарушает работу и снижает эффективность кораблей, морских нефтяных платформ, ветровых турбин, плотин, электростанций, линий электропередач, телекоммуникационного оборудования и т. п. При этом ущерб, наносимый экономике при таких явлениях, как ледяной дождь и снежные бури, составляет десятки миллиардов рублей.

Авиакатастрофы

Обледенение летательных аппаратов в авиации приводит не только к экономическим потерям, но и к гибели десятков и сотен людей. В декабре 1971 года в нескольких километрах от аэропорта в Саратове упал самолет Ан-24. Лайнер заходил на посадку в сложных метеорологических условиях. Причиной катастрофы стало отключение антиобледенительной системы, повлекшее за собой обледенение самолета в облаках. Погибли 57 человек.

Осенью 1978 года тот же Ан-24 потерпел катастрофу и затонул в заливе Сиваш. Полет проходил ночью в облаках и в условиях обледенения. Погибли 26 человек.

В ноябре 1991 года из-за обледенения катастрофа произошла в аэропорту Бугульмы. Экипаж Ан-24 не включил противообледенительную систему. Крылья и стабилизаторы покрылись 1,5 сантиметрами льда. При попытке уйти на второй круг самолет рухнул на землю. 4 члена экипажа и 37 пассажиров погибли.

В апреле 2012 года под Тюменью потерпел крушение авиалайнер ATR 72. В результате катастрофы погибли 43 человека. Из заключения Межгосударственного авиационного комитета (МАК) следовало, что на поверхности самолета были снежно-ледяные отложения. Именно они привели к ухудшению аэродинамических характеристик самолета. Согласно заключению экспертов, проведение противообледенительной обработки позволило бы избежать катастрофы.

Фотография потерпевшего крушение авиалайнера ATR 72

Противообледенительные жидкости

После авиакатастрофы в Тюмени российские авиаперевозчики стали использовать «Концепцию чистого самолета» (clean aircraft concept). Концепция запрещает начинать полет, если на корпусе самолета присутствует иней, снег или лед. При этом однозначного и исчерпывающего перечня условий, при которых нужно проводить обработку, не существует.

«Общим правилом является запрет на взлет самолета, если на его критических поверхностях (крыло, киль, стабилизатор, фюзеляж, включая приемники полного и статического давления, датчики температуры и угла атаки, двигателях, шасси) присутствуют недопустимые производителем самолета снежно-ледяные отложения в виде снега, льда, инея или слякоти», - рассказали корреспонденту сайт в пресс-службе международного аэропорта «Домодедово».

Нужно ли проводить обработку и защиту от наземного обледенения, определяется в результате проверки до взлета самолета. Также учитывается наличие или возможное выпадение замерзающих осадков (снег, перехолажденный дождь, дождь, морозь, туман). При этом противообледенительная обработка может проводиться даже при плюсовой температуре на земле. «Ситуация может быть значительно сложнее, и, например, при больших остатках холодного топлива в баках крыла после предыдущего полета, обработка крыла может потребоваться даже при температуре воздуха +15 градусов», - уточнили в «Домодедово».

Сегодня существует четыре типа противообледенительных жидкостей (ПОЖ). Они представляют собой смесь воды и гликоля (класс органических соединений, содержащих две гидроксильные группы, - прим. сайт) с добавлением различных загустителей.

Тип I применяют для удаления льда. Для экономии его могут разбавлять водой, при этом он практически не защищает, поскольку в жидкости нет загустителей.

В состав типа II входят загустители, которые защищают от обледенения, но действуют в течение небольшого срока.

В тип III добавляют меньше загустителей. Он используется для турбовинтовых самолетов с низкой скоростью отрыва при взлете.

Тип IV имеет высокую концентрацию загустителей и длительный защитный эффект.

Жидкости окрашивают в разные цвета, чтобы их было проще отличать друг от друга. Тип I имеет красноватый оттенок, Тип II - жемчужный, Тип III и Тип IV - желтый и зеленый цвета соответственно.

Цены на жидкости устанавливает аэропорт. Например, в международном аэропорту в Казани противообледенительные жидкости стоят около 200 рублей за литр (в зависимости от типа и концентрации). Для обработки самолета A320 требуется 200-300 литров. Для авиалайнеров количество противообледенительной жидкости составляет около 2000 литров. «К следующему сезону аэропорту предстоит переход на новую, уже разработанную и сертифицированную жидкость четвертого типа на базе этиленгликоля и лучшими характеристиками как по времени защитного действия, так и по минимальной температуре применения. Сейчас ПОЖ такого типа изготавливается на основе пропиленгликоля, производство которого ограничено в России. Кроме того, жизненный цикл жидкости четвертого типа Clariant Max Flight 04 (применяется для противообледенительной обработки в аэропорту «Домодедово», - прим. сайт) , выпуск которой был начат в 2004 году, уже заканчивается», - рассказали сайт в пресс-службе аэропорта «Домодедово».

Супергидрофобные жидкости

Использование противообледенительных жидкостей экономически невыгодно, поскольку такие жидкости можно применять только один раз, считает доктор химических наук, заведующий кафедрой химической термодинамики и кинетики Санкт-Петербургского государственного университета Александр Тойкка. Альтернативой могут стать, например, гидрофобные и супергидрофобные покрытия.

Супергидрофобностью называют особое состояние поверхности, которая взаимодействует с водой в гетерогенном (неоднородном) режиме смачивания. Проще говоря, супергидрофобность - это такой режим, когда капля касается поверхности только в избранных точках. Она не проникает во впадины рельефов, а лишь опирается на вершины выступов, а в основной части нависает над поверхностью, и здесь между жидкостью и твердым материалом существует довольно толстая воздушная прослойка. Благодаря гетерогенному режиму смачивания супергидрофобные покрытия защищают материалы от коррозии, обеспечивают теплозащиту, могут также применяться для электроизоляции.

Разработка супергидрофобных поверхностей - достаточно популярное направление среди исследователей, так как сделать поверхность супергидрофобной можно только с помощью нанотехнологий, поскольку сама природа супергидрофобности требует многомодальной (мультимасштабной) шероховатости. А нанотехнологии - это место, куда в последние годы активно идут инвестиции.

Правда, у этой популярности есть и оборотная сторона: среди занимающихся супергидрофобностью ученых много таких, которые были просто неподготовлены к тем исследованиям, на которые сделали заявку. По словам руководителя исследования, академика РАН Людмилы Бойнович, главного научного сотрудника лаборатории поверхностных сил ИФХЭ РАН, многие зарубежные группы пришли в это направление, не особенно представляя себе тонкостей контакта водных сред с твердой поверхностью, и потому достигли очень скромного успеха. Получаемая ими супергидрофобность (или то, что они принимали за супергидрофобность) держалась считанные секунды, в лучшем случае минуты. И часто возникали проблемы со стойкостью этого режима: стоило прикоснуться к полученной поверхности пальцем, как супергидрофобность исчезала.

Группа Людмилы Бойнович подошла к этим исследованиям, что называется, во всеоружии. Академик Борис Дерягин (1902-1994), основавший лабораторию поверхностных сил, создал на ее основе научную школу, которая получила международное признание.

Несколько лет назад лаборатория, заведующим которой в настоящее время является доктор физико-математических наук Александр Емельяненко, занялась, помимо прочего, исследованиями супергидрофобности, финансируемыми в основном грантом Российского научного фонда и программами Президиума РАН. Ученые провели подробный теоретический анализ явления и разработали ряд способов получения супергидрофобных поверхностей. Одним из самых интересных и перспективных методов, предложенных лабораторией, является так называемое лазерное наносекундное текстурирование. Оно позволяет создать на поверхности тот самый нанорельеф, который обеспечивает на материалах из металла или пластика режим супергидрофобности, причем режим стойкий, выдерживающий не только касание пальцем, а многократные замораживания и размораживания, сопровождающиеся большими напряжениями в зоне контакта поверхности с водой. Работы ученых были опубликованы в журналах Physical Chemistry Chemical Physics, ACS Applied Materials and Interfaces и многих других.

Нам удалось показать, что даже при высокой влажности воздуха капли воды, сидящие на супергидрофобных поверхностях, длительное время находятся в переохлажденном состоянии без кристаллизации при низких температурах. Противообледенительные покрытия, получаемые нами методом наносекундного лазерного текстурирования, имеют высокую износостойкость и хорошо справляются со своей задачей даже при очень масштабных перепадах температур. Нам также удалось показать уникальные противокоррозионные свойства наших поверхностей. И, что, может быть, наиболее важно, мы показали, что нашим методом можно организовать процесс получения супергидрофобной поверхности таким образом, чтобы не только достичь гетерогенного режима смачивания, но и изменить фазовые состояния твердого материала, тем самым повлияв еще на целую гамму других функциональных свойств этой поверхности».

Стоит отметить, что способ лазерного текстурирования, примененный группой ИФХЭ РАН, основан на использовании коммерчески доступных наносекундных лазерных систем и относительно недорог. Он может быть применен при антиобледенительной обработке самолетных крыльев и заменяет обработку антиобледенительными жидкостями (хотя в крайних случаях, в особых форс-мажорных ситуациях, как утверждает Людмила Бойнович, только эффект супергидрофобности может оказаться недостаточным и должен быть дополнен другими стандартными для авиации методами). В отличие от одноразовой обработки антиобледенительными жидкостями, супергидрофобное покрытие работает в течение многих дней без участия человека и приведет к большому экономическому эффекту. «Ключевой вопрос применимости таких покрытий, - комментирует Людмила Бойнович, - связан с тем, насколько создаваемое супергидрофобное состояние долговечно. В последнее время лаборатории удается получать очень стойкие покрытия, которые выдерживают до ста циклов кристаллизации, а также длительные абразивные и кавитационные нагрузки».

Едва ли можно ожидать, что в ближайшем будущем супергидрофобные покрытия заменят традиционные противооблединительные жидкости, считает Александр Тойкка. Это связано со сложностями, с которыми сталкиваются ученые при внедрении своих разработок. «С внедрениями в нашей стране достаточно плохо. Значительно проще купить уже апробированную технологию на западе. Но это тупиковый путь, так как мы попадаем в зависимость. Почему мы сейчас так радуемся санкциям? Потому что у нас есть возможность развития собственных технологий. Разработка должна быть достаточно простой для технологического воплощения и защищена международными патентами. Но все зависит от доброй воли и сознательности производителя. За научно-исследовательской работой последует опытно-конструкторская работа (НИОКР), которая позволит на ограниченном числе образцов проверить жизнеспособность разработки», - отметил эксперт.

Современные жидкости.

Жидкости ТИП I - незагущенные маловязкие жидкости, что с одной стороны позволяет более эффективно их использовать для удаления обледенения с возможностью разбавления водой в пропорции 10:90 до 90:10, но они имеют небольшое время защитного действия.

Действия жидкости ТИП I достаточно для обработки, запуска двигателей и руления только в условиях образования инея (не более 45 минут). В условиях других видов осадков оно составляет от 5-11 до 2-4 минут, что явно недостаточно для выполнения указанных операций. Соответственно, предварительная обработка ВС только жидкостью ТИП I перед посадкой пассажиров, даже в условиях образования инея, не обеспечивает защиту ВС.

Концентрация применяемой жидкости в смеси с водой выбирается в зависимости от конкретного типа жидкости, температуры воздуха, выбранной процедуры и имеющихся в аэропорту возможностей.

Имеются жидкости на базе этиленгликоля, пропиленгликоля и диэтиленгликоля. Температура применения и соответственно выбираемая при определенной температуре концентрация будет для каждой конкретной жидкости своя.

При выборе концентрации жидкости для применения при одноступенчатой обработке (одновременно и удаление обледенения, и антиобледенительная защита) или на втором этапе двухступенчатой обработки (антиобледенительная защита) температура замерзания должна быть не менее чем на 10 градусов ниже, чем температура окружающего воздуха. Например, при наружной температуре минус 12 градусов жидкость, применяемая для одноступенчатой обработки, должна замерзать при температуре ниже минус 22 градуса.

При выборе концентрации жидкости для применения на первом этапе двухступенчатой обработки (удаление обледенения) может применяться жидкость в смеси с водой более низкой концентрации с температурой замерзания не более чем на три градуса выше температуры окружающего воздуха.

Кроме того, температура применения жидкости не может быть ниже, чем температура, при которой проверена аэродинамическая пригодность жидкости при специальном тесте.

Тест проводится отдельно для "реактивных" ВС со скоростью отрыва передней стойки более 157 км/час (85 узлов) и для "винтовых" ВС со скоростью отрыва передней стойки менее 157 км/час (85 узлов).

Для того чтобы можно было пользоваться таблицами времени защитного действия, температура применяемой смеси ПОЖ ТИП I с водой должна быть не менее 60 градусов, а использованное количество - не менее одного литра на один квадратный метр поверхности ВС.

Жидкости ТИП II и ТИП IV имеют в своем составе, кроме пропиленгликоля, поверхностно активных веществ и антикоррозийных и других присадок, загуститель, который обеспечивает большее время защитного действия и особые аэродинамические качества жидкости, позволяющие освободить поверхность ВС от жидкости во время разбега до отрыва передней стойки. Данные жидкости могут использоваться в концентрации только 25: 75; 50: 50; 75: 25 и 100 %. При этом концентрации 75: 25 и 100 % могут использоваться только для реактивных ВС со скоростью отрыва передней стойки более 157 км/час (85 узлов). Максимальное время защитного действия достигается при использовании для антиобледенительной защиты ВС концентрированной не нагретой жидкости ТИП IV.

Жидкости ТИП II, а тем более ТИП IV обеспечивают значительно большее время защитного действия.

В условиях образования инея оно составляет до 12 часов, что позволяет ее использовать при таких погодных условиях для обработки ВС до посадки пассажиров. В условиях других видов реальных осадков, в зависимости от температуры наружного воздуха и концентрации, оно может составлять от 20-40 минут до 1-1, 5 часа, что должно быть практически достаточно для обеспечения безопасности взлета в большинстве случаев. Для ВС с большой площадью обрабатываемой поверхности в условиях интенсивных осадков и большого времени руления от площадки обработки до исполнительного старта может быть необходимо использование сразу двух или даже трех деайсеров.

Горячую воду с температурой не менее 60 градусов можно использовать только для удаления обледенения (на первом этапе двухступенчатой обработки) только при температуре воздуха минус 3 градуса и выше. Применение воды при более низких температурах недопустимо. Использование для противообледенительной обработки только воды также недопустимо.

Сколько ступеней надо?

При проведении одноступенчатой обработки горячей (температура на форсунке машины не менее 60 градусов) смесью жидкости с водой производится удаление обледенения, а оставшаяся жидкость защищает поверхность от последующего образования снежно-ледяных отложений. Преимуществом такой процедуры является простота и быстрота выполнения. Но одноэтапная процедура приводит к большему расходу жидкости при большом количестве снежно-ледяных отложений на поверхностях ВС и не обеспечивает большого времени защитного действия. Данная процедура эффективна в случае отсутствия осадков и незначительного количества снежно-ледяных отложений на критических поверхностях ВС.

Двухступенчатая обработка проводится в два этапа. На первом этапе удаляется обледенение, а на втором производится антиобледенительная защита. На первом этапе может применяться горячая смесь жидкости с водой более низкой концентрации, что экономит жидкость и в ряде случаев повышается эффективность процедуры за счет более высокой температуры применяемой жидкости. Вода также может применяться до температуры минус 3 градуса. На втором этапе производится защита поверхностей ВС более концентрированной смесью жидкости ТИП I, ТИП II или ТИП IV в зависимости от необходимого при данных погодных условиях времени защитного действия и имеющихся технологий. Двухступенчатая процедура целесообразна в случае потребности большего времени защитного действия и/или большого скопления снежно-ледяных отложений на поверхности ВС.

Контрольная проверка после противообледенительной обработки и код обработки.

После окончания противообледенительной обработки подготовленным техническим персоналом необходимо произвести проверку ВС после удаления с него обледенения и проведения антиообледенительной защиты. Формально это разные проверки. Первая подтверждает чистоту критических поверхностей от снежно-ледяных отложений, а вторая - полноту и правильность нанесения жидкости для антиобледенительной защиты. Однако, как правило, на практике они проводятся одновременно.

Особое смысловое значение имеет передаваемый экипажу код антиобледенительной обработки (или, так называемый, ISO код). Код включает в себя информацию о типе примененной жидкости, ее концентрацию (для ПОЖ ТИП I информация о концентрации может не передаваться), местное время начала последнего этапа обработки и дату. Факт передачи кода, кроме информации о проведенной антиобледенительной обработке, означает, что проверки после удаления обледенения и выполнения антиобледенительной защиты ВС выполнены и на критических поверхностях снежно-ледяных отложений нет.

В связи с тем, что практическое время защитного действия может отличаться как в большую, так и в меньшую стороны, состояние видимых поверхностей ВС должно быть визуально дополнительно проверено экипажем перед взлетом.

В случае сомнения в отсутствии образования снежно-ледяных отложений на поверхности ВС противообледенительная обработка должна быть произведена повторно.

Экономия в обработке

Противообледенительная обработка стоит дорого, но это требование безопасности полетов, поэтому обсуждению подлежит вопрос, не как избежать обработки, а как ее выполнить, обеспечив безопасность взлета, не израсходовав лишнюю жидкость и деньги. Случаи неправильного, неграмотного или нерационального заказа обработки ВС имеют место регулярно. Например, не зная типа применяемой в аэропорту ПОЖ, экипажи разных, в том числе и весьма уважаемых иностранных авиакомпаний, периодически заказывают завышенную концентрацию ПОЖ ТИП I, что ни к чему, кроме завышенных трат, не приводит. Концентрацию ниже допустимого при данных условиях предела тоже иногда заказывают, но такие заказы прямо угрожают безопасности полетов и поэтому просто не выполняются операторами.

Наиболее типичный пример - это заказ обработки жидкостью ТИП I с заведомо более высоким содержанием гликоля. Даже "обученные" пилоты иностранных авиакомпаний периодически заказывают обработку смесью 50: 50 при температуре, когда можно применять смесь 40: 60 или 25: 75. Заказывать процедуру противообледенительной обработки ВС нужно исходя из типов жидкости и процедур, применяемых в аэропорту. Если в российском или иностранном аэропорту применяется только жидкость ТИП II или ТИП IV в разбавленном и концентрированном виде, то исходя из наружной температуры по таблицам применения жидкости ТИП II и ТИП IV определяется минимальная концентрация жидкости для удаления обледенения, например при температуре от минус 3°С до минус 14°С при одноэтапной процедуре может применяться смесь ПОЖ ТИП II или ТИП IV с водой в концентрации не ниже 75: 25, что в условиях снегопада обеспечивает время защитного действия для ТИП II 15-25 минут, для ТИП IV 20-35 минут, а по таблице времени защитного действия производителя OCTAGON MAXFLIGHT составляет 20-50 минут.

Если в аэропорту применяют жидкость ТИП IV в неразбавленном не нагретом виде, что позволяет обеспечить максимальное время защитного действия, так и жидкость ТИП I в смеси с водой, то возможностей для выбора оптимального режима обработки больше. В условиях отсутствия осадков может быть применена одноступенчатая обработка жидкостью ТИП I, либо ее смесь с водой более низкой концентрации может быть использована на первом этапе двухэтапной обработки перед использованием на втором этапе смеси ПОЖ ТИП I более высокой концентрации либо ПОЖ ТИП IV. Использование ПОЖ ТИП I на первом этапе крайне необходимо еще по той причине, что это уменьшает возможность образования на ВС сухого остатка загущенных жидкостей с последующей возможностью гелеобразования. По этой причине аэропорты Европы сейчас переходят на обязательное использование ПОЖ ТИП I.

Еще один пример, который наглядно показывает, что при наличии обильного количества снежно-ледяных отложений на поверхностях ВС более рационально применять двухступенчатую обработку. После сильного снегопада при положительной температуре наружного воздуха готовились к вылету два заснеженных Ил-86. Один самолет был обработан тремя деайсерами в один этап смесью ПОЖ ТИП I с водой в концентрации 25: 75, в результате чего было израсходовано 1975 литров жидкости ТИП I и 5, 5 тонны воды. К обработке другого Ил-86 подошли более рационально и провели тоже тремя деайсерами двухэтапную обработку, применив на первом этапе горячую воду, а на втором смесь жидкости ТИП I с водой в концентрации 25: 75, израсходовав при этом около 7 тонн воды, но при этом всего 134 литра жидкости ТИП I. Стоимость сэкономленного 1841 литра жидкости OCTAFLOEG считается специалистами достаточно легко, но самое важное то, что в данном случае экономия получена только за счет грамотного применения знаний без какого-либо ущерба для безопасности взлета ВС.

Серьезная опасность может возникнуть в случае, если после предварительного этапа обработки экипаж, не видя на поверхности ВС обледенения, экономя деньги и не понимая серьезности ситуации, откажется от основного этапа обработки ВС перед вылетом