Orlaivių apledėjimas

Orlaivių apledėjimas – reiškinys, kai orlaivis skrydžio ar stovėjimo aikštelėje metu pasidengia ledo sluoksniu. Tai įvyksta esant tam tikroms meteorologinėms sąlygoms. Apledėjimo metu padidėja orlaivio svoris, kuro sąnaudos, sumažėja variklių trauka, išsikreipia kai kurių orlaivio prietaisų rodmenys. Orlaivio paviršiuje susiformavę ledo dariniai pakeičia jo aptakumo sąlygas ir aerodinamines savybes.

Meteorologinės orlaivių apledėjimo sąlygos 
Apledėjimą lemia atmosferoje esantis vanduo (skystas, peršaldytų lašelių, vandens garų, ledo kristalų pavidalo). Šie vandens būviai lemia 3 tipų apledėjimą: lašelių, sublimacinį ir kristalinį. Skrydžio metu ant skirtingų orlaivio dalių susiformavęs ledas gali skirtis dydžiu, forma, spalva ir struktūra. Praktiniu požiūriu reikšmingi trys apledėjimo tipai, susiję su lašelių ledėjimu. Pirmojo tipo apledėjimas vyksta aplinkoje, kurioje yra stambių peršaldytų lašų. Jam būdingas pusiau skaidrus, šiurkštus, kauburiuotas ledas, kuris susidaro, kai oro temperatūra būna nuo 0° iki -5 °C (gali būti ir žemesnė).
Antrojo tipo apledėjimas formuojasi skrendant debesyse, sudarytuose iš smulkių lašelių (ar dulksnos), kurie, susidūrę su orlaivio paviršiumi, akimirksniu užšąla. Susidaro baltos, matinės, pleišto, trapecijos formos ledo apaugos. Būdingas požymis yra ledo nuosėdos siauroje sparno dalyje arti priekinės briaunos. Trečiajam tipui priklauso ledijantys lietaus lašeliai, ledijantis rūkas, šlapdriba.
Debesyse lašeliai yra skysčio arba ledo būvyje. Realybėje 0 °C žymi ribą, kuomet vandes lašeliai tampa peršaldytais ir gali užšalti. Vieni lašeliai tiesiog užšąla esant keliems laipsniams žemiau nulio, tuo tarpu kiti lieka skysčio būsenos daug žemesnėse temperatūrose. Orlaiviai apledėja, kai patys yra šaltesni nei nulis laipsnių ir susiduria su peršaldytais vandens lašeliais, o aplinkos temperatūra gali svyruoti nuo 5 °C iki -50 °C.

Užšalimo procesas 
Kai peršaldyti vandens lašeliai susiduria su orlaivio paviršiumi, užšąla išskirdami latentinę šilumą. Ši šiluma šildo likusius lašelius, kurių temperatūra yra artima 0 °C, jie teka į lėktuvo galą per paviršių kol galutinai užšąla. Kuo žemesnė oro temperatūra ir šaltesnis orlaivio paviršius, tuo didesnė lašo dalis, kuri užšąla iškart susidūrimo metu. Taip pat, kuo mažesnis lašelis, tuo didesnė jo dalis iškart užšąla. Kuo daugiau lašelių susiduria su orlaivio paviršiumi, tuo didesnis vandens kiekis tekės į lėktuvo galą. Dažniausiai apledėjimas įvyksta esant didesniems peršaldytiems lašeliams.

Šerkšnas 
Šerkšnas yra mažų lašelių produktas, kur kiekvienas lašelis višiskai užšąla prieš jam susiduriant su kitu, atsitrenkus į paviršių. Ledas būna matinis dėl įkalinto oro tarp lašelių. Šerkšnas dažniausiai susiformuoja ant aerodinaminių paviršių priekinių kraštų, auga į oro srauto pusę ir yra mažai kibus.

Skaidrus ledas 
Kai kiekvienas didesnis lašas visiškai neužšąla atsitrenkęs į paviršių, tuomet peršaldytas vanduo kaupiasi ir plečiasi per orlaivo paviršių link jo galo, kol višiskai užšąla, suformuodamas labai lipnų ledą. Skaidrus ledas varijuoja nuo višiskai permatomo iki matinio sluoksnio ir auga į oro srauto pusę taip pat kaip atgal per orlaivio paviršių.

Mišrus ledas 
Jei lašelių temperatūra ir dydžiai yra labai skirtingi, susidaro mišrus ledas – šerkšno ir skaidraus ledo mišinys. Šis ledas yra lipnesnis už šerkšną, matinis, šiurkštus ir plinta į oro srauto pusę greičiau nei atgal per orlaivio paviršių.

Meteorologiniai faktoriai lemiantys apledėjimą

Debesis sudarytas iš skystos formos vandens 
Skysto vandens kiekis debesyje priklauso nuo lašelių dydžio ir kiekio tam tikrame oro tūryje. Kuo daugiau skysto vandens debesyje, tuo didesnė tikimybė, kad lėktuvas apledės. Debesys, kuriuose yra stiprūs konvekciniai srautai, turi didesnį skysto vandens kiekį, nes kylančio oro srautai net dideliems lašams neleidžia iškristi kritulių pavidalu. Konvekciniuose debesyse yra stipresi vertikalūs oro srautai. Tokie debesys susiformuoja ir dėl šiurščių orografinių pakilimų. Sluoksniniuose debesyse (St) vyrauja silpni vertikalūs srautai ir daugiausiai sudaryti iš mažų lašelių. Orlaivių apledėjimas vyksta debesyse iki 2 500 m aukščio. Apledėjimas priklauso nuo debesies sudėties – vandeninguose debesyse yra didžiausia apledėjimo tikimybė vyraujant neigiamai temperatūrai, mišriuose – apledėjimas priklauso nuo skystos fazės kritulių kiekio, o ledo kristalų debesyse apledėjimo tikimybė yra labai maža. Esant neigiamai temperatūrai, beveik visuomet apledėjimas vyksta aukštųjų sluoksninių (As) ir sluoksninių kamuolinių debesų (Sc) zonoje. Tačiau intensyviausias apledėjimas vyksta frontiniuose kamuoliniuose lietaus debesyse (Cb). Krintant gausiems krituliams apledėjimo tikimybė yra mažesnė, sluoksniniuose lietaus (Ns) ir aukštuosiuose sluoksniniuose (As) debesyse intensyvus apledėjimas vyksta, jei nebūna kritulių arba jie silpni.

Temperatūra debesyje 
Šiltame ore yra daugiau vandens garų nei šaltame. Todėl debesys, kurie susiformuoja šiltose oro masėse turės didesnį skysto vandens kiekį, nei šaltose oro masėse. Temperatūros pasiskirstymas debesyje yra reikšmingas lašelių kiekiui ir dydžiui. Didesni peršaldyti lašeliai užšąla esant apie -10 °C, kai temperatūra nukrinta žemiau -15 °C, labai pagreitėja įvairaus dydžio lašelių užšalimas. Prie -40 °C faktiškai užšąla visi lašeliai. Debesys su labai stipriais vertikaliais oro srautais yra išimtiniai, kaip aukštieji kamuoliniai (Ac) ar kamuoliniai lietaus (Cb) debesys. Juose skysto vandens lašeliai gali būti pernešami į didesnius aukščius kol užšąla. Šie veiksniai daro įtaką apledėjimo intensyvumo pasikeitimams, todėl orlaivis gali susidurti su skirtingomis apledėjimo sąlygomis per kelias minutes, tame pačiame ruože. Intensyviausias apledėjimas būna skrendant po debesimis ledėjančio lietaus arba dulksnos zonoje. Viršutinio aukšto debesyse apledėjimas mažai tikėtinas, tačiau gali būti plunksniniuose sluoksniniuose ir plunksniniuose kamuoliniuose (Cc) debesyse, jei jie liko nuo perkūnijos debesų.

1. Kamuoliniuose (Cu) ir lietaus kamuoliniuose (Cb) debesyse:
 esant temperatūrai nuo 0 °C iki -25 °C, tikėtinas stiprus apledėjimas skaidriu ledu.
 esant temperatūrai nuo -25 °C iki -40 °C, tikėtinas lengvas apledėjimas šerkšnu; nedidelė tikimybė susidaryti mišriam apledėjimui naujai susiformavusiuose debesyse arba labai stipriam šerkšnui.
 esant temperatūrai žemiau -40 °C, nedidelė apledėjimo tikimybė.
2. Sluoksniniuose debesyse (St):
 reikšmingiausias apledėjimo sluoksnis yra priskiriamas prie 0 °C to -15 °C temperatūros.
 apledėjimas yra silpnesnis nei konvekciniuose debesyse, dėl silpnesnių vertikalių oro srautų ir mažesnių lašelių.
 apledėjimo sluoksniai nėra stori, tačiau plačiai išplitę horizontaliai.
3. Situacijos kuomet apledėjimas gali būti smarkesnis nei tikėtąsi:
 rudenį ir žiemą oras judėdamas per didelius neužšalusius ežerus, prisipildo drėgme. Debesis, kuris formuojasi, panašėja į debesų sluoksnį, išsivystys į konvekcinį debesį su inversija, sąlyginai stipriais vertikaliais srautais ir didele peršaldytų lašelių koncentracija.
 tankus debesų sluoksnis suformuotas staigaus masės pakilimo, kaip ir žemuose kalnų šlaituose, gausus peršaldytų vandens lašelių. Be to, yra didelė tikimybė, kad toks pakilimas destabilizuos oro masę, sudarantis konvekcinius debesis su padidėjusiu apledėjimo potencialu.
 Lęšiniai debesys gali turėti labai stiprias vertikalias sroves. Apledėjimas gali būti sunkus ir dėl lašelių dydžio, yra tendencija skaidriam apledėjimui.

Literatūra 
 Nav Canada. Chapter 2 Aviation Weather Hazards – Nav Canada.
 E. Rimkus, Vadovas debesims pažinti, 2005 m.

Meteorologiniai reiškiniai