Ice Control and Rain Removal Systems

Ice Control Systems:

Băng ảnh hưởng đến cả động cơ và thân và là nguyên nhân lớn gây ra các vụ tai nạn. Reciprocating-engine-powered aircraft chịu ảnh hưởng của carburetor ice, cái sẽ làm tắt dòng khí chạy vào động cơ (rớt máy bay là cái chắc). Băng hình thành trên bề mặt của airfoil, ko những làm tăng trọng lượng mà còn gây nhiễu các dòng khí cần thiết để tạo lực nâng.

Có 2 loại ice control systems: anti-icing system (chống băng) và deicing system (phá băng).

1 hệ thống hoàn chỉnh bao gồm

• Surface deicers
• Windshield ice control
• Powerplant ice control
• Brake deicers
• Heated pipot heads

Dangers of In-flight Icing:

Có 3 loại băng hình thành khi đang bay: sương muối, nước đá, sương giá.

Nước đá là loại nguy hiểm nhất, vì nó làm gia tăng đáng kể trọng lượng của máy bay; và rất khó để làm tan chảy.

Types of Ice Control Systems:

Có 3 hệ thống: ice detection systems, anti-ice systems và deice systems.

Ice Detection Systems:

Ko phải khi nào cũng phải bật Ice-control systems (chắc để đỡ tốn điện), chỉ khi nào phát hiện ra thì mới bật.

Nếu băng hình thành ở windshield và cánh ở ban ngày, thì có thể dễ dàng phát hiện ra được. Để có thể phát hiện ra vào buổi tối, người ta lắp thêm 1 số đèn nữa.

Còn ở những vị trí ko thấy được, thì người ta lắp 1 số máy dò (probe) , nó sẽ rung với 1 tần số nhất định. Khi nào băng hình thành, tần số của nó sẽ giảm xuống, đến 1 giá trị nhất định sẽ bật báo động lên.

Anti-Icing Systems:

Có 1 số nơi trên máy bay mà băng ko được cho phép hình thành gồm carburetors, pitot tubes, windshields, turbine engine air inlet… Ở 1 số loại máy bay, như Boeing 727, còn gồm cả phần trên của VOR antenna. Anti-icing systems ngăn băng hình thành trên những bộ phận trên. Có 3 loại: điện, nhiệt và hóa học.

Deicing Systems:

Có những nơi cho phép băng được hình thành (airfoil và cánh quạt). Sau đó nó sẽ bị phá vỡ bởi khí thổi qua hoặc lực li tâm.

Pitot-Static System Ice Protection:

Nhìn hình cũng đủ hiểu, khỏi cần giải thix dài dòng :P

Windshield Ice Protection:

Gồm có 3 loại: doube-panel windshields với khí ấm được thổi giữa các panel; 1 loại chất lỏng anti-icing được xịt bề ngòai windshields, và loại dùng điện. Hầu hết các máy bay hiện đại đều dùng điện. Nhìn hình vẽ, thì các bạn cũng hình dung được phần nào nguyên lý của nó rồi. Điện chạy qua Conductive coating, sinh nhiệt, và làm chảy băng.

Một số loại máy bay nhỏ dùng heated anti-icing panel ở ngòai windshield.

Pneumatic Deicer System:

Single- Engine Airplane Deicing System:

Khi băng hình thành trên cánh, phi công ấn momentary-on deice switch. Nó sẽ mở control valve, cho khí chạy đến shuttle valve và sau đó đến timer. Nhiệm vụ của timer là cứ từng bước 6 giây mà bơm boot, từ empennage boots, inboard rồi outboard wing. Sauk hi áp suất đạt đến 1 giá trị nhất định, đèn deice pressure sẽ sáng. Khi chu kỳ này xong, control valve sẽ mở 1 đường đến overboard dump, bây giờ boot sẽ bị xì lại như xưa.

Multi-Engine Airplane Deicing System

Tương tự như loại single.

Thermal Ice Control Systems:

Máy bay dùng tuabin loại lớn sẽ dùng khí nén nóng để ngăn ngừa sự hình thành của băng.

Brake Deice System:

Ko nên sử dụng khi nhiệt độ ngòai trời trên độ đông. Trong khi bay, timer sẽ ngăn ko cho nó được sử dụng quá hơn 10 phút. Tất cả đều để đề phòng overheating trong wheel well.

Rain Removal Systems:

Rain removal system được sử dụng trong hầu hết các máy bay lớn để giữ windshield khỏi nước để phi công có thể quan sát được.

Máy bay nhỏ dùng acrylic làm windshield nên ko thể dùng wiper được. Người ta sẽ dùng paste wax. Nó có nhiệm vụ làm cho nước ko lan ra trên bề mặt mà tạo thành những hột nước, mà sẽ dễ dàng thổi đi bằng gió.

Máy bay lớn dùng tempered glass windshield và rain removal system (cơ, điện hoặc khí)

Hệ thống cơ là sử dụng wiper. Nó chạy được từ electric motor hoặc hydraulic hoặc pneumatic motor.

Hệ thống hóa sử dụng nguyên lí đã được dùng cho máy bay nhỏ (dùng checmical rain repellent)

Một phương pháp khác là sử dụng luồng gió nóng từ turbine. Khí này đóng vai trò là 1 bức tường ngăn cho nước mưa có thể đụng vào windshield. Xem hình để biết thêm chi tiết.

Fire Protection Systems

Fire detection systems:

Bao gồm thiết bị phát hiện cháy, quá nhiệt, thiết bị chỉ thị tốc độ tăng nhiệt độ, thiết bị phát hiện khói, phát hiện khí carbonate.

Yêu cầu của thiết bị phát hiện cháy:

1. Hệ thống ko được đưa cảnh báo sai dưới điều kiện hoạt động đang bay hoặc ở trên mặt đất.
2. Hệ thống phải xác định cháy nhanh và chính xác ngay tại vị trí của ngọn lửa.
3. Hệ thống phải xác định chính xác khi ngọn lửa đã được dập
4. Hệ thống phải phải cảnh báo lại nếu ngọn lửa bùng lên trở lại
5. Hệ thống phải tiếp tục xác định sự hiện diện của ngọn lửa khi nó tồn tại
6. Sự chính xác của hệ thống phải được test từ buồng lái
7. Thiết bị dò ko được bị phá hỏng bởi dầu, nước, rung động, nhiệt độ, và tác nhân con người khi bảo trì (thường là chạm tay vào)
8. Thiết bị dò phải nhẹ và thích hợp với chỗ gắn nó.
9. Mạch của máy dò phải vận hành trực tiếp từ mạch điện máy bay
10. Mạch của máy dò đòi hỏi 1 lượng điện nhỏ khi nó ko xác định được ngọn lửa (?)
11. Mỗi hệ thống phải vận hành của 1 cái alarm và đèn ở buồng lái có chỉ nơi phát hiện ngọn lửa
12. Phải tách riêng hệ thống detection cho mỗi động cơ

Fire Detectors and Overheat Detection Systems: (sẽ hok dịch thành thiết bị dò lửa hay dò nhiệt đâu, chuối cả nải :D)

Fire detector sẽ cảnh báo phi hành đoàn sự hiện diện của ngọn lửa đã làm tăng nhiệt độ ở 1 vị trí nào đó với 1 giá trị nhất định. Overheat detector sẽ đưa ra cảnh báo khi có sự gia tăng nhiệt độ ở 1 diện tích lớn hơn. Hầu hết các thiết bị này sẽ bật đèn đỏ và phát ra tiếng còi.

Thermoswitch- Type Fire Detection System:

A single-terminal bimetallic thermoswitch fire detector

Nói đơn giản dễ hiểu, thì cái switch này cơ bản gồm 2 miếng kim loại kẹp lại với nhau, nhưng contactor thì chưa nối với nhau. Khi có ngọn lửa, nhiệt sẽ tăng, làm 2 thanh kim loại giãn nỡ, contactor 2 thanh chạm nhau, tạo 1 mạch điện kín, làm cho hệ thống phát hiện lửa hoạt động: đèn sáng và còi kêu inh ỏi.

Circuit for a single- terminal thermoswitch fire detector system

Circuit for a two-terminal thermoswitch fire detector system

Mạch điện thứ nhất còn dễ hiểu, chứ mạch điện thứ hai, hok hiểu người ta sáng tạo ra làm gì cho nó phức tạp. Với lại mạch điện cũng ko rõ rang, ko chắc là cái relay nếu nó hoạt động thì nó có kéo cái switch ở dưới xuống dưới ko. Nói chung mạch thứ 2 là thất bại của tạo hóa, nếu ai có cao kiến khác, làm ơn giảng giải dùm.

Rate-of-Temperature-rise detection system:

Dịch trẹo cả mồm sang tiếng Việt, thì tên của nó là thiết bị chỉ thị tốc độ tăng nhiệt độ. Nói dễ hiểu thì nó gồm 2 miếng kim loại khác nhau thường là sắt với constantan hàn lại với nhau trong 1 cái vỏ. Khi nhiệt độ tăng, 2 miếng kim loại giãn nỡ khác nhau, biến đổi điện trở khác nhau… Chính sự khác nhau đó tạo nên cái gọi là hiệu điện thế, gây ra 1 dòng điện. Từ việc đo dòng điện đó, mà người ta có thể biết được độ tăng nhiệt độ. (Tất cả những điều này là suy đóan của tác giá, do chưa đọc sách vì lười quá :P )

Smoke and Flame Detectors:

Có những nơi trong máy bay có thể gây ra nhiều khói trước khi ngọn lửa xuất hiện, và rất quan trọng ở những nơi đó có thể phát hiện khói trước. Hành lí và hang hóa thường được bảo vệ bằng smoke detector. Có 4 loại: CO detector, photoelectric detector, ionization-type detector, và visual detector. CO detector đo lượng CO trong không khí. Photoelectric detector đo lượng khói trong một mẫu khí bị đèn chiếu vào. Ionization-type detector đo lượng điện mà chạy qua lượng khí bị ion hóa, và visual detector phát hiện sự hiện diện của khói bằng cách xem xét các mẫu khí được vẽ trong smoke detector chamber (?)

Flame detector thường là light detector mà nhạy cảm với infrared radiation (tia bức xạ, hồng ngoại, phóng xạ ?). Những cái detector này được gắn trong mạch điện mà sẽ được tăng cường voltage đủ để phát đi tín hiệu warning.

Carbon Monoxide Detectors:

CO detector thường ko dùng trong khoang hành lí và hang hóa như những loại smoke detector khác, nhưng được sử dụng trong cabin và cockpit. Loại detector thông dụng là 1 tấm nhỏ với pocket trong suốt chứa tinh thể silica gel mà được điều chế với hóa chất mà nó sẽ chuyển màu khi tiếp xúc với CO. Thường thì tinh thể có màu vàng và nâu, nhưng khi gặp CO nó sẽ chuyển sang màu lục với hoặc màu đen. Sự thay đổi mạnh bao nhiu thì nồng độ CO cao bấy nhiu.

Photoelectric Smoke Detector

Khí từ monitor compartment được “drawn” qua detector chamber (khoang chứa sense của smoke detector) và 1 chùm sáng được chiếu lên nó. Một photoelectric cell ráp vào chamber phát hiện ánh sáng phản chiếu từ những hạt khói. Photocell được lắp trong 1 mạch cầu để đo lường sự thay đổi của lượng điện nó dẫn. Khi ko có khói chạy qua chamber, sẽ ko có ánh sáng nào phản xạ lại, và photocell sẽ dẫn 1 lượng điện cho trước. Khi có khói, một số tia sáng bị phản xạ và được cảm nhận bởi photocell, tính dẫn điện của nó thay đổi, làm thay đổi lượng điện. Sự thay đổi này được khuyếch đại và dùng để phát đi tín hiệu warning

Ionization- type smoke Detectors:

Loại này hoạt động theo nguyên lí mà các thiết bị chống cháy dân dụng. Một mảnh có tính phóng xạ (radiaoactive?) được gắn 1 bên của chamber. Mảnh này sẽ bombard (?) oxy và nitơ phân tử trong không khí trong chamber và ion hóa nó để có thể tạo 1 dòng điện xuyên qua chamber đến mạch điện bên ngòai. Khói xuyên qua chamber làm thay đổi mức ion hóa và làm giảm cường độ dòng điện. Khi dòng điện giảm 1 mức nhất định, sẽ phát động tín hiệu warning.

Visual Smoke Detectors:

Đơn giản chỉ là nhìn bằng mắt. Khi có khói thì đèn sẽ bật và có thể thấy qua cửa sổ.

Aircraft inspection

Preflight inspection: (kiểm tra trước khi bay)

Preflight inspection ko phải là 1 cuộc kiểm tra bảo trì, nhưng nhìu phi công ko biết làm thế nào để có 1 preflight inspection tốt. Bạn có thể giúp cho phi công làm việc đó. Cuộc kiểm tra được mô tả ở đây chỉ dành cho loại máy bay loại nhỏ, và phải khớp với tài liệu trong quyển handbook dành cho phi công cho từng loại máy bay nhất định

Preflight Inspection Sequence: (các bước)

1. Bắt đầu từ trong cabin. Để ignition switch hoặc magneto switch OFF, và flight control khóa. Bật master switch On và kiểm tra đồng hồ chỉ lượng xăng. Tắt master switch và avionic master switch (để các thiết bị điện ko bị damaged khi engine chạy)

Kiểm tra paper-work (yêu cầu làm việc này tùy theo mỗi quốc gia)

2. Đi dọc theo trailing edge của cánh phải để check flap và aileron.

3. Đi ra phía wing tip và kiểm tra sự hiện diện của “hangar rash” (có thể phát sinh khi va chạm với các vật cứng)

4. Đi dọc leading edge và check trên và dưới bất cứ sự hiện diện của méo mó hoặc hư hại. Đảm bảo ko có vật bẩn hoặc bất cứ vật gì có thể gây ra sự biến đổi của smooth air trên cánh. Gỡ bỏ dây xích, dây chằn, dây thừng nối với máy bay.

5. Đi quanh mũi máy bay để check windshield.

6., 7., 8. Đi xung quanh cánh trái, làm như đã làm bên cánh phải.

9. Đi xung quanh đuôi và check các bề mặt có di chuyển được tự do ko.

10. Check baggage compartment.

Special Inspection:

Bạn phải làm special inspection khi máy bay đáp đất quá tải hoặc thô bạo hoặc bay dưới điều kiện lốc xoáy (turbulence)

Adverse yaw

Adverse yaw: là ảnh hưởng của việc ứng dụng của aileron trên máy bay. Nguyên nhân của nó có thể giải thích như sau:

Ví dụ, khi máy bay liệng sang phải, aileron phải dựng lên, aileron trái hạ xuống. Do đó lực nâng của cánh phải giảm xuống, trong khi ở bên trái thì tăng lên, khiến cho máy bay liệng vòng sang phải. Lúc cả hai aileron tăng lực cản bởi việc tăng bề mặt vuông g góc với hướng gió tương đối, aileron xuống sẽ tăng lực cản lên cánh bị nâng lên (lực cản bên trái tăng nhìu hơn lực cản bên phải).Việc này khiến máy bay bị yaw sang trái, sai hướng của vòng cua.

Đây là ảnh hưởng được biết đến và Adverse yaw, còn gọi là Aileron drag.

Giảm ảnh hưởng của Adverse Yaw:

Adverse yaw được chống lại bằng cách sử dụng rudder, tuy nhiên những người thiết kế có thể thiết kế kiểu dáng khác của aileron với mục đích tương tự. Có 3 cách như sau:

Frise ailerons

Frise ailerons được thiết kế sao khi aileron được dựng lên, một phần của mặt trước sẽ gặp luồn gió phía dưới cánh, tạo nên lực cản ngay tại đây. Cái này chống lại lực cản bởi aileron khác, nên giảm được adverse yaw.

Không may với việc giảm adverse yaw, Frise aileron sẽ tăng lực cản trên tòan máy bay, nên cách này ít thông dụng trên những máy bay mà việc hạn chế lực cản là quan trọng.

Differential ailerons

Down-going aileron di chuyển một góc nhỏ hơn là up-going aileron, giảm lực cản của aileron, nên giảm luôn ảnh hưởng của adverse yaw. The De Havilland Tiger Moth biplane dùng cách này để tránh adverse yaw.

Roll spoilers

Trên máy bay lớn nơi mà sử dụng rudder là ko thích hợp ở vận tốc cao, roll spoiler được dùng để giảm ảnh hưởng của adverse yaw. Với chức năng điều khiển trục lateral, spoiler được nâng lên ở down-going wing và vẫn giữ nguyên ở cánh bên kia. Spoiler được nâng lên làm tăng lực cản, và yaw sẽ có cùng hướng với roll.