Meteorología para aviadores navales Curso 2006 Prof.: Dr. Gustavo V. Necco Escuela de Aviación Naval ESANA Engelamiento.
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Meteorología para aviadores navales
Curso 2006
Prof.: Dr. Gustavo V. Necco
Escuela de Aviación Naval ESANA
Engelamiento
Slide 2
Engelamiento
Slide 3
ENGELAMIENTO
Se conoce con el nombre de engelamiento, al congelamiento
de las gotas de agua que impactan sobre la estructura de un
avión en vuelo (borde de ataque de los perfiles alares, hélices,
antenas, etc.) o que ingresan dentro de alguno de sus
componentes que tienen contacto con el aire exterior (tubo Pitot,
carburador, etc.).
Puede también considerarse como un caso especial la escarcha,
la cual se forma cuando el avión está en tierra, durante noches
frías y con un alto contenido atmosférico de vapor de agua en
capas bajas.
Slide 4
Características de la formación de hielo
Se denomina hielo al proceso de solidificación del agua cuando su
temperatura desciende a cierto nivel.
Desde el punto de vista meteorológico se presenta de diversas
formas las cuales son la nieve, el granizo y la escarcha.
Si bien su formación en condiciones de atmósfera estandar ocurre
a los 0° Centígrados en ocasiones, al no observarse estas, las
gotas de agua pueden mantenerse en estado líquido hasta con
temperaturas bajo cero. A este estado se lo conoce con el nombre
de agua sobreenfriada
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Engelamiento en la célula del avión
Hielo
Hielo
Hielo
Hielo
Hielo
Hielo
Todas las nubes están compuestas de gotitas de agua líquida, salvo
cuando la temperatura es menor a – 40°C (cirrus).
Cuando T es menor que 0°C el agua esta sobreenfriada.
El estado de sobreenfriamiento cesa bruscamente cuando la gota sufre
un choque violento, y se congela inmediatamente.
Slide 6
Clasificación de los tipos de hielo según su formación
Hielo cristalino o claro (glaze)
Se forma generalmente entre 0º y -10º C, en nubes cumuliformes con gran contenido
de vapor o en áreas de lluvia engelante. Se trata de un hielo transparente o
translúcido con aspecto superficial vidrioso. Se forma rápidamente desde los bordes
principales hacia atrás y resulta difícil de desprender.
Hielo opaco (rime)
Se genera cuando se produce el impacto con gotas de agua de pequeño diámetro y
éstas se congelan rápidamente, antes que las mismas se escurran como en el caso
anterior.
Se forma generalmente entre -10º y -20º C, en nubes estratiformes o en áreas de
lloviznas helada. Forma una superficie característica rugosa, blanca y opaca. Se
deposita generalmente en los bordes delanteros de las alas y la superficie de la cola,
conos de hélices, hélices, antenas, fuselaje y a veces en las cabezas de los
remaches y otras partes salientes del avión en roce con la corriente del aire.
Escarcha (frost)
Se forma cuando el avión está en tierra, durante noches muy frías y con un alto
contenido atmosférico de vapor de agua en capas bajas. Posee mediana adherencia.
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Engelamiento
En tubo Pitot
En hélices
En antena
Slide 8
Engelamiento interno del tubo Pitot. El velocimetro se vuelve erróneo
Slide 9
Engelamiento en el carburador
En la toma del carburador o en el compresor de
un jet se forma un vacío parcial en la toma.
La expansión adiabática enfría el aire y si hay
suficiente humedad y la temperatura cae bajo
cero se forma hielo. En motores a pistón la
evaporación del combustible produce un
enfriamiento adicional.
La figura ilustra un engelamiento en el
carburador.
DEPOSITO DE HIELO
AL MOTOR
AIRE
FUEL
Slide 10
Formación de hielo en bordes de ataque
Agua sobreenfriada
Agua sobreenfriada
Hielo
Borde de
ataque
Gota
Hielo
Hielo
Etapa Inicial
Etapa Intermediaria
Opaco - frágil y parecido a una
escarcha
Mezclado - conglomerado duro y
áspero
Etapa final
Claro – duro y brillante
Slide 11
Los efectos del engelamiento en la estructura son
acumulativos
La sustentación
disminuye
La resistencia
aumenta
La potencia cae
El peso aumenta
La velocidad de pérdida aumenta
Slide 12
Principales peligros para el desarrollo del vuelo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Aumento de resistencia aerodinámica.
Pérdida de sustentación.
Pérdida de tracción en hélices.
Vibraciones.
Aumento de consumo.
Bloqueo de comandos.
Bloqueo de tren de aterrizaje retráctil
Reducción de visibilidad en cabina.
Inutilización de antenas.
Indicaciones erróneas en instrumental.
Slide 13
TEMPERATURA BAJO CERO
NUBES ESTRATIFICADAS
ISOTERMA 0°C
TEMPERATURA SOBRE CERO
AIRE CALIDO
HUMEDO Y ESTABLE
AIRE FRIO
TEMPERATURA BAJO CERO
LA LLUVIA
SOBREENFRIADA SE
CONGELA AL IMPACTO
(LLUVIA ENGELANTE)
Lluvia engelante en un frente caliente
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TEMPERATURA BAJO CERO
NUBES ESTRATIFICADAS
ISOTERMA 0°C
TEMPERATURA SOBRE CERO
LLUVIA CALIENTE
AIRE FRIO
TEMPERATURA BAJO CERO
LA LLUVIA
SOBREENFRIADA SE
CONGELA AL IMPACTO
(LLUVIA ENGELANTE)
Lluvia engelante en un frente frío
AIRE CALIDO
HUMEDO Y ESTABLE
Slide 15
Nunca volar, o proseguir el vuelo, dentro de una lluvia
sobreenfriada
nieve
nieve
Isoterma 0°C
nieve
lluvia
Altostratus
lluvia
lluvia
sobreenfriada
nieve
Iso 0°C
lluvia
lluvia
lluvia
lluvia
La entrada a una zona de lluvia sobreenfriada no es evidente. Si se entra al frente por
el lado caliente el mal tiempo comienza con una lluvia común (no engelante).
Se agrava la situación al atravesar el frente. El termómetro de admisión del motor es el
que da el alerta con T < 0°C.
Lo más prudente es retornar inmediatamente a la masa cálida.
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En vuelo IMC
. St, As, Ns y algunos Sc y Ac – engelamiento débil
. Cu, Cb, Sc asociados, Ac cas – translúcido y duro
Isoterma 0°C
nieve
Altostratus
lluvia sobreenfriada
Isoterma 0°C
lluvia
lluvia
Engelamiento débil
Engelamiento severo
Engelamiento moderado
Slide 17
Dónde debe evitarse volar para disminuir la probabilidad de
Engelamiento
Deben ser evitadas principalmente las áreas que se detallan a
continuación:
• Zonas Frontales.
• Nubosidad cumuliforme de gran desarrollo vertical.
• Nubosidad cumuliforme densa.
• Zonas de precipitación ubicadas en los distintos tipos de
frentes.
• Nieblas densas.
• Nubes estratiformes densas con gran contenido de gotas de
agua (ej. Nimbostratos)
• En terrenos montañosos, evitar la nube de “capuchón” (se
forma del lado de barlovento).
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Precauciones a tomar cuando se deba realizar un vuelo con
condiciones atmosféricas de baja temperatura
(Manual de Meteorología para Aviadores Militares FM 130 , Aviation Training Brigade –
Fort Rucker – Alabama – USA)
• Verifique el estado del tiempo cuidadosamente, interrogue al aviador
que acaba de completar un vuelo.
• Verifique los avisos para los aviadores (NOTAMs).
• Retire toda escarcha antes del vuelo.
• Verifique si existe alguna restricción de movimiento en los mandos.
• Permanezca en vuelo estacionario o ruede el avión lentamente.
• Utilice los frenos con cuidado.
.
Slide 19
• Después de atravesar una zona con niebla densa o lluvia, verifique
la presencia de hielo en los bordes de ataque de las alas o en el cono
de la hélice o en el área de la estela turbulenta del rotor.
• En aeronaves de ala fija, de ser posible, evite el despegue cuando
existan las condiciones de aguanieve o nieve húmeda y evite los
bancos de niebla.
• En los de ala giratoria se deberá mantener un vuelo estacionario
elevado sobre este tipo de superficie para reducir la cantidad de
aguanieve, nieve o nieve húmeda que se elevará sobre la aeronave.
• Utilice el calentamiento del Tubo PITOT cuando se encuentre
volando en nieve, nubes, etc. o en zonas donde se presume que
existen condiciones de formación de hielo.
• Cuando vuele en condiciones de lluvia engelante, ascienda a las
nubes donde las temperaturas se encuentren sobre el punto de
congelación (a menos que se sepa que la temperatura a una menor
altura es lo suficientemente elevada como para prevenir la formación
de hielo).
Meteorología para aviadores navales
Curso 2006
Prof.: Dr. Gustavo V. Necco
Escuela de Aviación Naval ESANA
Engelamiento
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Engelamiento
Slide 3
ENGELAMIENTO
Se conoce con el nombre de engelamiento, al congelamiento
de las gotas de agua que impactan sobre la estructura de un
avión en vuelo (borde de ataque de los perfiles alares, hélices,
antenas, etc.) o que ingresan dentro de alguno de sus
componentes que tienen contacto con el aire exterior (tubo Pitot,
carburador, etc.).
Puede también considerarse como un caso especial la escarcha,
la cual se forma cuando el avión está en tierra, durante noches
frías y con un alto contenido atmosférico de vapor de agua en
capas bajas.
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Características de la formación de hielo
Se denomina hielo al proceso de solidificación del agua cuando su
temperatura desciende a cierto nivel.
Desde el punto de vista meteorológico se presenta de diversas
formas las cuales son la nieve, el granizo y la escarcha.
Si bien su formación en condiciones de atmósfera estandar ocurre
a los 0° Centígrados en ocasiones, al no observarse estas, las
gotas de agua pueden mantenerse en estado líquido hasta con
temperaturas bajo cero. A este estado se lo conoce con el nombre
de agua sobreenfriada
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Engelamiento en la célula del avión
Hielo
Hielo
Hielo
Hielo
Hielo
Hielo
Todas las nubes están compuestas de gotitas de agua líquida, salvo
cuando la temperatura es menor a – 40°C (cirrus).
Cuando T es menor que 0°C el agua esta sobreenfriada.
El estado de sobreenfriamiento cesa bruscamente cuando la gota sufre
un choque violento, y se congela inmediatamente.
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Clasificación de los tipos de hielo según su formación
Hielo cristalino o claro (glaze)
Se forma generalmente entre 0º y -10º C, en nubes cumuliformes con gran contenido
de vapor o en áreas de lluvia engelante. Se trata de un hielo transparente o
translúcido con aspecto superficial vidrioso. Se forma rápidamente desde los bordes
principales hacia atrás y resulta difícil de desprender.
Hielo opaco (rime)
Se genera cuando se produce el impacto con gotas de agua de pequeño diámetro y
éstas se congelan rápidamente, antes que las mismas se escurran como en el caso
anterior.
Se forma generalmente entre -10º y -20º C, en nubes estratiformes o en áreas de
lloviznas helada. Forma una superficie característica rugosa, blanca y opaca. Se
deposita generalmente en los bordes delanteros de las alas y la superficie de la cola,
conos de hélices, hélices, antenas, fuselaje y a veces en las cabezas de los
remaches y otras partes salientes del avión en roce con la corriente del aire.
Escarcha (frost)
Se forma cuando el avión está en tierra, durante noches muy frías y con un alto
contenido atmosférico de vapor de agua en capas bajas. Posee mediana adherencia.
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Engelamiento
En tubo Pitot
En hélices
En antena
Slide 8
Engelamiento interno del tubo Pitot. El velocimetro se vuelve erróneo
Slide 9
Engelamiento en el carburador
En la toma del carburador o en el compresor de
un jet se forma un vacío parcial en la toma.
La expansión adiabática enfría el aire y si hay
suficiente humedad y la temperatura cae bajo
cero se forma hielo. En motores a pistón la
evaporación del combustible produce un
enfriamiento adicional.
La figura ilustra un engelamiento en el
carburador.
DEPOSITO DE HIELO
AL MOTOR
AIRE
FUEL
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Formación de hielo en bordes de ataque
Agua sobreenfriada
Agua sobreenfriada
Hielo
Borde de
ataque
Gota
Hielo
Hielo
Etapa Inicial
Etapa Intermediaria
Opaco - frágil y parecido a una
escarcha
Mezclado - conglomerado duro y
áspero
Etapa final
Claro – duro y brillante
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Los efectos del engelamiento en la estructura son
acumulativos
La sustentación
disminuye
La resistencia
aumenta
La potencia cae
El peso aumenta
La velocidad de pérdida aumenta
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Principales peligros para el desarrollo del vuelo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Aumento de resistencia aerodinámica.
Pérdida de sustentación.
Pérdida de tracción en hélices.
Vibraciones.
Aumento de consumo.
Bloqueo de comandos.
Bloqueo de tren de aterrizaje retráctil
Reducción de visibilidad en cabina.
Inutilización de antenas.
Indicaciones erróneas en instrumental.
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TEMPERATURA BAJO CERO
NUBES ESTRATIFICADAS
ISOTERMA 0°C
TEMPERATURA SOBRE CERO
AIRE CALIDO
HUMEDO Y ESTABLE
AIRE FRIO
TEMPERATURA BAJO CERO
LA LLUVIA
SOBREENFRIADA SE
CONGELA AL IMPACTO
(LLUVIA ENGELANTE)
Lluvia engelante en un frente caliente
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TEMPERATURA BAJO CERO
NUBES ESTRATIFICADAS
ISOTERMA 0°C
TEMPERATURA SOBRE CERO
LLUVIA CALIENTE
AIRE FRIO
TEMPERATURA BAJO CERO
LA LLUVIA
SOBREENFRIADA SE
CONGELA AL IMPACTO
(LLUVIA ENGELANTE)
Lluvia engelante en un frente frío
AIRE CALIDO
HUMEDO Y ESTABLE
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Nunca volar, o proseguir el vuelo, dentro de una lluvia
sobreenfriada
nieve
nieve
Isoterma 0°C
nieve
lluvia
Altostratus
lluvia
lluvia
sobreenfriada
nieve
Iso 0°C
lluvia
lluvia
lluvia
lluvia
La entrada a una zona de lluvia sobreenfriada no es evidente. Si se entra al frente por
el lado caliente el mal tiempo comienza con una lluvia común (no engelante).
Se agrava la situación al atravesar el frente. El termómetro de admisión del motor es el
que da el alerta con T < 0°C.
Lo más prudente es retornar inmediatamente a la masa cálida.
Slide 16
En vuelo IMC
. St, As, Ns y algunos Sc y Ac – engelamiento débil
. Cu, Cb, Sc asociados, Ac cas – translúcido y duro
Isoterma 0°C
nieve
Altostratus
lluvia sobreenfriada
Isoterma 0°C
lluvia
lluvia
Engelamiento débil
Engelamiento severo
Engelamiento moderado
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Dónde debe evitarse volar para disminuir la probabilidad de
Engelamiento
Deben ser evitadas principalmente las áreas que se detallan a
continuación:
• Zonas Frontales.
• Nubosidad cumuliforme de gran desarrollo vertical.
• Nubosidad cumuliforme densa.
• Zonas de precipitación ubicadas en los distintos tipos de
frentes.
• Nieblas densas.
• Nubes estratiformes densas con gran contenido de gotas de
agua (ej. Nimbostratos)
• En terrenos montañosos, evitar la nube de “capuchón” (se
forma del lado de barlovento).
Slide 18
Precauciones a tomar cuando se deba realizar un vuelo con
condiciones atmosféricas de baja temperatura
(Manual de Meteorología para Aviadores Militares FM 130 , Aviation Training Brigade –
Fort Rucker – Alabama – USA)
• Verifique el estado del tiempo cuidadosamente, interrogue al aviador
que acaba de completar un vuelo.
• Verifique los avisos para los aviadores (NOTAMs).
• Retire toda escarcha antes del vuelo.
• Verifique si existe alguna restricción de movimiento en los mandos.
• Permanezca en vuelo estacionario o ruede el avión lentamente.
• Utilice los frenos con cuidado.
.
Slide 19
• Después de atravesar una zona con niebla densa o lluvia, verifique
la presencia de hielo en los bordes de ataque de las alas o en el cono
de la hélice o en el área de la estela turbulenta del rotor.
• En aeronaves de ala fija, de ser posible, evite el despegue cuando
existan las condiciones de aguanieve o nieve húmeda y evite los
bancos de niebla.
• En los de ala giratoria se deberá mantener un vuelo estacionario
elevado sobre este tipo de superficie para reducir la cantidad de
aguanieve, nieve o nieve húmeda que se elevará sobre la aeronave.
• Utilice el calentamiento del Tubo PITOT cuando se encuentre
volando en nieve, nubes, etc. o en zonas donde se presume que
existen condiciones de formación de hielo.
• Cuando vuele en condiciones de lluvia engelante, ascienda a las
nubes donde las temperaturas se encuentren sobre el punto de
congelación (a menos que se sepa que la temperatura a una menor
altura es lo suficientemente elevada como para prevenir la formación
de hielo).