Приложение 7. Методика прогнозирования льдообразований на аэродромных покрытиях

Приложение 7

Методика прогнозирования льдообразований на аэродромных покрытиях

 1. Назначение и область применения Методики                             

 2. Основные    исследования    прогнозирования    льдообразований    на 

    искусственных покрытиях аэродромов                                   

 3. Методика определения наличия и прогнозирования льдообразования       

1. Назначение и область применения Методики

Настоящая Методика предназначена для использования аэродромными службами аэропортов в качестве пособия при составлении ориентировочного прогноза возможности льдообразования на искусственных покрытиях аэродромов.

При составлении прогноза льдообразования необходимо использовать наряду с расчетными параметрами настоящей Методики данные аэродромного метеорологического центра (АМЦ).

Методика разработана на основе исследований, проведенных ГПИ и НИИ Аэропроект.

2. Основные исследования прогнозирования льдообразований на искусственных покрытиях аэродромов

Исследованиями установлены следующие интервалы значений параметров покрытия и приземного слоя воздуха, при которых происходит льдообразование:

- температура воздуха от 1 до минус 5°С;

- относительная влажность воздуха от 86 до 98%;

- дефицит точки росы от 0 до минус 7°С;

- разность температур воздуха и поверхности покрытия от 2 до 4°С.

- разность температур поверхности покрытия и точки росы от 0 до минус 2°С.

При условиях, характеризуемых значениями одного или нескольких из названных параметров, не входящих в указанные интервалы, как правило, льдообразования на покрытии не происходит.

Взаимосвязь параметров, характеризующих возможность льдообразования, приведена в виде номограммы на рис. 1. Обозначения, приведенные на номограмме:

Т   - температура  воздуха  в  слое толщиной не более 2 см от поверхности

 в

      покрытия, °С;

фи  - влажность воздуха у поверхности покрытия,%,

Т   - дефицит  точки  росы (разность температур воздуха и точки росы  при

 р

      данной влажности), °С;

Т   - температура  поверхности покрытия (средняя величина по толщине слоя

 п

      на глубину 3 мм), °С.

Номограмма позволяет при известных параметрах системы "Приземный слой - поверхность покрытия" определить путем графических построений вероятность льдообразования, а при использовании прогнозируемых значений параметров позволяет составить предварительный прогноз возможности льдообразования.

Степень надежности прогноза льдообразования, полученного с помощью номограммы, определяется степенью надежности значений используемых параметров.

3. Методика определения наличия и прогнозирования льдообразования

 3.1. Последовательность определения наличия льдообразования  с  помощью 

      номограммы                                                         

 3.2. Прогнозирование льдообразования                                    

 3.3. Последовательность   расчетов    при    определении    температуры 

      поверхности ИВПП                                                   

 3.4. Учет влияния химического реагента на температуру льдообразования   

Методика определения наличия или прогнозирования льдообразования с помощью номограммы (рис. 1) основана на нахождении места расположения точек с заданными параметрами относительно площадей номограммы, характеризующих условия с разной степенью вероятности льдообразования. При расположении точек в пределах площадей АВСДЕ на I и III квадрантах параметры соответствуют условиям, при которых в 100% случаев наблюдается льдообразование.

При расположении точек в пределах площади АВСДЕ только в одном I или III квадрантах параметры соответствуют условиям, при которых в 90% случаях наблюдается льдообразование.

При расположении точек вне пределов площадей АВСДЕ, но в пределах площадей BLДК I и III квадрантов параметры соответствуют условиям, при которых льдообразование отсутствует, но при незначительном изменении параметров льдообразование возможно. Попадание точек, характеризующих параметры системы, в площадь BLДК говорит о необходимости постоянного контроля за параметрами системы.

Номограмма может быть использована для естественных условий льдообразований, т.е. данные номограммы не учитывают изменений условий льдообразования вследствие воздействия химического реагента и высокотемпературных газовоздушных потоков от работающих авиадвигателей.

3.1. Последовательность определения наличия льдообразования с помощью номограммы

Необходимые исходные данные: температура и влажность воздуха в приземном слое и температура поверхности покрытия.

Порядок работы:

по шкале Т_в через точку, соответствующую температуре воздуха Т_в, проводится горизонтальная линия в квадранте II до пересечения с линией, соответствующей влажности в точке O_1;

из точки О_1, проводится вертикальная линия в I квадранте до пересечения с горизонтальной линией в точке О_2, проходящей через точку шкалы Т_п соответствующую температуре поверхности покрытия;

через точку шкалы Т_вх соответствующую температуре воздуха, проводится вертикальная линия в квадрант III до пересечения с горизонтальной линией в точке О_3, проходящей через точку шкалы Т_п, соответствующую температуре поверхности покрытия.

Точка О_2 расположена вне площади АВСДЕ в квадранте I, а в квадранте III точка О_3 принадлежит площади АВСДЕ. Это означает, что при условиях Т_в = -4°С; Т_п = -5°С и фи = 90%, в 90% случаев наблюдается льдообразование при тех же температурах, но при фи=95% пересечение с линией Т_п (точка О_2) окажется в площади АВСДЕ, что соответствует 100% случаев льдообразования.

При параметрах системы Т_в = -2°С; Т_п = -7°С; фи = 90% точки Р_2 и Р_3 находятся вне площадей АВСДЕ в квадранте I, а в квадранте III точка О_3 принадлежит площади АВСДЕ, что означает отсутствие льдообразования, но находятся в пределах площади BLДК, что говорит о необходимости постоянного контроля параметров системы, так как при повышении температуры покрытия до минус 6°С (точки Р???# и РЗ) условия соответствуют 100% случаев льдообразования.

3.2. Прогнозирование льдообразования

При прогнозировании льдообразования необходимо использовать прогнозируемые значения Т_в, Т_п и фи.

В настоящее время аэродромы ГА не оборудованы датчиками температуры воздуха и покрытия в приземном слое, поэтому для практического применения номограммы могут быть рекомендованы полученные закономерности между температурой воздуха, измеренной АМЦ, и температурой поверхности покрытия, полученной в процессе исследований в аэропорту Курумоч.

В качестве температуры воздуха в приземном слое может быть использована с погрешностью +-0,5°С температура воздуха, измеренная АМЦ штатными методами. Наибольшую сложность представляет определение температуры поверхности покрытия.

Температура поверхности покрытия определяется изменением термодинамических параметров системы, зависящих, в первую очередь, от кондуктивного, радиационного и конвективного теплообмена поверхности и окружающей среды.

Динамика изменения температуры покрытия зависит от динамики температуры воздуха, в результате испытаний получена зависимость отношения градиентов температур покрытия и воздуха от степени облачности, которая представлена графически на рис. 2.

Использование приведенной на рис. 2 зависимости возможно при определении точки отсчета температур воздуха и покрытия. За такую точку отсчета может быть принята температура воздуха, которая, как правило, в течение суток два раза совпадает с температурой поверхности покрытия.

Из анализа суточного хода температур воздуха и поверхности ИВПП установлена взаимосвязь, приведенная в табл. 1, между временем суток, когда температура воздуха практически равна температуре поверхности покрытия, и степенью облачности.

На температуру поверхности оказывает влияние скорость ветра. Так, при скорости 5 м/с, температура поверхности на 1°С ниже температуры при отсутствии ветра.

Таблица 1

Время суток, соответствующее равенству температур воздуха и покрытия

Месяц	Степень облачности
	Ясно < 4 баллов	4 балла	Пасмурно > 4 баллов
Декабрь, январь Ноябрь, февраль, Март	6 - 7 12 - 13 5 - 6 14 - 15	8 - 9 14- 15 7 - 8 15 - 16	9 - 10 15 - 16 6 - 9 17 - 18

3.3. Последовательность расчетов при определении температуры поверхности ИВПП

Пример. Определить температуру поверхности в конце февраля в 19 ч. Облачность 6 баллов, температура воздуха в 19 ч - Т_в19 = - 8°С.

Из графика рис. 2 определяется отношение градиентов (при облачности 6 баллов)

             Дельта Т

                     п

            ----------- = 0,5.