按照國(guó)際上的有關(guān)規(guī)定，禁止有霜、雪或冰的飛機(jī)起飛。然而近些年來(lái)，幾乎每年都會(huì)發(fā)生因飛機(jī)外部結(jié)冰導(dǎo)致飛機(jī)失事。盡管?chē)?guó)際上采取了“清潔飛機(jī)”政策，實(shí)際上許多航空公司在起飛前也采取了除冰措施，但是由于各種各樣的原因，比如：等待批準(zhǔn)起飛時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、機(jī)翼結(jié)冰位置不易發(fā)現(xiàn)等等，對(duì)冬季飛行安全構(gòu)成威脅。
我們來(lái)看看下列幾起事故：
1）1989年3月10日，安大略航空公司一架福克28飛機(jī)，在雪暴中等待起飛30分鐘后未除冰，翼面結(jié)冰造成飛機(jī)墜毀。
2）1990年2月17日，瑞安國(guó)際航空公司一架DC—9—10飛機(jī)，在雪暴天氣中裝載郵件35分鐘后未除冰，導(dǎo)致飛機(jī)失事。
3）1991年12月27日，北歐航空公司一架麥道—81飛機(jī)，在結(jié)冰天氣條件下停放了一夜，機(jī)翼表面靠近機(jī)身處的薄冰破碎后被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。
4）1992年3月22日，合眾國(guó)航空公司一架?？?8飛機(jī)在雪暴中起飛失事，聯(lián)邦航空局認(rèn)為是結(jié)冰造成的。
5）1993年3月5日，馬其頓航空公司一架?？?00飛機(jī)，起飛后爬升失速墜地。經(jīng)過(guò)調(diào)查，當(dāng)時(shí)溫度低、濕度大、下著中雪，飛機(jī)起飛前未除冰。
6）1994年10月31日，美利堅(jiān)鷹航空公司一架ATR72飛機(jī)，在結(jié)冰氣象條件下等待批準(zhǔn)下降高度37分鐘。向機(jī)場(chǎng)進(jìn)近時(shí)，機(jī)翼除冰設(shè)備后面形成冰脊造成飛機(jī)急速滾轉(zhuǎn)墜毀。
7）1995年12月13日，巴納特航空公司一架安—24飛機(jī)，起飛后爬升到大約500英尺時(shí)，失去高度并墜毀。當(dāng)時(shí)機(jī)場(chǎng)下著雪并有強(qiáng)風(fēng)，專(zhuān)家們分析，有可能是機(jī)翼結(jié)冰造成的。
在第一起事故中，航空公司的駕駛員很顯然認(rèn)為飛機(jī)外部6—13毫米厚的積雪在飛機(jī)起飛時(shí)會(huì)被吹掉，而?？?8飛機(jī)的低溫適應(yīng)油箱造成機(jī)翼上的濕雪結(jié)冰。
在第二起事故中，機(jī)組人員沒(méi)有認(rèn)識(shí)到干燥的高吹雪是一種威脅，DC—9飛機(jī)飛行中機(jī)翼防冰系統(tǒng)產(chǎn)生的熱，融化了機(jī)翼上的雪，裝載郵件的35分鐘后，機(jī)翼冷卻，融化的積雪又重新結(jié)成了冰。
在第三起事故中，麥道—81飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)停放一夜，雖然進(jìn)行了除冰，但是沒(méi)有注意到低溫適應(yīng)內(nèi)翼油箱上結(jié)成透明的冰。飛機(jī)起飛前抬前輪時(shí)，透明的冰馬上破裂并被吸入尾部發(fā)動(dòng)機(jī)。
第四起事故中，?？?8飛機(jī)起飛前曾在拉瓜迪亞機(jī)場(chǎng)兩次除冰。在第二次除冰后，又在雪暴中排隊(duì)等候30分鐘才起飛，使用的除冰液有效時(shí)間沒(méi)有這么長(zhǎng)。
從以上幾起事故中可以看出，飛機(jī)外部結(jié)冰，特別是機(jī)翼表面結(jié)冰嚴(yán)重影響飛行安全。即使冰或雪或霜造成輕微污染也能損害翼面，相當(dāng)于中粒砂紙的冰粗糙度可導(dǎo)致操縱品質(zhì)降低到危險(xiǎn)程度和失速范圍。風(fēng)洞試驗(yàn)表明，砂紙般粗糙度的冰霜，可以使福克28飛機(jī)最大升力降低25%，失速迎角降低6度。DC—9飛機(jī)的機(jī)翼表面污染0.4毫米厚的冰，不但可使升力損失25%，而且失速迎角降低到激發(fā)失速預(yù)警以下。
事故調(diào)查人員關(guān)注的焦點(diǎn)是DC—9飛機(jī)系列和福克28飛機(jī)的非板條機(jī)翼都沒(méi)有前緣增升裝置。波音公司的試驗(yàn)表明，砂紙般粗糙度的機(jī)翼表面使板條機(jī)翼的最大升力降低32%，而且在振桿器發(fā)出失速報(bào)警前失速。平直機(jī)翼螺旋槳飛機(jī)和有前緣增升裝置的后掠翼噴氣機(jī)都受薄冰的不利影響。試驗(yàn)表明，翼面升力對(duì)翼弦最初20%的平滑繞流很敏感，哪怕很薄的一層冰也會(huì)妨害附面層，造成阻力增加并導(dǎo)致早期氣流分離。
確保飛機(jī)起飛前機(jī)翼無(wú)冰似乎很簡(jiǎn)單，在條例中明確規(guī)定允許駕駛員決定飛機(jī)什么時(shí)間除冰和是否需要除冰。但是要發(fā)現(xiàn)幾乎看不見(jiàn)的薄冰或幾乎看不到的結(jié)冰位置是很困難的。然而這些冰污染不僅能降低空氣動(dòng)力性能，而且增加了決定何時(shí)除冰的難度。
飛機(jī)除冰是航空公司的責(zé)任，美國(guó)主要的除冰方法是向飛機(jī)噴灑防止再次結(jié)冰的I型除冰液——熱水和乙二醇混合劑。歐洲在過(guò)去20年的除冰方法是先用熱水除冰，然后用Ⅱ型冷防冰液——濃縮乙二醇和水混合劑粘附在飛機(jī)表面防止結(jié)冰。使用Ⅱ型防冰液后，防止再結(jié)冰的時(shí)間是45分鐘，而Ⅰ型防冰液防止再結(jié)冰的時(shí)間只有幾分鐘。Ⅱ型防冰液沒(méi)有廣泛使用的原因是成本高、影響飛機(jī)性能、污染跑道和重而濃的液體中含有毒性。
Ⅱ型防冰液是一種搖溶液，起飛滑跑達(dá)到一定速度時(shí)就會(huì)被從機(jī)翼上吹掉，歐洲的經(jīng)驗(yàn)表明沒(méi)有因重量或粗糙而造成空氣動(dòng)力損失。美國(guó)聯(lián)邦航空局的一項(xiàng)研究計(jì)劃將證明Ⅱ型防冰液起飛時(shí)對(duì)跑道的污染不會(huì)降低剎車(chē)效果。
自從?？?8飛機(jī)在拉瓜迪亞機(jī)場(chǎng)墜毀后，美國(guó)聯(lián)邦航空局根據(jù)機(jī)翼設(shè)計(jì)、飛機(jī)防冰設(shè)備、使用的防冰/除冰液、天氣和其他因素規(guī)定時(shí)間限制，超過(guò)時(shí)間限制后，必須重新除冰才能起飛。
這就要求機(jī)場(chǎng)根據(jù)每種機(jī)型保持不結(jié)冰的不同時(shí)間實(shí)施有效的除冰和調(diào)度程序，不能讓飛機(jī)排隊(duì)等待起飛的時(shí)間超過(guò)保持不結(jié)冰的安全時(shí)限。
北歐航空公司麥道—81飛機(jī)的事故說(shuō)明，有多年的寒冷天氣飛行經(jīng)驗(yàn)也不能防止結(jié)冰事故。麥道—81飛機(jī)內(nèi)翼上表面夜間結(jié)了一層透明的冰，起飛時(shí)這層冰破碎并被吸入尾部發(fā)動(dòng)機(jī)，造成一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)完全失效，另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)喘振。裝滿(mǎn)冷燃油的翼上油箱是主要結(jié)冰區(qū)，雨或濕空氣接觸貼近低溫適應(yīng)油箱的機(jī)翼蒙皮后就會(huì)結(jié)霜或冰。
透明冰這種外來(lái)物損傷飛機(jī)只是近些年來(lái)才被人們完全了解，1988—1989年冬季外來(lái)物損傷造成麥道—80飛機(jī)7次雙發(fā)事故、14次單發(fā)事故（其中導(dǎo)致中斷起飛1次，中途返航4次和地機(jī)檢查8次）。發(fā)動(dòng)機(jī)從機(jī)翼吸入的半融雪或雪能使燃燒室熄火，機(jī)翼上大塊破碎的透明冰塊被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)后能打壞風(fēng)扇和壓縮機(jī)葉片。最危險(xiǎn)的時(shí)刻是當(dāng)飛機(jī)起飛抬前輪時(shí)，機(jī)翼產(chǎn)生升力后變彎曲而造成機(jī)翼上的冰層破裂散開(kāi)。
目前，麥道—80飛機(jī)已安裝探測(cè)機(jī)翼內(nèi)側(cè)油箱結(jié)冰的傳感器。安裝在后梁油箱的振動(dòng)膜片傳感器用諧振頻率的敏感變化探測(cè)。冰使膜片變硬后就會(huì)增加諧振頻率。正在研制的翼面污染探測(cè)系統(tǒng)將能自動(dòng)檢測(cè)機(jī)翼防冰系統(tǒng)的有效性，翼面?zhèn)鞲衅魃系牧黧w冷卻后，測(cè)量其冰點(diǎn)就能確定繼續(xù)保持不結(jié)冰的時(shí)間。加拿大儀表公司研制的表面狀態(tài)傳感器能探測(cè)和識(shí)別雪、冰和液體。直徑為60毫米的嵌入式陶瓷盤(pán)能測(cè)量任何表面污染的電特性，測(cè)量冰的厚度，區(qū)別冰、除冰/防冰液和確定除冰/防冰的有效性。據(jù)報(bào)導(dǎo)，新生產(chǎn)的波音777飛機(jī)將在每個(gè)機(jī)翼上安裝3個(gè)這種傳感器，麥道—80飛機(jī)除在機(jī)翼安裝這種傳感器外，還將在水平尾翼安裝兩個(gè)傳感器。
用機(jī)載防冰系統(tǒng)進(jìn)行地面除冰是理想的除冰方法，目前噴氣客機(jī)所用的機(jī)載熱防冰系統(tǒng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)放氣，在地面使用成本太高。小飛機(jī)所用的氣動(dòng)除冰系統(tǒng)需要?dú)饬魉俣劝阉蓜?dòng)的冰吹掉。已經(jīng)使用的機(jī)載電熱防冰系統(tǒng)效率只有20%—40%，新技術(shù)可以提高效率。導(dǎo)電纖維加熱器（CFH）最初的試驗(yàn)表明效率已超過(guò)40%，最終CFH的效率將提高到70%—80%。
由于渦輪螺旋槳飛機(jī)在冬季飛行中防冰和除冰系統(tǒng)存在缺陷，1996年美國(guó)聯(lián)邦航空局將推出禁止超噴氣流31/41、ATR42/72、DHC—7、DHC—8、多尼爾228/328、EMB—120、薩伯340/2000、比奇99系列、比奇1900系列和比奇200、SA226/227等飛機(jī)在凍雨和毛毛細(xì)雨中飛行。
