Ghiaccio ai carburatori • 2016

  • Traduzione e sintesi dal testo originale inglese "PISTON ENGINE ICING" di 

La pubblicazione citata fa emergere questi punti:

  • Il ghiaccio si forma in maniera "subdola".
  • Alcuni motori e alcuni allestimenti degli stessi possono predisporre maggiormente, o meno, alla formazione.
  • si può fare giaccio in qualsiasi momento dell'anno, in presenza di umidità e caldo.
  • La MOGAS, benzina automobilistica, è più predisposta a favorirne la formazione, a causa della sua maggiore volatilità. A maggior ragione se contiene percentuali di etanolo.
  • Con impostazione a bassa potenza - poco gas, valvola a farfalla chiusa, basso numero di giri motore -, ad esempio in una discesa o in circuito, si hanno maggiori probabilità di formazione di ghiaccio.
  • Il riscaldamento del motore prima del decollo migliora l'efficacia di qualsiasi forma di riscaldamento dei collettori di aspirazione dei carburatori.
  • Aprire spesso l'aria calda ai carburatori, quando disponibile, quando si vola in condizioni in cui è più probabile la formazione di ghiaccio. Vedi tabella
  • l'indicatore di RPM è l'indicatore principale per aerei con elica a passo fisso; la MAP, per quelli a passo variabile.
  • Trattare l'aria calda come un comando ON / OFF - o pieno caldo o pieno freddo.
  • Ci vuole tempo perché l'aria calda agisca. Nel mentre il motore può funzionare o meno, mentre il ghiaccio è in scioglimento.
  • Avvalendosi delle appropriate procedure si può ampiamente ridurre l'entità del problema.
Ghiaccio ai carburatori • 2016

Condizioni meteo

A. Il fenomeno della formazione di ghiaccio nei condotti di aspirazione dei carburatori non è legato affatto alla stagione fredda.

Esso si verifica nelle giornate calde quando l'umidità è alta, soprattutto a basso regime di rotazione del motore, tipico di quando si vuole perdere quota.

In test effettuati, si sono verificate gravi formazioni di ghiaccio, a potenza di discesa, quando la temperatura dell'aria era superiore ai 25 ° C, anche con umidità relativa a partire dal 30%.

In andatura di crociera, si è riscontrata formazione di ghiaccio a 20 ° C, con umidità relativa del 60% o più.

Il freddo, in limpide giornate invernali, genera meno rischi a confronto delle umide giornate estive perché l'aria fredda contiene meno umidità dell'aria calda.

In molte regioni europee, dove l'alta umidità è un fattore frequente - la pianura padana ne è un chiaro esempio -, i piloti devono essere sempre in allerta e intraprendere azioni correttive prima che la situazione diventi irrimediabile.

In caso di piantata, a causa della formazione di ghiaccio, il motore potrebbe non ripartire (anche se lo fa, il ritardo potrebbe essere critico).

B. Si può formare ghiaccio anche durante giornate limpide, senza alcun preavviso visivo.

Il rischio è più elevato in presenza di nuvole, ma il pilota ha meno probabilità di essere colto di sorpresa.

C. Le previsioni meteo aeronautiche normalmente non prevedono specifici avvisi riguardo il rischio di formazione di ghiaccio nei condotti di aspirazione. I piloti devono quindi mettere a frutto le loro conoscenze e l'esperienza.

La lettura di un punto di rugiada prossimo alla temperatura media è un chiaro avviso che l'umidità relativa è alta. Tuttavia, i valori di umidità riportati da un metar aeroportuale possono avere poca correlazione con l'umidità presente alle diverse altitudini. Quando non è disponibile la misurazione del punto di rugiada, i fattori che fanno prevedere un alto tasso di umidità sono:

  • in nube e nella nebbia: sono gocce d'acqua in sovrasaturazione, quindi l'umidità relativa è al 100%.
  • in aria limpida, in presenza di banchi di nuvole o di nebbia, o appena al di sotto di uno strato di foschia;
  • appena al di sotto della base delle nubi o tra gli strati di nubi (il maggior contenuto di acqua liquida è al top della nube);
  • in presenza di precipitazioni, soprattutto se persistenti;
  • quando c'è scarsa visibilità a terra e ai bassi livelli, soprattutto al mattino presto e alla sera tardi, in particolare nei pressi di una vasta area di acqua;
  • quando il terreno è bagnato (anche con rugiada) e il vento è leggero.

C'è comunque da tenere conto che la mancanza di tali indicazioni non significa bassa umidità.

Ghiaccio ai carburatori • 2016

D. Il grafico mostra la vasta gamma di condizioni ambientali in cui è più probabile la formazione di ghiaccio.

Il rischio è maggiore con basso numero di giri motore, ovvero tipicamente in discesa.

Diagnosi del fenomeno

A. Elica a passo fisso. Il principale indizio è un lieve calo del numero di giri del motore e delle prestazioni (velocità e / o altitudine). Il pilota tenderà istintivamente ad agire sull'acceleratore per compensare la perdita di potenza, senza accorgersi della vera causa della perdita di prestazioni. Con l'aumento di ghiaccio, il motore si farà ruvido, si avvertono vibrazioni, un'ulteriore perdita di prestazioni finché il motore si ferma. I piloti devono confrontare regolarmente l'indicatore di giri con l'anemometro e l'altimetro.
B. Elica pvv, a giri costanti. La riduzione di giri si avrebbe solo a seguito una forte perdita di potenza. L'insorgenza di ghiaccio è più insidiosa, perché la riduzione di prestazioni si può rilevare solo da una diminuzione della pressione al collettore di aspirazione (MAP).
C. In volo livellato. L'indicatore di temperatura dei gas di scarico (EGT), se montato, può segnare una diminuzione della temperatura, prima di ogni diminuzione significativa di giri motore o di riduzione delle prestazioni.

Pratiche generali

A. Alcuni motori sono dotati di resistenze elettriche che aumentano la temperatura del corpo del carburatore, facilitando lo scioglimento del ghiaccio.

Un simile e effetto può essere ottenuto, in motori raffreddati ad acqua, dirigendo il flusso del refrigerante al corpo bel carburatore.

B. Su altri motori raffreddati ad aria, il pilota seleziona una fonte d'aria alternativa, riscaldata da uno scambiatore di calore creato nell'apparato di scarico, la quale scioglie l'ostruzione di ghiaccio - o meglio, come vedremo poi, previene la sua formazione. Questa fonte spesso by-passa il normale filtro di aspirazione.

C. I motori ad iniezione in genere hanno una presa d'aria alternativa, all'interno del cofano motore. Questa aria alternativa non passa attraverso lo scambiatore di calore, ma viene riscaldata dal solo calore del motore.

D. Bisogna sempre aprire completamente il comando dell'aria calda; una parzializzazione dell'aria calda deve essere effettuata solo qualora fosse specificamente raccomandata nel manuale di volo o nel manuale operativo dell'aereo.

E. Dare aria calda ogni volta che si sospetta la possibile formazione di ghiaccio. L'aria calda deve essere attivata:

  • di routine, ad intervalli regolari per prevenire che il ghiaccio si formi,
  • ogni volta che si rileva un calo di giri o della MAP, oppure quando si riscontra ruvidità del motore,
  • quando si sospettano condizioni favorevoli alla formazione di ghiaccio, e
  • quando si vola nelle condizioni definite di alta probabilità, indicate nella tabella.

Ricordarsi che, mentre è attiva l'aria calda, il motore perde un po' di potenza. Questa perdita può rivelarsi critica in alcune fasi di voli, per esempio durante una riattaccata.

F. In volo di crociera, dare aria calda a intervalli regolari, per evitare la formazione di ghiaccio. Ogni volta va tenuta aperta per almeno 15 secondi (ma molto più in alcuni aerei).

G. Se l'aria calda è stata in grado di sciogliere il ghiaccio che ha causato una perdita di potenza, ri-selezionando aria fredda deve aumentare il numero di giri o la MAP, rispetto alla lettura effettuata prima di aver selezionato l'aria calda.

Questo dimostrerà che si stava formando ghiaccio, ma non prova che si è sciolto tutto il ghiaccio!

Effettuare ulteriori fasi di attivazione di aria calda, poi fredda, fino a quando non si riscontrerà alcun aumento. Successivamente tener sorvegliati gli strumenti motore e effettuare i controlli di routine più di frequente.

Se non ci fosse stata formazione di ghiaccio, non aumenterà il numero di giri - o la MAP, in caso di pvv a giri costanti - in rapporto ai valori letti prima di selezionare l'aria calda.

H. Quando si attiva l'aria calda tardivamente, già in presenza di ghiaccio, la situazione in un primo momenti può peggiorare.  Il motore potrebbe perdere colpi man mano il ghiaccio si scioglie entrando nella miscela aria/benzina sotto forma di acqua e creando problemi in accensione.

Non fatevi tentatare dal ridare aria fredda.

Lasciate che l'aria calda persista ad eliminare il ghiaccio. Questo tempo può essere anche maggiore di 15 secondi, e vi sembrerà infinito!

I. Quando non è necessario, evitare l'uso continuo di aria calda con impostazioni di potenza evevata.

Al contrario, attivate l'aria calda sempre e appena possibile, quando si inizia una discesa con riduzione di gas, perché si scaldi bene il condotto di aspirazione.

Lasciatela attiva durante tutta la discesa

LE PROCEDURE PER IL PILOTA

A. Manutenzione.
Controllare periodicamente il funzionamento e lo stato dell'impianto di riscaldamento aria ai carburatori.

Prestare particolare attenzione a guarnizioni e raccordi delle tubazioni che possono essere deteriorati e consentire che l'aria fredda si misceli con l'aria calda.

B. Avviamento
Avviare con il controllo dell'aria calda in posizione FREDDO.

C. rullaggio
Anche se il selettore dovrebbe essere su ON, l'uso di aria calda durante il rullaggio non è generalmente raccomandato: quando si seleziona CALDO, l'accesso alternativo dell'aria calda non passa attraverso il filtro. Tuttavia, si può formarsi ghiaccio con le impostazioni di bassa potenza tipiche del rullaggio. Se non viene rimosso, può causare una piantata motore al decollo. Se le condizioni lo consigliano, attivatelo.

D. Prove motore
Selezionare aria calda completamente ON per almeno 15 secondi.
Verificare che il motore diminuisca di potenza, a comando selezionato (tipicamente un calo di 75~100 rpm o 3~5" di pressione MAP) e che recuperi la potenza (ma ad un livello non superiore rispetto a prima), quando l'aria fredda viene nuovamente selezionata. Se la potenza ritorna a un valore superiore, è segno che era iniziata la formazione di ghiaccio. In tal caso la procedura va ripetuta finche non si riscontra più differenza di lettura tra quella iniziale con aria fredda e quella finale quando gli viene ridata l'aria fredda.

E. prima del decollo

Dal momento che si può formare ghiaccio durante il rullaggio, con le impostazioni di bassa potenza, o quando il motore è al minimo, dare aria calda per un minimo di 15 secondi, per poi disattivarla, prima di decollare, per eliminare rischi di qualsiasi formazione. Se si resta un po' troppo a lungo al punto attesa, in condizioni di elevata umidità, può essere necessario effettuare ripetute prove motore, per eliminare il ghiaccio che potrebbe essersi formarto.

F. Decollo

Assicurarsi che il motore sia caldo a sufficienza per trasmettere calore anche al corpo dei carburatori.  Decollare solo quando si è sicuri che il motore sta sviluppando piena potenza. Con l'aumento della velocità, controllare che il numero di giri, a tutta manetta, e / o la pressione del collettore (MAP) sia come previsto. NON si deve attivare l'aria calda al decollo, salvo che sia specificato il contrario dal manuale di volo o dal Manuale Operativo.

G. Salita

Prestare attenzione ai sintomi di formazione ghiaccio, soprattutto quando l'umidità è visibile o se le condizioni sono quelle definite ad alto rischio nel grafico. Sapere se il Manuale di Volo limita l'uso del comando d'aria calda ai carbutatori, a piena potenza.

H. Crociera
Evitare le nuvole il più possibile. Monitorare gli strumenti motore per cogliere ogni indicazione che possa far sospettare formazione di ghiaccio. Se è installato un sistema di riscaldamento dei carburatori, controllare che sia acceso ogni volta che le condizioni suggeriscano il rischio di formazione di ghiaccio. Se è installato un sistema ad aria calda, fare un controllo (vedi sotto) almeno una volta ogni 10 minuti, o più di frequente se si ravvisa il rischio di formazione. Se riscontri formazione di ghiaccio con perdita di potenza, aprire completamente il comando d'aria calda e seguire quanto è stato detto nel paragrafo precedente.
Possono essere necessari più di 15 secondi per sciogliere il ghiaccio e il motore può continuare a sussultare mentre il ghiaccio si scioglie e passa attraverso il motore. Se la formazione di ghiaccio è tanto consistente da far spegnere il motore, mantenere accesa l'aria calda; il calore residuo nei gas di scarico, anche se raffreddano rapidamente, può essere ancora efficace (l'apertura completa della valvola a farfalla e la chiusura del controllo della miscela, quando presente, possono contribuire).

I. controllo termico di routine.

  • Prender nota del numero di giri e/o della MAP (prendere in considerazione di anticipare un leggero aumento di potenza,  per evitare una diminuzione delle prestazioni durante il controllo)
  • Applicare aria calda ai carburatori per almeno 15 secondi.
  • Riportare il comando dell'aria su "freddo". Il numero di giri e/o la MAP torneranno a circa l'indicazione di prima se non c'è stato principio di formazione di ghiaccio. Se è superiore, è indice di formazione di ghiaccio, e potrebbe non essersi ancora sciolto del tutto, quindi ripetere il controllo fino a quando risultati nessun aumento.

J. Discesa e Approach
La formazione di ghiaccio è molto più probabile a potenza ridotta. Quindi si seleziona l'aria calda prima che la temperatura si riduca per la discesa. Questo, specialmente, quando si fanno simulate di atterraggi d'emergenza o di autorotazione con elicottero. (è consigliabile, prima della discesa, fare un test di controllo termico, come al punto precedente)). Mantenere il calore PIENO durante lunghe discese con impostazioni di potenza ridotta. Ad intervalli di circa 500 ft, o più di frequente, se le condizioni lo richiedono, aumentare i giri motore per riscaldarlo e per fornire calore sufficiente a sciogliere eventuale ghiaccio.

K. Sottovento

Il controllo pre-atterraggio normalmente include il controllo termico, di cui al punto I. 

L. Base e Finale

 

Se non diversamente indicato nel Manuale operativo e manuale di volo del pilota, selezionare WARM ben prima di ridurre potenza, e conservarlo fino al touchdown. In alcune installazioni del motore, per garantire una migliore risposta del motore in caso di riattaccata, può essere consigliabile spostare il comando su COLD a circa 200/300 ft, in finale.

M. Riattaccata o touch and go

Assicurarsi che il comando sia su COLD quando si da potenza per una riattaccata.

N. dopo l'atterraggio
aria carburatori in posizione COLD, prima del rullaggio, se non lo è già.

Scritto da Fabriz

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