龙年新春,你又去哪里旅行了?飞机舷窗的美照可是旅行照片的重要组成部分。但飞机在日常运行过程中会受到来自大气、地面、燃料废气等方面的污染,机身表面及其部件上可能会沉积灰尘、油污、氧化物等污染物甚至产生腐蚀情况,尤其在机腹、门窗缝隙等一些相对不太平滑的部位容易“藏污纳垢”在表面形成气流痕或锈迹,从外观上直接影响了飞机的美观,大家肯定都期望能搭乘一架颜值在线的飞机吧,不然空中美照怎么拿得出手呢?

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除了影响飞机颜值,污染物的沉积还会让飞机增重近1%,加之机身表面光洁度变差带来的摩擦阻力增加,让每架飞机每年额外多消耗数十吨燃油,相当于增加近百吨的碳排放,妥妥的温室效应推手。此外,还有可能增加机体的静电积累影响安全飞行,情况严重的还会缩短飞机结构使用寿命。

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所以,不光是为了美观,更要确保飞行安全和绿色低碳,这就需要定期给飞机“洗澡”。和各位老司机按心情洗车不同的是,航空公司会根据飞机的实际运行环境甚至监测数据来安排飞机的定期清洁计划,北方通常每15-30天会对飞机进行一次全面的机身清洗,南方湿度大温度高的天气每周都要对机身进行清洗。

清洗前需要考虑天气因素,例如:避免大风和下雨天以降低高空作业的安全风险;为了防止液体在机体和起落架表面结冰,所以不会在低于4℃的结冰环境下安排清洗工作(水的温度低于4℃时,水的形态接近液态向固态的临界点)。因为飞机结冰会直接影响飞行安全甚至造成事故。

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01 飞机是怎么洗澡的

1)“喷淋+搓澡”的水洗模式

工作人员在清洗之前需要给飞机的静压孔、探头等关键设备带上“浴帽”做防水包裹处理,防止液体流入这些区域引起腐蚀,或在飞行中被冻结。之后,使用清洗液按从上到下、从前到后的顺序对机身和机翼喷洒清洁液,然后用高压水洗机冲洗飞机表面,对于一些比较顽固的污渍和污染物,还需要用专门的刷子给飞机“搓澡”。传统的水洗方式的缺点是需要消耗大量的水资源,例如,清洗一架空客A380飞机需要11300多升水,清洗一架波音777飞机需要9500多升水,另外水洗方式难以有效处理机身表面腐蚀和氧化膜等情况。

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2)干洗模式

工作人员先在飞机机身上直接涂抹专业清洁剂,随后用专业清洁用具擦干。这些专业清洁剂对机身漆面无损伤,同时还兼具清洁去污和打蜡抛光两重作用,清洗之后的飞机表面保持的时间更为长久,在飞行过程中摩擦阻力会更小。整个干洗过程只需要消耗30-45升的水,不但可以节约大量的水资源,还杜绝了水渗入飞机探头等精密部位造成设备损坏的可能性。干洗模式也有一定的缺点,它不适合去除积碳等情况,特别是在发动机排气区域。

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清洗飞机的人数根据机型大小不同,通常一架窄体机大致需要7-10名工作人员清洗2-3小时,如果是清洗A380这款世界上最大的客机,机身面积超过4000平方米,相当于清洗100多辆小轿车,清洗时需要的人数和时间相应更多。

另外,飞机清洗属于高空作业,需要使用专业的升降设备在十多米的高度对机身和垂尾进行清洁。

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为了提高清洗效率,还设计有自动清洗机器人。它能够根据不同机型调整完成飞机表面的清洁工作,在提高清洗效率和降低人工成本的同时,避免了人员高空作业的安全风险。

除了机身清洁,航空公司还会定期使用专门设备对发动机进行清洗,清除沉积在发动机部件的沉积物和核心机的燃烧沉积物,如积碳等,以确保发动机的EGT裕度(EGT裕度是发动机设计允许的最大排气温度与实际排气温度的差值,也就是极端工作状况下的安全裕度)能保持在较好的状态。

此外,定期清洗发动机还可以有效降低发动机的燃油消耗。据研究,一架A320飞机通过数据监控定期清洁发动机,每年可以减少近20吨的燃油消耗。(点击这里,了解“你花的燃油费,买了什么油”)

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近年来,已有部分发动机厂商研发了相关的发动机专用泡沫清洗系统,这种“泡泡浴”的方式能够更加高效地清除灰尘和污渍沉积物,并节约水资源。

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飞机清洁不光考虑“面子”,对“里子”的清洁也是马虎不得的。

飞机能够快速地跨地区甚至是跨洲际运行,因此国际民航组织、各个国家都对航空器的防疫消毒和内部清洁提出明确要求。除此之外还会定期清洁驾驶舱、厨房、小桌板、地毯和卫生间设施,座椅套等高频使用的物品也会定期更换清洗,以确保客舱环境整洁舒适。

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02 飞机在哪里洗澡?

水洗要考虑水源提供和废水回收,通常会安排飞机在机库完成清洗工作。

干洗通常在停机坪就可以进行操作了,对场地没有要求。有些公司的飞机经常在高盐高湿高温的环境下运行(比如海岛间的飞行),飞机清洗的周期会比较短,因此需要建造专门的水洗机坪来提高清洗飞机的效率。

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等等,有小伙伴说在冬天会遇到飞机起飞前洗“热水澡”的情况。其实,这并不是一般的清洁工作,而是冬季飞行时,为了清除和防止飞机机翼等关键部位附着冰、雪、霜等污染物,而采取的安全防护措施。因为这些污染物会严重影响飞机的空气动力效果和操纵性能,甚至会引发空难事故。起飞前机长会根据实际的气象条件要求进行除冰、防冰作业,也就是大家看到的飞机洗“热水澡”的情况了。

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这时使用的不是清洁剂,而是防冰液(以乙二醇、丙二醇、二甘醇等多元醇为主要原料)。防冰液与热水按比例混合可以确保快速清除飞机上的积冰等污染物,不同类型的防冰液对机翼表面的防冰保护时效不同。飞机需要在防冰液有效的防护时间内起飞,否则为了确保安全又要重新再“洗”一次了。

好了,现在飞机已经洗得干干净净了,请拿起手机拍照吧~

参考文献

[1]龚雨荷,王荣祥,张博,陈逢荣,王才菀,陈荻云,.热带海洋大气环境典型航空材料清洗效能研究【J】.环境技术,2023,(10):111-115.

[2]朱盈,.飞机发动机水洗项目节能量核算方法研究【J】.上海节能,2021,(02):153-159.

作者:郭栋,上海科技馆首届科普星人充电站学员

鸣谢:中国科学院上海技术物理研究所 郭玮宏 博士为本文提供科学指导

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来源: 上海科技馆