Avioradar koristi kolačiće da bi Vam omogućio jednostavnije i ugodnije korištenje stranice. 

AVIORADAR - Hrvatski zrakoplovni portal

Jednostavnije nego zvuči: odleđivanje zrakoplova na zemlji

Boran Pivčić.

Odleđivanje A319 Type I tekućinom

Vrlo je vjerojatno da je, u ovom periodu zimskih r(g)adosti, većina putnika čula za, vidjela ili čak i iskusila proceduru odleđivanja zrakoplova tekućinom (odnosno, u službenom slengu, "špricanje"). Postupak čije je finese teško pohvatati kroz male prozore putničkih kabina, odleđivanje često izaziva čuđenje te čak i zabrinutost putnika koji se s njim prvi puta susreću – što je samo po sebi savršen poticaj za kratak pogled u funkcioniranje ovog uobičajenog dijela zimskih operacija.

Sama smisao ove procedure je jasna: da zrakoplov prije polaska bude čist od kontaminacije, odnosno svog snijega, leda, mraza i njihovih kombinacija koje su se na njemu nakupile tokom stajanja na zemlji. Razlog je dvostruki: već par centimetara naslaga na velikoj površini trupa i krila može povećati masu zrakoplova za nekoliko stotina kilograma – dok sloj od samo par milimetara može značajno utjecati na strujanje zraka oko krila i repnih površina. Osim gubitka performansi i upravljivosti, obje situacije mogu dovesti i do povećanja minimalne potrebne brzine leta (što može uzrokovati slom uzgona na polijetanju i u penjanju), te smanjenja sigurnosnih margina u zaletavanju i pri nadvisivanju prepreka u okolici aerodroma. Štoviše, zaostala kontaminacija na krilima je bila uzrok nekoliko nesreća sa smrtnim posljedicama, najpoznatija od kojih u svijetu je pad Fokkera F-28 tvrtke Air Ontario 1988. godine (link), te u regiji nezgoda Fokkera F-100 tvrtke Palair u Makedoniji 1993. godine (link).

Iako se ova procedura u svakodnevnoj upotrebi zove jednostavno "odleđivanje", njena puna funkcija je mnogo opsežnija, te osim samog uklanjanja kontaminacije uključuje i kratkotrajnu zaštitu zrakoplova od ponovnog zaleđivanja. Potonje je od posebne važnosti u uvjetima neprekinutih padalina, gdje tokom rulanja ili čekanja na polijetanje nakon provedenoga čišćenja postoji mogućnost novog nakupljanja snijega i leda na površinama aviona.

Točan tok ove procedure tako ne ovisi samo o količini i vrsti kontaminacije na zrakoplovu – nego i trenutnim meteorološkim uvjetima. Zbog toga što ove dvije stavke mogu proizvesti velik broj kombinacija – a samim time i znatan broj varijacija osnovne procedure – ovaj tekst će se baviti samo njihovim dvama najčešćim oblicima, koji su ujedno i one koje većina putnika ima prilike i iskusiti.

Alati zanata

Kao što joj samo ime i govori, glavno oruđe ove procedure su namjenske tekućine, koje se općenito dijele na tekućinu za odleđivanje (de-icing fluid) i tekućine za sprječavanje ponovnog zaleđivanja (anti-icing fluid). Tekućina za odleđivanje se označava oznakom Type I, te je u srži mješavina vode i glikola kojoj je glavni zadatak sprati svu kontaminaciju sa zrakoplova (posebice led i mraz, koji se ne mogu lako skinuti mehaničkim putem). U zemljama gdje se ove tekućine označavaju bojama – što je slučaj u gotovo cijeloj Europi – Type I je narančaste boje.

Tekućine za sprječavanje zaleđivanja pak nose oznake Type II i Type IV. Kao i Type I, obje su mješavine, no ovaj put vode i raznih polimernih spojeva čija je funkcija da upijaju kontaminaciju i sprječavaju njeno primanje za površine aviona. Glavna razlika između Type II (blijedo žute boje) i Type IV (zelene boje) je u učinkovitosti: IV se zasniva na modernijim i ekološki prihvatljivijim sastojcima koji joj ujedno daju i bolje rezultate u svim uvjetima, uslijed čega postupno zamjenjuje Type II na tržištu.

Uljez koji je gore izbačen je gotovo bezbojna tekućina Type III; iako postoji, njena upotreba je ograničena većinom na Kanadu i sjeverne dijelove SAD-a, te je namijenjena isključivo odleđivanju i zaštiti manjih zrakoplova s brzinama rotacije ispod 100 čvorova (poput De Havilland Canada Twin Otter, Beech King Air i slični).

Potonje je ujedno i uvod u najvažniji regulatorni zahtjev koji sve ove tekućine moraju ispunjavati: da se, pod utjecajem struje zraka, potpuno otpušu sa svih površina zrakoplova do trenutka rotacije – odnosno točke na kojoj zrakoplov počinje dizati nos na polijetanju. Ovo je posebno bitno kod tekućina za sprječavanje zaleđivanja, pošto njihova osnovna funkcija – upijanje vode – može u letu dovesti do istih problema kao i sama kontaminacija.

Ta sposobnost upijanja je direktno određena omjerom vode i polimera u tekućini – odnosno njenim stupnjem razrjeđivanja. Gušća smjesa (s većim udjelom polimera) će tako moći upiti više kontaminacije, čime će pružiti bolju i dugotrajniju zaštitu. Tu u igru ulazi tzv. holdover time (HOT), vremenski period u kojem će tekućina učinkovito štititi zrakoplov, te jedan od najvažnijih parametara koji određuju tok procesa odleđivanja. HOT je definiran trima glavnim faktorima: spomenutim stupnjem razrjeđivanja, intenzitetom padalina te temperaturom zraka. Velika gustoća, slabe padaline i visoka vanjska temperatura će dati dug – a mala gustoća, jake padaline i niska vanjska temperatura kratak period zaštite. Zbog velikog broja kombinacija, razlike u holdover time mogu biti značajne: ista koncentracija tekućine na istoj temperaturi zraka će u uvjetima magle pružiti čak nekoliko sati zaštite... dok će po ledenoj kiši moći osigurati tek 30-ak minuta. Period zaštite za aktualne uvjete se određuje prema HOT tablicama koje su dio standardne dokumentacije kokpit posade. Uslijed svih mogućih varijacija i nemogućnosti da se uvijek objektivno odrede svi potrebni parametri (poput intenziteta padalina), vrijednosti koje ove tablice daju su jako konzervativne, te u sebi imaju ugrađene iznimno velike sigurnosne margine.

Neki drugi faktori koji imaju utjecaja na HOT su temperatura strukture zrakoplova – ali i količina goriva koju nosi. Dugotrajni let na niskim temperaturama može dovesti do pothlađivanja goriva, koje će zbog svoje velike mase i specifične topline tu temperaturu zadržati i nakon slijetanja; toliko da čak može ohladiti okolnu oplatu na ispod 0°C. U tim se uvjetima čak i pri laganoj magli može stvoriti mraz na krilima u području spremnika – koji će pak utjecati na HOT kao da je u pitanju intenzivnija padalina.

Ograničenja holdover time su ujedno i uzrok dvama fenomenima koji često izazivaju frustracije kod putnika: započinjanje odleđivanja "tek" nakon zatvaranja vrata zrakoplova (uz potencijalno kašnjenje u polasku), te ponekad potreba za povratkom na poziciju radi ponovnog odleđivanja. Odleđivanje nakon što je zrakoplov u potpunosti spreman omogućava da se sve neizbježne zemaljske radnje od paljenja motora pa do polijetanja odviju unutar HOT, te da se što više izbjegne njegov istek dok je zrakoplov još na zemlji. Ukoliko se to svejedno desi – npr. zbog predugog rulanja i čekanja na polijetanje uslijed zimskih poremećaja u prometu – zrakoplov se mora vratiti na ponovno čišćenje i zaštitu kako bi se HOT ponovo vratio na početak.

Potencijal za ovakav istek HOT-a u mnogočemu ovisi i o samoj infrastrukturi i organizaciji zračne luke. Odleđivanje se može vršiti na samoj parkirnoj poziciji – što je često rješenje kod malih aerodroma – ili i na namjenskim pozicijama blizu poletno-sletnih staza – što je slučaj kod velikih zračnih luka. Sve popularnija varijanta (koju od nedavno primjenjuje i Međunarodna zračna luka Zagreb) je mješavina ova dva pristupa, sa odleđivanjem mlaznih aviona na namjenskim pozicijama, a turbopropa na parkirnim pozicijama na kojima se već nalaze (zbog različitih zahtjeva za trajanjem rulanja i potrebnim duljinama staza za polijetanje).

U svim slučajevima, sam proces odleđivanja se provodi posebnim kamionima-cisternama, čija razina sofistikacije izravno utječe na njegovu učinkovitost. Jednostavna vozila tako mogu koristiti samo unaprijed pripremljenu mješavinu napravljenu u spremnicima van vozila, što za posljedicu ima ograničenu fleksibilnost i lošiji HOT u promjenjivim meteorološkim uvjetima. Najmodernija vozila pak nose sve potrebne sirovine u integralnim spremnicima, čime mogu proizvoljno i na licu mjesta napraviti najbolji miks u zavisnosti o trenutnom stanju (iako se omjeri gotovo uvijek rade s lako djeljivim brojevima poput 100/0, 75/25 i 50/50).

Od leda do leta

U praksi, jedan od najčešćih oblika ovog postupka je tzv. two-step procedure, koji se sastoji od zasebnih koraka odleđivanja (first step) i sprječavanja ponovnog zaleđivanja (second step). Ukoliko je zrakoplov stajao dovoljno dugo da se na njemu nakupila značajna količina prhkih naslaga – tj. snijega – prije početka ove procedure se može primijeniti i tzv. pre-step korak, odnosno grubo mehaničko skidanje velikih količina kontaminacije (uobičajeno konopima ili metlama, iako se negdje koriste i infracrveni sustavi i vrući zrak).

U prvom koraku, jedno ili više vozila obilazi zrakoplov u smjeru kazaljke na satu i njegove kritične površine (krila, trup, rep, propeleri i slično) čisti mlazom grijane tekućine Type I temperature 60°C na izlazu iz mlaznice. Tekućina svoj učinak postiže i toplinom i mehaničkim pritiskom, čime odlijepljuje, ispire i odnosi i prhku i tekuću i krutu kontaminaciju. Iako se pri prvom promatranju ovo čini kao poprilično jednostavan posao – puko "zalijevanje aviona" – vodi se točno propisanim obrascem, u sklopu kojeg se trup polijeva od svoje najviše točke prema vanjskim rubovima, a krilo od napadne prema izlaznoj ivici. Velika pažnja se mora posvetiti i izbjegavanju nekih osjetljivih dijelova zrakoplova, poput ventilacijskih i rashladnih otvora, uvodnika i ispušnih cijevi motora i agregata, guma stajnog trapa i kočnica, vjetrobrana te svih senzora na trupu.

Pošto u uvjetima neprestanih padalina Type I tekućina koja je preostala na avionu pruža jako ograničenu zaštitu – reda veličina tek par minuta – odmah nakon odleđivanja dolazi korak zaštite, koji se vrši hladnom Type II ili IV tekućinom po istom obrascu kao i u prvom koraku. Početak drugog koraka ujedno označava i vrijeme kada HOT počinje teći, pošto je to trenutak u kojem je prvi mlaz tekućine dotakao avion i krenuo upijati padaline.

Odleđivanje u jednoj slici: preostala tekućina Type I i nanošenje Type IV

Nakon završetka drugog koraka, zemaljsko osoblje koje je provodilo proceduru pregleda cijeli zrakoplov kako bi potvrdilo da je sva kontaminacija zaista i skinuta (post de-icing check), te prenese taj podatak kokpit posadi – nakon čega zrakoplov može pokrenuti motore ili nastaviti s rulanjem ako je bio na namjenskoj poziciji.

Trajanje cijelog procesa ovisi prvenstveno o broju korištenih vozila i njihovim sposobnostima, kao i samoj površini aviona; kod zrakoplova klase A320/737, prosjek za većinu zračnih luka Europe je oko sedam do 10 minuta. Po pitanju potrošnje fluida, varijacije su znatno veće jer će utrošak Type I ovisiti o količini i vrsti kontaminacije – dok kompletna zaštita A320/737 sa Type II ili IV uobičajeno zahtijeva oko 200 litara tekućine.

Ukoliko HOT istekne prije izlaska na stazu, više ne postoji sigurnosti da će tekućina moći upiti novu kontaminaciju – što onda vodi do spomenutog povratka na ponovno odleđivanje. Važno je napomenuti da se u ovom slučaju NE SMIJE samo samo nanovo provesti drugi korak – nego se sva postojeća tekućina prvo mora skinuti s Type I, jer se sada smatra degradiranom i aerodinamički jednako opasnom kao i sama kontaminacija (ako ne i opasnijom radi svoje sposobnosti da na sebe primi više vode od svoje mase).

Druga najčešća varijanta ovog postupka je tzv. one-step procedure, u kojoj se zrakoplov samo odleđuje bez pružanja zaštite. Ovakva procedura se često primjenjuje tokom vedrih zimskih jutra nakon maglovitih noći, kada je zrakoplov prekriven mrazom – ali mu zbog izostanka svježih padalina ne prijeti opasnost od ponovnog zaleđivanja.

Odleđivanje zrakoplova tekućinom – kratki sažetak:

Tekućine:

  • za odleđivanje: Type I | narančasta | mješavina vode i glikola
  • za sprječavanje zaleđivanja: Type II (blijedo žuta) i Type IV (zelena) | mješavina vode i polimera

Two-step procedura:

  • prvi korak: odleđivanje s grijanom Type I
  • drugi korak: sprječavanje zaleđivanja s hladnom Type II ili IV

One-step procedura: samo odleđivanje grijanom Type I

Holdover time (HOT): vremenski period kroz koji tekućina može uspješno upijati padaline i sprječavati njihovo primanje na površine zrakoplova. Počinje teći sa početkom drugog koraka

Dodatak – zaštita od zaleđivanja u letu:

Ova diskusija ujedno povlači i pitanje odleđivanja i zaštite zrakoplova U LETU. U kratkim crticama, jedina kontaminacija koja zrakoplovu u ovom režimu predstavlja opasnost je led, čije nakupine na napadnim ivicama krila i repnih površina mogu izazvati iste probleme kao i pri polijetanju (prekomjerna težina i degradirana aerodinamika)dok gomilanje na uvodnicima motora može dovesti do njegovog zastoja i oštećenja. Metode skidanja leda i zaštite od njegovog ponovnog nakupljanja i ovdje spadaju u dvije skupine, te ovise o vrsti pogonske grupe:

  • mlazni zrakoplovi koriste vrući zrak iz kompresora motora, koji se provodi cijevima kroz napadne ivice krila, horizontalnog i vertikalnog stabilizatora te prednjeg ruba uvodnika. Pošto ovaj način grijanja aktivno sprječava primanje leda, smatra se anti-icing metodom
  • turboprop i klipni zrakoplovi koriste mehanički sustav pogonjen pneumatikom, u sklopu kojeg su relevantne površine presvučene fleksibilnim gumenim oblogama s unutrašnjim komorama, kroz koje se naizmjenično pušta i ispušta zrak iz kompresora motora. Kako se te komore napuhuju, tako lome led, kojeg potom struja zraka odnese sa krila ili repa. Ovaj sustav nije preventivne prirode, nego se koristi samo kada se na površinama već počne akumulirati kontaminacija, zbog čega se smatra de-icing metodom. No, čak i kod najmanjih sportskih zrakoplova, gotovo uvijek dolazi u paketu s električnim grijačima propelera i uvodne grane motora, koji se aktiviraju preventivno prije ulaska u područje zaleđivanja

Foto: Petar Mežnarek (A319), Chris Lofting (B747)