1、冰晶天氣對發(fā)動(dòng)機(jī)的影響 帕特比爾斯機(jī)長757/767首席技術(shù)飛行員波音民用飛機(jī)集團(tuán) BOEING is a trademark of Boeing Management Company. Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.WARNING: Export ControlledThis document contains technical data whose export is restricted by the Export Administration Act of 1979, as amended, Title 50, U.S.C.;

2、App. 2401, et seq. Violators of these export laws are subject to severe criminal penalties.Diversion contrary to U.S. law is prohibited. Controlled by ECCN: 9E991 Date: 11January2008一次下降過程中發(fā)動(dòng)機(jī)7次熄火 747-400 2007年11月15日 三次險(xiǎn)情，2至3臺發(fā)動(dòng)機(jī)曾熄火 (熄火總共達(dá)到7次) 接近MNL時(shí)的對流性風(fēng)暴 飛機(jī)在下降過程中穿過顛簸氣流 避免較強(qiáng)的雷達(dá)回波 26000英尺：3號和4號發(fā)動(dòng)機(jī)熄火

3、后恢復(fù)工作 24000英尺：1號和2號發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后恢復(fù)工作 18000英尺：1號、3號和4號發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后恢復(fù)工作 高高度的冰晶顯示為發(fā)動(dòng)機(jī)失去動(dòng)力的原因 BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.2今天討論的主題 冰晶天氣飛機(jī)結(jié)冰 對流性氣象條件下，高高度的冰晶被認(rèn)為是發(fā)動(dòng)機(jī)喪失動(dòng)力和動(dòng) 機(jī)損壞的原因 影響多個(gè)機(jī)型和多種型號的發(fā)動(dòng)機(jī) 超過100次發(fā)動(dòng)機(jī)喪失動(dòng)力 * 和發(fā)動(dòng)機(jī)損壞的 (波音/空客飛機(jī)，GE/PW/RR發(fā)動(dòng)機(jī)，小型噴

4、氣機(jī)) 發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在某些 中受損 (葉尖卷曲和撕裂)* 發(fā)動(dòng)機(jī)喘振、失速、熄火或反轉(zhuǎn) BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.3議程 什么叫冰晶天氣飛機(jī)結(jié)冰? 您已掌握的有關(guān)氣象和結(jié)冰的知識有哪些 氣象和結(jié)冰方面有哪些新知識? 個(gè)案分析舉例 我們?yōu)槭裁催x擇此議題，重要的指標(biāo)是什么 飛行員能做些什么? 航空業(yè)面臨的主要調(diào)整 需要飛行員提供信息!BOEING is a trademark of Boeing Management

5、Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.4何為冰晶天氣下的飛機(jī)結(jié)冰? 凍結(jié)的冰晶從冰冷的飛機(jī)表面上甩脫，因此飛機(jī)在高高度冰晶天氣中飛行 行時(shí)機(jī)身是不結(jié)冰的 溫度極低的液態(tài)水聚集增長區(qū) (發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口、整流罩、風(fēng)扇和內(nèi)核的前幾級)風(fēng)扇潛在的冰粒聚集增長區(qū)內(nèi)核的空氣向 動(dòng)至燃燒室 發(fā)動(dòng)機(jī)冰晶聚集增長 的物理學(xué)原理尚不能被完全地闡釋 我們相信，冰晶可以 在比冰點(diǎn)稍暖的發(fā)動(dòng) 機(jī)表面形成結(jié)冰 這些較暖的發(fā)動(dòng)機(jī) 表面位于風(fēng)扇壓氣機(jī)后部 從壓縮機(jī)表面上脫落的冰?？稍斐砂l(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定，如喘振、熄火或發(fā)動(dòng)機(jī)損壞 BOEING

6、is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.5您已掌握的有關(guān)氣象和結(jié)冰的知識有 哪些 BOEING is a trademark of Boeing Management Company.：Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.6您已掌握的有關(guān)氣象和結(jié)冰的知識有哪些 飛行員能在氣象雷達(dá)上看到“非常明顯的”回波 高高度的水氣很有可能是凍結(jié)的冰

7、粒，而不是溫度極低的液態(tài)水滴 當(dāng)你駕駛飛機(jī)穿過冰晶時(shí)，你并未想到機(jī)身上會結(jié)冰 “結(jié)冰條件” 通常指的是溫度極低的液態(tài)水滴粘附在較冷的機(jī)身表面上 上(高度通常低于22000英尺) “冰晶” 對機(jī)身不形成威脅 BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.7氣象和結(jié)冰方面有哪些新知識?BOEING is a trademark of Boeing Management Company.積雨云 造成發(fā)動(dòng)機(jī)喪失動(dòng)力的對流性云層可以是單獨(dú) 的

8、積雨云，也可以是熱帶風(fēng)暴 逆風(fēng)一側(cè)： 溫度極低的液態(tài)水 (機(jī)身結(jié)冰) 有時(shí)會在更高的高度上存在 機(jī)身結(jié)冰雨 混合階段的結(jié)冰 冰凍層 高濃度的冰晶發(fā)動(dòng)機(jī)在冰晶中的結(jié)冰 5萬英尺 冰晶團(tuán)有可能4倍于發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度極低水滴的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) 共同因素 水上升到極高的高度 冰凍層之上直至積雨云頂部都存在冰晶 冰粒遠(yuǎn)離風(fēng)暴的核心， 在砧狀云中且尺寸極小相當(dāng)于烤餅干用的面粉顆粒 Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.8氣象和結(jié)冰方面有哪些新知識?較強(qiáng)的上升氣流和大雨= 大量的水= 潛在可能的大量冰晶 (造成了問題) 5萬英尺在冰凍層以下，層狀云中

9、沒有大雨 (無礙)高濃度的冰晶 22000英尺低濃度的冰晶 機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)的 混合階段的結(jié)冰*“傳統(tǒng)” 結(jié)冰 冰凍層 大雨 雷達(dá)回波 大雨 機(jī)身結(jié)冰 小雨或無雨層狀云 積雨云 識別含冰晶云層的關(guān)鍵所在: 高度低于冰凍層的大雨!BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.9氣象和結(jié)冰方面有哪些新知識? 在冰凍層以上，大多數(shù)水都處在凝結(jié)狀態(tài) 凝結(jié)的冰粒不能很好地反射雷達(dá)能量 在冰晶中飛行時(shí)，冰晶看上去類似能見水汽，但不產(chǎn)生明顯的 雷達(dá)回

10、波 4 使用雷達(dá)的傾斜方式能識別下方有大雨這是密集冰晶可能存在的一個(gè)很好的指標(biāo) BOEING is a trademark of Boeing Management Company. Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.高濃度的冰晶 機(jī)身結(jié)冰冰凍層 雨發(fā)動(dòng)機(jī)在冰晶天氣下的結(jié)冰 積雨云 IceCrystal.10一次發(fā)動(dòng)機(jī)故障的個(gè)案研究 747在飛往臺北的下降過程中 38000英尺 (-42C):遭遇天氣和全溫探頭不正常狀況、中度顛簸、附近有閃電 3萬英尺:兩臺發(fā)動(dòng)機(jī)喪失動(dòng)力 發(fā)動(dòng)機(jī)很快重新起動(dòng) 飛行員報(bào)告有大雨，溫度為-25C 在該高度和飛機(jī)所

11、處的地點(diǎn)并無雷達(dá)回波 兩臺結(jié)冰探測器 并無反應(yīng) 說明不存在溫度極低的液態(tài)水 風(fēng)擋玻璃上出現(xiàn)“降水” 同時(shí)存在的有正在融化的顆粒，其后飛行員證實(shí)“并無雨水” (從聲音上判斷)BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.11一次發(fā)動(dòng)機(jī)故障的個(gè)案研究 (續(xù)) 如圖所示，低于飛機(jī)高度的大雨和完全成熟的臺風(fēng)的明顯對流 “飛行員的雷達(dá)”屏幕上缺少雷達(dá)回波，這與不存在降水、以及飛機(jī)高度上的較小冰粒也是一致的 NASA TRMM 氣象雷達(dá) *12

12、:52 * 飛機(jī)通過完全形成的風(fēng)暴的頂端 BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.12對全球范圍發(fā)動(dòng)機(jī)喪失推力 的審視 此類 有60%發(fā)生在亞太地區(qū) 這有可能是因?yàn)樵搮^(qū)域的海面溫度最高 BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.13我們?yōu)槭裁催x擇此議題 飛行員報(bào)

13、告此類 發(fā)生時(shí)有雨，這使得我們考慮大雨而非結(jié)冰造成了這一狀況 我們不理解冰晶是怎樣在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部形成的 2003年，波音發(fā)現(xiàn)在上世紀(jì)90年代通勤航班的相關(guān) 中 高高度對流天氣中發(fā)動(dòng)機(jī)完全喪失推力 試飛證明，推力喪失的天氣條件是： 冰晶和非極度冷卻液態(tài)水存在于大氣中 在遭遇云層之前，大大高于冰點(diǎn)溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)表面有結(jié)冰 目前，我們認(rèn)為大型運(yùn)輸機(jī)上發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)喪失推力同樣出于結(jié)冰機(jī)制BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.14大型運(yùn)輸

14、機(jī)此類 中的關(guān)鍵指標(biāo) 高高度、低溫 飛機(jī)附近有對流云層/雷暴 明顯比標(biāo)準(zhǔn)大氣溫度高 能見水汽 輕度至重度顛簸 新信息 飛機(jī)全溫（TAT）探頭出現(xiàn)異常 加溫的風(fēng)擋上有降水，通常飛行員報(bào)告有雨 沒有觀察到機(jī)身出現(xiàn)大面積結(jié)冰 飛行員報(bào)告在行員詢問過此項(xiàng))發(fā)生地點(diǎn)并無明顯雷達(dá)回波 (僅對大型運(yùn)輸機(jī)飛 BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.15全溫探頭異常 飛機(jī)全溫探頭異常在很多情況下出現(xiàn)在臨近發(fā)動(dòng)機(jī)喪失推力的時(shí)候 全溫不正確地顯示0

15、攝氏度，這被認(rèn)為大氣中存在冰晶的根據(jù) 底線：全溫異常不是足夠可靠的指標(biāo)，無法向飛行員提供高濃度冰晶存在的“預(yù)警”BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.16發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)冰情況的回顧 溫度極低的水滴在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口、風(fēng)扇和壓氣機(jī)前緣的寒冷表面形成結(jié)冰 層狀云積雨云 溫度極低的液態(tài)水的聚集區(qū)域 (發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口、整流罩、風(fēng)扇和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)核的前幾級)風(fēng)扇 潛在的冰粒聚集增長區(qū) 冰晶在壓氣機(jī)內(nèi)部較暖的表面形成結(jié)冰 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)核的空 氣 向 動(dòng)至燃

16、燒室 BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.17飛行員能做些什么?現(xiàn)狀 我們相信，所有發(fā)動(dòng)機(jī)在遭遇冰晶的過程中都出現(xiàn)了結(jié)冰和甩脫冰 冰粒的情況 僅有部分發(fā)動(dòng)機(jī)遇到了“問題” (尚未透徹了解其中的機(jī)制) 冰晶結(jié)冰對不同的發(fā)動(dòng)機(jī)會造成不同的影響 某些發(fā)動(dòng)機(jī)在巡航階段結(jié)冰，某些在下降階段結(jié)冰 沒有統(tǒng)一的解決方案!推薦措施 使用機(jī)載氣象雷達(dá)/傾斜角 遵循使用手冊和正常的雷達(dá)避讓程序 如果波音擁有使用手冊以外的解決方案, 我們將發(fā)布使

17、用手冊通告BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.18更多信息 在CD上的信息: 針對特定發(fā)動(dòng)機(jī)型號的信息 技術(shù)通告 航空雜志上的文章 冰晶天氣結(jié)冰的問與答 在MyBoeingFleet網(wǎng)站上 即將發(fā)布BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.19冰晶結(jié)冰是對航

18、空業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 飛行員察覺到高濃度冰粒區(qū)比較困難 最有效的應(yīng)對措施是使發(fā)動(dòng)機(jī)具備在此類條件下工作的能力 行業(yè)/政府的委員會正在尋求解決方案但是 生成具有代表性的冰粒的測試方法尚不存在 在此類氣象條件下測試發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)施尚不存在 冰粒聚集和脫落的機(jī)制我們尚不能完全解釋 表現(xiàn)冰晶環(huán)境特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)受限測試飛行計(jì)劃預(yù)計(jì)于2010年進(jìn)行BOEING is a trademark of Boeing Management Company.Copyright 2008 Boeing. All rights reserved.IceCrystal.20需要飛行員提供信息! 我們未知的還有很多 我們目前已經(jīng)掌握的信息大多數(shù)基于飛行員的報(bào)告 和 飛行數(shù)據(jù) 更多的飛行員