Тотальный деайсинг

Лед и другие виды замерзшей влаги – частные причины нештатных ситуаций с самолетами в воздухе. Чтобы избежать неприятностей, воздушные суда обрабатывают смесями с этиленгликолем или пропиленгликолем. Рассказываем о нюансах авиадеайсинга и рынке спецжидкостей, смотрим на альтернативы, которые могут вытеснить традиционные антиобледенители с гликолями.

Ледяной налет уменьшает подъемную силу крыла на треть и увеличивает лобовое сопротивление до 40%, вибрация и нагрузка на элементы планера искажают показания приборов, а куски льда способны серьезно повредить обшивку фюзеляжа и крыльев, вывести из строя работающий двигатель…

Свести до минимума риски, связанные с обледенением самолетов, призвана тщательная предполетная обработка бортов противообледенительными жидкостями (ПОЖ), которые удаляют замерзшие осадки и препятствуют образованию новых.

Борьба со льдом: тайны цветных струй

Возможно, находясь зимой в ожидающем вылета самолете, вы видели, как борт обливают цветной жидкостью из необычных машин, напоминающих грузовики. Это и есть предполетная противообледенительная обработка или деайсинг. Противообледенительные машины (деайсеры) оснащены баками с ПОЖ, на крыше находится кабина с механиком, который производит облив. Основные площади для жидкостной обработки – фюзеляж и крылья воздушного судна. После взлета и набора высоты в дело вступает штатная противообледенительная электротепловая система самолета.

ПОЖ – это растворы на основе моноэтиленгликоля (МЭГ), диэтиленгликоля (ДЭГ) и пропиленгликоля (ПП). Физические свойства гликолей придают ПОЖ фундаментальное рабочее свойство – крайне низкую температуру замерзания. Помимо гликолей ПОЖ содержат разнообразные присадки, в том числе загустители, а также красители.

Во всем мире ПОЖ делят на четыре типа:

• Тип I используют только для удаления льда и другой замерзшей влаги, однако такие жидкости не защищают поверхность от образования новой наледи, так как в них нет загустителей.
• В состав жидкостей типа II входят загустители, которые защищают поверхность самолета от обледенения, но действуют в течение небольшого срока.
• В жидкостях типа III меньше загустителей. Такие ПОЖ позволяют растапливать лед и препятствовать образованию нового. Их используют для тихоходных винтовых самолетов с низкой скоростью отрыва при взлете.
• Продукты типа IV имеет высокую концентрацию загустителей и длительный защитный эффект. Они предотвращают образование льда во время взлета и набора высоты, затем полностью сдуваются с поверхности.

ПОЖ окрашивают в разные цвета, чтобы их было проще различать. У типа I оранжевый оттенок, у типа II – жемчужный, типы III и IV имеют желтый и зеленый цвета.

Деайсинг по правилам

Международные стандарты запрещают взлет в условиях, когда снег, лед или другие формы замерзшей влаги налипают на хвост, крылья, воздухозаборники или другие поверхности самолета. В мировой практике это называют Концепцией «чистого самолета» (clean aircraft concept). В России все ведущие авиаперевозчики и аэропорты придерживаются этой концепции.

Методы и процедуры противообледенительной обработки самолетов описаны в ГОСТ Р 54264-2010 «Национальный стандарт Российской Федерации. Воздушный транспорт. Система технического обслуживания и ремонта авиационной техники», который действует с 2010 года.

Несмотря на все правила и предписания, разнообразные ЧП из-за обледенения самолетов на земле случаются раз в несколько лет. Главная причина – халатность экипажа и аэропортовых служб, небольшая доля приходится на стечение обстоятельств, которые никто не мог прогнозировать.

В декабре 2021-го самолет S7 Airbus A321, следовавший рейсом Магадан – Новосибирск, вынужденно сел в Иркутске из-за нарастания льда на фюзеляже и расхождения показателей скоростей в кабине пилотов – из-за этого борт пилотировали вручную. По заключению Росавиации экипаж воздушного судна и персонал аэропорта не соблюли концепцию «чистого самолета» и не очистили фюзеляж от снега перед полетом.

ПОЖ, который вовремя импортозаместили

Мировыми лидерами в разработке и производстве ПОЖ являются компании Clariant (Швейцария), Killfrost Ltd (Великобритания), DOW Chemical (США), Octagon (США). В России есть три крупных производителя ПОЖ, однако до недавнего времени они в основном зависели от поставок компонентов из-за рубежа. Местную гликолевую основу смешивали (блендировали) с импортными присадками.

Импортозамещением ПОЖ в РФ занялись после того, как в 2010 году из-за ледяного дождя были перенесены десятки авиарейсов, – тогда же в аэропортах выявили дефицит готового отечественного авиационного антифриза. Поручения о разработке локализованного в стране продукта были сделаны на уровне российского правительства.

Полностью отечественный ПОЖ разработали достаточно быстро, однако на получение необходимых международных сертификатов ушли годы. В итоге только в начале 2020-го компания «Нордикс» сообщила о старте выпуска полностью отечественной ПОЖ бренда «Дефрост» I, II и IV типов на основе МЭГ и ПП. По словам представителей «Нордикс», «Дефрост» востребован отечественными и мировыми авиакомпаниями, – продукт получил одобрение Федерального управления гражданской авиации Минтранса США, Минтранса Канады, авиаконцернов Boeing и Airbus.

Кроме того, на своем сайте другой производитель ПОЖ, компания «Авиафлюид интернейшенл», сообщает, что в 2020-м также создала новые российские ПОЖ на основе МЭГ Aviaflo EG (тип I) и Aviaflight EG (тип IV), а в 2021-м эти жидкости были сертифицированы международной лабораторией антиобледенительных материалов. Других подробностей не приводится.

В январе 2023-го появились новости о том, что ученые Казанского национального исследовательского технологического института работают над созданием новой ПОЖ IV типа. Они разрабатывают отечественную рецептуру и технологию производства на основе производственных мощностей, сырьевой базы и компетенций химпредприятий Татарстана.

Экология и будущее

Вопросы снижения негативного воздействия ПОЖ на окружающую среду (МЭГ, например, относится в России к третьему классу опасности) и уменьшения расхода антиобледенителей, породили технологический тренд на ресайклинг авиационных антифризов.

Пионерами повторного использования ПОЖ стали аэропорты Швеции, США и Канады – там с середины «десятых» годов создают инфраструктура по сбору, переработке и повторному использованию смесей. В общем виде процесс выглядит так: самолеты поливают ПОЖ на оборудованных площадках, откуда использованная жидкость попадает в резервуары, затем ее фильтруют и доводят до состояния концентрата гликоля, к которому потом добавляют присадки, чтобы получить восстановленный продукт.

В США ряд производителей ПОЖ вместо традиционных гликолей нефтехимического происхождения используют пропандиол – густую бесцветную гликолевую эмульсию из кукурузного сиропа. Это помогает позиционировать конечный продукт как более экологичный. С учетом возрастающего объема производства биогликолей в мире, количество вариаций «зеленых» ПОЖ будет увеличиваться.

Одним из решений, которое гипотетически способно серьезно поменять практику деайсинга воздушных судов, может стать использование гидрофобных и супергидрофобных покрытий, отталкивающих воду и препятствующих образованию наледи. Над различными вариантами гидрофобных и супергидрофобных покрытый работают в России и за рубежом – существуют разные подходы к их использованию: ряд исследователей считают, что такие покрытия могут полностью заменить традиционные ПОЖ, тогда как другие рассматривают их лишь как средство экономии расхода антифриза при обработке самолетов.

В ближайшие годы гликолевые ПОЖ точно останутся главным инструментом деайсинга самолетов на земле.