气缸

飞机发动机化油器结冰

发布时间:2022/5/17 18:36:48   

-------岭秀新科-------

说起结冰,往往因为寒冷的天气,而我们第一时间想到的是机身、驾驶舱玻璃还有机翼前缘;实际上除了机身外表面,发动机内部也很容易结冰。对于飞机发动机的正常运转来说,空气和燃油非常关键,二者任一出现问题,都可能造成不良后果。根据NTSB(美国国家运输安全委员会)的数据,化油器结冰在10年里已经造成了至少起事故。今天主要就化油器结冰的原因和预防办法与大家分享。

化油器结冰主要是由于化油器内温度下降造成的,而温度下降是因为燃油蒸发和压力减小。一旦化油器失效,发动机内会出现燃油和空气匮乏,进而导致发动机动力不足或者完全失效。

图片:化油器结冰,源于网络

01

化油器是什么?

燃油和空气在进入气缸点火之前,需要按照一定的比例混合,进行混合的位置就是化油器。化油器属于飞机油门系统。进入化油器的混合油气越多,发动机所产生的动力越大。

化油器的工作原理是“文氏管效应”。文氏管效应,通俗地讲,当空气(或任何流体)通过一个受限的通道时,会发生两种效果:

空气的流速会增加

空气的压力会减小

图片:文氏管效应,源于网络

化油器管路利用了文氏管效应:由于压力变小,燃油被吸入,在化油器内与空气混合,形成蒸汽,进入气缸。空气被吸入化油器的速度是通过一个铰链阀控制,这种阀叫做蝶阀。蝶阀直接连接到油门控制器上。油门全开的时候蝶阀处于全开的状态,而油门怠速时,蝶阀处于近乎关闭的状态。蝶阀同化油器一样,气流变窄,流速变快,同样也会受到温度的影响。

图片:蝶阀,源于网络

也就是说,化油器内部有两个位置很容易结冰,一是化油器主管路,会导致空气匮乏;二是蝶阀附近,会导致油门控制变弱。而实际情况是,化油器结冰更容易出现在蝶阀处。

在飞机运行中,化油器更容易在发动机低功率运行时结冰,比如说飞机进近时。此时油门在怠速位,飞行员若需要执行复飞,加大油门时才会发现化油器已经结冰。功率不够,操控油门没有反应,最终导致灾难。

02

是什么导致化油器结冰?

主要有两点原因:

化油器内气压下降

化油器内燃油蒸发

气压下降:气压、露点温度和结冰

很简单,根据波义耳定律,当气压下降时,空气温度降低。当空气被压缩(称为高压)时,分子之间发生碰撞,导致温度上升。反之亦然。化油器采用的是文氏管系统,空气快速流过时,气压降低,导致温度降低;此时,虽然外界温度可能高于冰点,但通过文氏管效应的气温可能降到零度以下。

而在温暖潮湿的天气里,化油器结冰的可能性更大。因为暖空气湿度大,随着气温的降低,更有可能冷凝或者结冰。在气象学上,能够使水蒸气冷凝成液体的温度即叫做露点温度。一般把0℃以上称为“露点”,把0℃以下称为“霜点”,飞行时,如果外界气温接近露点,化油器内温度即使下降一点点都可以导致结冰。如果飞行当天,外界气温接近露点温度,那么你要小心了,即使化油器里的温度下降一点点,也会导致结冰。

燃油蒸发

液体变成气体叫做蒸发,燃油在蒸发时,会带走大量热量。这种热量来自于周围的空气或者接触物体的热传导。而石油和煤油分子间吸引力较弱,意味着燃油蒸发的更快更容易,热传导越快。热传导越快,温度损失越快,意味着结冰的可能性越大。

总结,温度流失越快,化油器结冰的速度越快。

03

化油器结冰的现象有哪些?

化油器结冰的发生过程是缓慢的。也正是如此,飞行员意识到问题时状况可能已经严重。以下是伴随化油器结冰的一些迹象:

发动机功率损失和低转速:

化油器结冰后,进入的空气就会减少,进而导致燃油也会减少,减少的混合油气进入气缸,发动机就无法产生足够的动力。飞行员在飞行过程中,可以多

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