Oblodzenie gaźników

Poniższy artykuł będzie dotyczył oblodzenia gaźników. Nie jestem ekspertem w dziedzinie paliw, ani silników, jednakże chciałbym się tutaj podzielić swoim doświadczeniem i nabytą praktyką.

Zacznijmy od samych podstaw, czyli uświadomijmy sobie, że ryzyko oblodzenia gaźnika podczas lotu na motolotni jest realne. Bardzo często słyszę, że gaźniki używane przy motolotniach (Bing) nie są podatne na oblodzenie. Albo że “nie latam w zimę, więc nie ma jak zamarznąć”. Niestety oba toki myślenia są błędne – gaźniki mogą zamarznąć przy temperaturze sporo powyżej 0°C! A co ciekawiej przy większych mrozach (np. -15°C) ryzyko oblodzenia gaźnika jest praktycznie zerowe…oblodzenie_gaznika

Powyższe zdjęcie obrazuje to idealnie – mocno oblodzony gaźnik w popularnym silniku Rotax 582 uchwycony podczas lotu w warunkach idealnie sprzyjających powstaniu oblodzenia. Na zdjęciu śmigło jeszcze się kręci, ale jest to już tylko kwestia czasu, kiedy oblodzenie całkowicie uniemożliwi przepływ powietrza do silnika. Objawia się to stopniowym zmniejszeniem mocy silnika, aż do jego całkowitego zgaśnięcia. Jeżeli podczas lotu masz takie objawy, to błyskawicznie szukaj miejsca do bezpiecznego lądowania!

oblodzeniegaznika

Oblodzenie gaźnika może powstać w dwojaki sposób:

  • Spadek temperatury powietrza w gaźniku, wywołany absorbowaniem tzw. ciepła utajonego. Do wytworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej konieczne jest odparowanie paliwa, czyli przejście ze stanu ciekłego w stan gazowy. Aby było to możliwe, niezbędne jest dostarczenie ciepła, które spowoduje parowanie cieczy. W związku z tym, do odparowania paliwa absorbowane jest ciepło z powietrza, które dociera do gaźnika z otoczenia (po przejściu przez filtr powietrza). Oznacza to, że powietrze w gaźniku ulega schłodzeniu.
  • Adiabatyczne chłodzenie powietrza podczas przepływu przez dyszę Venturiego. Strumień powietrza przepływającego przez przewężenie ulega przyspieszeniu. Wzrost prędkości przepływu powoduje spadek jego temperatury. Konstrukcja gaźnika zawiera przewężenie przekroju zwane dyszą Venturiego. W tym miejscu następuje duży spadek temperatury, który może doprowadzić do oblodzenia gaźnika. Efekt ten jest tym większy, im mniej otwarta jest przepustnica. Przymknięcie przepustnicy powoduje zmniejszenie przekroju poprzecznego dyszy dolotowej, co potęguje efekt Venturiego.

W obu przypadkach następuje spadek temperatury powietrza w gaźniku. Jeżeli efekty te wystąpią jednocześnie, to temperatura powietrza może się zmniejszyć nawet o 30ºC. W takiej sytuacji, powietrze nienasycone może osiągnąć temperaturę punktu rosy. Wówczas w wyniku kondensacji para wodna w nim zawarta zaczyna się skraplać i osadzać na ściankach gaźnika oraz przepustnicy. Dalszy spadek temperatury powoduje zamarzanie osiadłych kropel czyli powstawanie lodu.

icing_diagram

Oszacowanie ryzyka oblodzenia jest niezwykle proste i składa się z kilku kroków.

  1. Sprawdź bieżącą temperaturę powietrza i temperaturę punktu rosy (np. www.meteo.pl).
  2. Oblicz różnicę pomiędzy odczytanymi temperaturami.
  3. Na powyższym wykresie na osi X jest umieszczona temperatura powietrza, a na osi Y – otrzymana różnica z pkt 2.
  4. Miejsce przecięcia tych wartości określa nam ryzyko. W skrócie można powiedzieć, że im ciemniejszy kolor, tym większe ryzyko.

Na pierwszy rzut oka już widać, że największe ryzyko oblodzenia występuje w przedziałach temperatur od 5 do 15°C, znacznie malejąc powyżej 25°C lub poniżej -5°C. Pomimo tego proponuję sobie wydrukować powyższy wykres, przykleić np. na hangarze i sprawdzać, przed każdym lotem!

No dobrze, skoro już wiemy że oblodzenie nas dotyczy i potrafimy oszacować ryzyko jego występowania to teraz parę słów, jak należy się przed nim “bronić”. 2016-11-20-11-05-34W samolotach instalowany jest pogrzew gaźników, który ma za zadanie rozgrzanie korpusu gaźnika, aby lód nie mógł się osadzać. W przypadku motolotni pogrzew nie jest fabrycznie instalowany, jednakże są systemy, które go zastępują – wykorzystują one wodę z układu chłodzenia silnika do podgrzania gaźników. Ostatnio nabyłem popularny w UK zestaw przystosowany do silników Rotax. Miło mnie zaskoczył fakt, że coś co jest sprzedawane jako zestaw, okazało się być KOMPLETNYM zestawem – począwszy od nakładek na gaźniki, poprzez wężyki, złączki a na małej tubce loctite i instrukcji skończywszy! (zdjęcie obok).2016-11-20-12-54-40 Założenie zestawu nie jest skomplikowane. Należy rozpocząć od zdjęcia filtra (-ów) powietrza, następnie zakładamy aluminiowe nakładki na gaźniki. Tu uwaga – instrukcja twierdzi, że wystarczy do tego młotek, ale w moim przypadku należało zdjąć gaźnik i delikatnie nasuwać z wykorzystaniem podstawki i drewnianych klocków, aby nie rysować aluminiowej konstrukcji. Istotnym elementem jest kierunek montażu podgrzewów – jej grubsza część powinna być skierowana do przodu (patrz zdjęcie powyżej). 2016-11-20-13-08-24Ponieważ bardziej narażony na oblodzenie jest pierwszy gaźnik, do niego właśnie jako pierwszego podłączamy dopływ gorącej wody z silnika. Wodę pobieramy z jej wylotu zlokalizowanego na korpusie (od góry) silnika. Odpływ z jednego puszczamy na drugi podgrzew, łącząc dalej z wężem chłodziwa przy pompie wody. Wszystkie złączki, rozgałęźniki, króćce są w zestawie, więc wystarczy je tylko zamontować i zabezpieczyć opaskami (również z zestawu). Na sam koniec pozostaje uzupełnienie płynu chłodzącego wraz z odpowietrzeniem układu (wcześniej spuściłem całość) i ponowne zamontowanie filtra (-ów) powietrza wraz z zabezpieczeniem.

2016-11-20-13-29-23

Na zakończenie mała uwaga – ponieważ taka instalacja nie wytwarza bardzo dużej ilości ciepła (gaźniki są trochę bardziej niż letnie) nie sądzę, żeby dało się nimi rozmrozić już istniejący lód. Z drugiej strony ilość dostarczanego ciepła jest na tyle mała, żeby nie rozrzedzać powietrza, które się dostaje do gaźników, dzięki temu spadek mocy silnika praktycznie nie występuje. Mając na uwadze oba powyższe fakty zdecydowałem się, że moja instalacja do podrzewu będzie włączona cały czas, bez możliwości jej wyłączenia.

Jeżeli chcesz się dowiedzieć więcej o oblodzeniu (w tym gaźników) zachęcam do zapoznania się z prezentacją IMGW – dostępną tutaj.

A na sam koniec ostatnia uwaga. Jeżeli już planujesz latać w chłodniejsze dni z pewnością zamierzasz bardzo ciepło się ubrać. Co jest w 100% logiczne, jednakże nie ubieraj tryliona warstw na siebie – i tak zmarzniesz. Ubierz się ciepło, ale bez przesady. Przede wszystkim ubiór nie może w żaden, ale to w żaden sposób ograniczać Twoich ruchów, bądź powodować ucisk. Cytując PKBWL z raportu 40/15 (pełny raport do pobrania tutaj): “Komisja przypomina, że podczas lotów należy przywiązywać baczną uwagę do prawidłowego doboru ubrania. Ubranie nie powinno powodować ucisków, szczególnie w obrębie szyi oraz ograniczać swobodę ruchów i posługiwanie się wyposażeniem statku powietrznego”. W tym przypadku skończyło się na poważnych obrażeniach, ale niewiele brakowało do tragedii.

Lataj z sercem, ale przede wszystkim myśl głową!