Мартовский лед

Синее небо и плывущие по нему белые облака… глубокая, бескрайняя лазурь, такая бесконечно синяя весной или чуть бледнее, более морозная зимой. Или даже выцветшая, выгоревшая на летнем солнце. Вид синего неба в любое время года неизменно зовёт в полёт, туда, в бесконечную высоту, чтобы окинуть мир взглядом сверху, ощутить его трёхмерность, которую невозможно понять, стоя на земной тверди.

Но кажущаяся безмятежность синих далей и пушистых белых облаков бывает очень обманчивой и даже коварной. Вопреки мифу о Дедале и Икаре, угроза здесь вовсе не в тающем воске на крыльях от солнечного тепла. Напротив - для летательного аппарата, поднявшегося в небо, опасность может таить в себе лёд, образующийся во время полёта в особых метеорологических условиях.

В нашем сегодняшнем материале мы поговорим о том, чем грозит самолёту обледенение, как в современной авиации борются с этим явлением, а также о том, какие испытания должен пройти новый самолёт, чтобы показать, что он способен справляться с обледенением.

Лёд может сковать самолёт или отдельные его поверхности как в небе, так и на земле. Наземное обледенение – явление неприятное, но более или менее понятное, и бороться с ним несложно. Происходит оно в холодное время года, способствуют ему высокая влажность, минусовые температуры и сильный ветер, устраняется такой лёд на земле путём обработки самолёта противообледенительной жидкостью. Полчаса задержки вылета, когда десяткам самолётов в одном аэропорту и в один момент требуется противообледенительная обработка – это не очень приятно, но безопасность полёта куда важнее.

А как быть с обледенением в полёте? Ведь в воздухе самолёт противообледенительной жидкостью заново не обольёшь…

Обледенение самолета в воздухе обычно происходит при полете в облаках, в осадках, а также при повышенной влажности воздуха. Оно может случиться как при отрицательной, так и при небольшой положительной температуре наружного воздуха. В холодное время года обледенение грозит самолёту на малых и средних высотах (до 5000 метров). Обледенение же на больших высотах полета встречается редко, но возможно в любое время года.

Чаще всего обледенению подвергаются передняя кромка крыла и хвостовое оперение самолёта, воздухозаборники двигателей, лопасти винтов. Образование льда на входных устройствах турбореактивных двигателей опасно тем, что образовавшиеся куски льда могут попасть в двигатель и нарушить его работу, повредить лопатки вентилятора и первых ступеней компрессора и вывести двигатель из строя. Нарастание льда на органах управления самолётом (элеронах, рулях высоты и т. д.) уменьшает эффективность органов управления. Обледенение лобового стекла может ухудшить видимость из кабины. Наконец, особо опасно обледенение приёмников воздушного давления (ПВД), которое может привести к потере данных о высотно-скоростных параметрах полёта и к ошибкам в определении пространственного положения самолёта, что может закончиться катастрофой.

Как же бороться с обледенением самолёта в небе?

Современная конструкторская мысль предлагает целый арсенал мер и средств для защиты от этого явления. Во-первых, это конструктивные меры против обледенения – например, компоновка самолета, при которой отрыв льда с кромки крыла не приведет к попаданию его в двигатель. Далее - противообледенительные системы (ПОС), которые устраняют лед и препятствуют его возникновению на наиболее важных поверхностях самолёта за счёт различных физических воздействий, например, с помощью подогрева поверхностей, обдува горячим воздухом, ультразвука. Механические системы, основанные на принципе искусственной деформации наружной поверхности, в результате чего лед раскалывается и сдувается встречным воздушным потоком, также используются в авиастроении. Например, на поверхностях самолета размещаются резиновые протекторы с системой воздушных камер внутри, которые за счёт деформации сжатым воздухом надуваются и сбрасывают лёд с поверхности.

Существуют электротепловые системы на основе специальных полимерных плёнок с добавлением жидкого металла, питающиеся от бортовой системы самолёта и поддерживающие положительную температуру на поверхности, не давая формироваться льду. Разработка и использование в конструкции самолёта специальных гидрофобных конструкционных материалов, которые отталкивают воду, не дают ей накапливаться и замерзать, выглядят наиболее перспективными.

На современных самолётах все эти средства обычно применяются в комплексе.

Перед тем, как новый самолёт выйдет на воздушные линии страны с пассажирами на борту, необходимо проверить, как он поведёт себя в условиях обледенения, и убедиться в том, что все противообледенительные системы на борту работают правильно и эффективно. Для этого в процессе сертификации нового типа воздушного судна отдельное внимание уделяется испытаниям самолёта в условиях естественного обледенения.

Эти лётные испытания проводятся в сложных метеорологических условиях, которые специально выбирают для того, чтобы в полёте на поверхностях самолёта образовывался лёд. В нашей стране такие испытания часто проводятся на севере, в районе между Мурманском и Архангельском, на побережье Белого моря, где в начале весны наблюдаются благоприятные условия для образования льда: влажность до 80%, облачность с высокой водностью, температура ниже нуля.

Не стал исключением и 2026 год – в архангельский аэропорт Талаги для проведения испытаний в условиях естественного обледенения прибыли сразу три перспективных российских пассажирских самолёта – МС-21-310, SJ-100 и Ил-114-300.

Испытания каждой из трёх машин были направлены на проверку того, насколько хорошо работает система противообледенения самолёта, и как каждый самолёт ведёт себя в условиях нарастающего льда. Проверяли безопасность эксплуатации самолёта при воздействии ледяных осадков, оценивали соответствие расчётных форм и размеров ледяных отложений реальным условиям. Работа различных бортовых систем в этих условиях также была проверена.

Каждая из трёх машин выполнила длительную и интенсивную программу полётов, в ходе которых самолёты проводили в небе от четырёх до семи часов над побережьем Белого моря, в районе Кольского полуострова и Нарьян-Мара.

На основе данных метеослужбы выполнялся поиск облачности, условия в которой соответствовали требованиям программы испытаний. В облаках экипаж контролировал образование льда на поверхностях самолёта. При достижении требуемой толщины слоя льда на соответствующих поверхностях самолёт занимал необходимый по условиям испытаний эшелон полёта. Там лётчики-испытатели проверяли поведение самолёта в условиях естественного обледенения по его устойчивости, управляемости, работе бортовых систем.

В ходе испытаний использовались различные приборы для измерения и регистрации параметров обледенения и оценки работы противообледенительной системы. Среди таких приборов - измерительный цилиндр для оценки размера водяных капель в набегающем потоке по форме образующегося на нём льда, датчик водности, устанавливаемый на фальшиллюминаторе, для определения содержания воды в единице объёма потока, специальные шаблоны на крыле и оперении для визуализации образующихся ледяных наростов.

Март 2026 года обеспечил подходящие погодные условия для проведения сертификационных испытаний трёх перспективных самолётов российской гражданской авиации на севере нашей страны. Погода, с одной стороны, позволила машинам подняться в воздух и выполнить программу испытаний, не особенно усложняя жизнь экипажам снегопадами, метелями, сильными морозами, характерными для зимних месяцев, а с другой стороны – обеспечила необходимые показатели влажности воздуха, характеристики облачности, температурные режимы для проведения испытаний.

Результаты испытаний всех трёх машин в условиях естественного обледенения подтвердили соответствие самолёта российским и международным авиационным нормам.

Важный этап сертификации МС-21, SJ-100 и Ил-114-300 завершён.