42 العدد 67-محرم 1433هـ

العلوم اجلوية والعسكرية

د/ ناصر بن محمد بن جميل سرحان

أستاذ األرصاد اجلوية املساعد والباحث في علوم األرصاد اجلوية والبيئة

nmsarhan@hotmail.com

يتكون اجلليد طبقة من الثلج الأمل�ض ب�شبب هبوب العوا�شف الثلجية خا�شة تلك امل�شحوبة بالربد وكذلك ب�شبب موجات التربيد يف �شاعات الليل و�شاعات ال�شباح املبكرة عندما تنخف�ض درجة حرارة الهواء اإلى ما دون )3 م(، وتعترب مناطق اململكة العربية ال�شعودية ال�شمالية وال�شمالية ال�شرقية عر�شة لتكون اجلليد يف ف�شل ال�شتاء مع مو�شم هبوب رياح ال�شمال الباردة اأو ما يطلق

عليه حمليا مبربعانية ال�شتاء، كما يتكون مع تقدم اجلبهات الباردة على املناطق ال�شحراوية ال�شمالية للمملكة )ال�شكل 2(.

ي�شنف اجلليد )ال�شقيع( على اأنه اأحد مظاهر التكاثف؛ وهو عبارة عن جليد يك�شو الأج�شام ب�شبب عمليات التربيد وهطول الثلوج، وي�سرتط لتكون اجلليد انخفا�س درجة حرارة نقطة الندى اإلى ما دون ال�سفر املئوي حيث يتكثف بخار املاء اإلى حالة �شلبة ب�شكل مبا�شر بفعل التربيد. يت�شبب اجلليد يف كثري من الأ�شرار على �شطح الأر�ض وخا�شة ما يت�شبب به من اأ�شرار على املحا�شيل الزراعية وو�شائل الت�شال ال�شلكية بالإ�شافة لكونه من اأخطر احلالت اجلوية ملا يت�شبب به من اإعاقة للحركة املرورية

العامة وعمليات التنقل داخل املطارات وعلى عمليات الطريان )ال�شكل 1(.

ال�شكل 1: الأمطار الثلجية واجلليد من اأخطر ظواهر الطق�ض حيث تعيق عمليات الطريان.

ال�شكل 2: يتاأثر طق�ض اململكة العربية ال�شعودية برياح ال�شمال الباردة يف ف�شل ال�شتاء ومبرور اجلبهات الهوائية الباردة على املناطق ال�شمالية التي تتاأثر ب�شكل اأ�شا�شي مبوجات باردة تت�شبب بتكون ال�شقيع يف �شاعات الليل

و�شاعات ال�شباح الأولى.

تاأثري اجلليد والثلوج يف عمليات الطيــــــــــران

ASS

UQ

OO

R N

.67

DEC

EMBE

R 2

011

43 العدد 67-محرم 1433هـ

تاأثري اجلليد يف الطائرات وعمليات الطريان:

اخلارجية وهياكلها الطائرات اأطراف يف اجلليد يتكون نتيجة لتكثف بخار املاء يف الليايل الباردة على �شكل طبقة الأجنحة مثل واأطرافها الطائرة بهيكل تلت�شق رقيقة الطائرة وذيل املتحركة الأفقية واجلنيحات عام ب�شكل على تكونه عند اجلليد يعيق عملها. باإعاقة يت�شبب مما ال�شطح عمليات حركة الطائرات يف املطارات، ويعترب من تكونه الطريان عند الظواهر اجلوية على عمليات اأخطر على ج�شم الطائرة اأثناء حتليقها كونه يتكون ب�شكل �شريع

ومفاجئ ويت�شبب بكوارث عنيفة

تفادي ميكن وكيف جوية حوادث ي�شبب اجلليد هل اأخطاره على عمليات الطريان؟

تعتمد عملية الطريان باأي طائرة على �شكلها وت�شميمها بالإ�شافة لذيل الطائرة واجلنيحات التي ت�شاعد على توجيه الطائرة ورفعها. فعند تكون ال�شقيع اأو اجلليد ديناميكية يف تغيريا ي�شبب الطائرة اأطراف على ت�شميمها وان�شيابها ف�شال ملا ي�شببه من تعطيل اأجزاء على قدرتها فتتاأثر الرفع على ت�شاعد التي الأجنحة

الرفع ول تتمكن الطائرة من التحليق )ال�شكل 3(.

ومع اختالف الأحوال اجلوية وم�شتويات الطريان التي يتكون بها اأثناء الرحالت اجلوية تختلف خطورة اجلليد على الطائرات نوع اجلليد وخ�شائ�شه ويتحكم الطائرات تكون اجلليد على املحركات ذات الطائرات تتاأثر بحيث الطريان، عمليات يف من التجمد خلطر عر�شة اأكرث تكون و ال�شغرية املروحية الطائرات النفاثة لكونها حتلق على م�شتويات منخف�شة والتي تكون عندها عر�شة للتعر�ض لأجواء يزيد فيها احتمال تكون اجلليد على اأ�شطح الطائرات. فتكون طبقة رقيقة من اجلليد اجلليد اإذابة باأنظمة املزودة غري ال�شغرية الطائرات على تكفي للتاأثري يف قابلية رفعها فتكون عر�شة للخطر املبا�شر وقد

يت�شبب ذلك ب�شقوطها.

ال�شكل 3: يتكون اجلليد على اأطراف الطائرة ويوؤثر يف قدرتها على التحليق.

اأنواع اجلليد الذي يتكون على الطائرات:

1. ال�شقيع )Frost( ويتكون على هيكل الطائرة عند تكثف بخار املاء عليها على �شكل جليد مبا�شرة دون املرور على مرحلة حتول بخار املاء لقطرات مائية متاما كالذي يتكون يف الليايل

ال�شافية الباردة على �شطح الأر�ض )ال�شكل4(.

تاأثري اجلليد والثلوج يف عمليات الطيــــــــــران

العلوم اجلوية والعسكرية

44 العدد 67-محرم 1433هـ

العلوم اجلوية والعسكرية

ب�شبب يتكون )Engine Icing( املحرك جليد .2التحليق يف اأجواء باردة وخالل مناطق وجود قطرات املاء النظيفة البارد يف درجات حرارة بني )+3 و - 5 م( ويوؤثر

يف رفع الطائرة و�شرعتها )ال�شكل 5(.

ل�شكل 5: ب�شبب التحليق يف اأجواء حتوي قطرات املاء النظيفة البارد يف درجات حرارة بني )+3 و - 5 م( تتعر�ض بع�ض اأجزاء حمرك

الطائرة للتجمد مما يوؤثر يف عملية الرفع وال�شرعة ويت�شبب بكارثة.

3. اجلليد ال�شفاف )Clear Ice( يتكون عند جتمد املاء على الركامية ال�شحب يف املتجمد غري البارد النظيف زجاج �شكل على ويتكون تدريجي، ب�شكل الطائرة هيكل خطورة اجلليد اأنواع اأ�شد من وهو اأمل�ض، امللم�ض �شلب تكونه عند اإزالته ي�شعب حيث الطريان، عمليات على يف ويغري الت�شال عمليات يف ويوؤثر الطائرة ج�شم على

ديناميكية �شكل الطائرة ووزنها )ال�شكل 6(.

ال�شكل 6: جتمد املاء النظيف البارد غري املتجمد يف ال�شحب الركامية على هيكل الطائرة.

اجلليد اله�ض )Rime Ice( يتكون عند جتمد قطرات املاء على هيكل الطائرة ويكون على �شكل كتل جليدية بي�شاء ه�شة ويعترب اأقل اأنواع اجلليد خطورة

ل�شهولة اإزالته )ال�شكل 7(.

ال�شكل 7: جتمد قطرات املاء على هيكل الطائرة ويكون على �شكل كتل جليدية بي�شاء ه�شة

كيف توؤثر و�شعيات الطق�ض بتكون اجلليد يف الطائرات:

الطائرات على اأج�شام ب�شكل مبا�شر على يتكون اجلليد وتوؤثر ت�شحب التي لالأجواء تعر�شها عند املطار اأر�ض املخ�ش�شة احلظائر خارج وجودها عند اجلليد بتكون لتوقفها وكذلك اأثناء تعر�شها لالأجواء اجلوية التي ت�شبب ت�شنيف بالإمكان وللتلخي�ض التحليق، اأثناء التجمد

و�شعيات الطق�ض امل�شببة للجليد كالتايل:

ال�شكل 4: تكون اجلليد على هيكل الطائرة واأجزائها.

ASS

UQ

OO

R N

.67

DEC

EMBE

R 2

011

45 العدد 67-محرم 1433هـ

العلوم اجلوية والعسكرية

اأول: على اأر�ض املطار:

1- تتعر�ض الطائرات اأثناء وجودها خارج حظائرها الباردة الليايل يف املدرجات وعلى ال�شاحات يف �شافية ال�شماء و�شاعات ال�شباح الأولى لتكون طبقة من اجلليد )ال�شقيع( عند انخفا�ض درجة احلرارة اإلى ما دون ال�شفر وعندما يربد عند �شطح الأر�ض نقطة حرارة درجة من اأقل ويكون الطائرة ج�شم

الندى للهواء املال�شق لها.

تدين مع الثلجية الأمطار اأو الثلوج هطول عند -2املمرات على الطائرات تتعر�ض احلرارة درجات وقد هياكلها على الثلوج لرتاكم املطار اأر�ض وعلى

تتحول هذه الثلوج اإلى جليد.

اجلليد لتكون الطريان ومدرج املمرات تتعر�ض -3ب�شفة املالحة وعمليات احلركة يعيق مما عليها عامة على اأر�ض املطار، فلذلك تر�ض مواد خا�شة على مينع بحيث اجلليد تكون متنع واملدرجات املمرات جتمد بخار املاء والقطرات املائية ومن ثم مينع تكون

ما يطلق عليه الثلج الأ�شود.

ثانيا: اأثناء حتليق الطائرات:

عند اجلليد لتكون عر�شة الطائرات تكون -1حتليقها يف منطقة هواء رطب تقل درجة حرارته عن ال�شفر املئوي خا�شة مناطق وجود املاء النظيف غري املتجمد والتي ترتاوح درجة حرارته بني )�شفر – 15 ال�شحاب اأنظمة الأول من الربع يوجد يف والذي م( الركامية. فهذا النوع من املاء البارد النظيف يتجمد النظيف الثلج تراكم وي�شبب ج�شم اأي على ب�شرعة ي�شبب اأطرافها؛ مما و الطائرة ال�شفاف على هيكل جتمد اإلى والروؤيا،بالإ�شافة الرفع لعمليات تعطيال اآليات تو�شيل الوقود للمحرك وبع�ض الأجزاء الدقيقة �شرعة يف مبا�شر ب�شكل يوؤثر مما املحركات يف مل حال يف بكارثة ويت�شبب رفعها وعمليات الطائرة

يتعامل مع هذا اخلطر )ال�شكل 8(.

ال�شكل 8: يتوجب على الطيار تفادي الطريان بني )�شفر – 15 م( يف الأنظمة ال�شحابية الركامية لتجنب اجلليد وتاأثرياته.

1- يتكون اجلليد ال�شفاف على اأطراف الطائرة ونوافذها الأمامية وعلى منطقة الذيل عند التحليق يف اأجواء باردة تتعر�ض لعمليات هطول من جبهة هوائية �شاخنة، فعند �سقوط الأمطار من ال�سحب الطبقية املمطرة على ج�سم

الطائرة البارد يف مقدمة اجلبهات الهوائية ال�شاخنة تتدنى درجات احلرارة لأقل من ال�شفر املئوي )ال�شكل 9(.

ال�شكل 9: يتكون اجلليد عند الطريان يف منطقة الهواء البارد والأمطار الهاطلة عند مقدمة اجلبهات الهوائية ال�شاخنة

2- تتعر�ض الطائرات خلطر تكون اجلليد عند التحليق خالل ال�شحب الطبقية التي تتكون على ارتفاعات عالية يف مناطق تكون الثلج اله�ض فتتعر�ض الطائرة لتكون اجلليد على هيكلها

واأطرافها.

46 العدد 67-محرم 1433هـ

العلوم اجلوية والعسكرية

اآليات تفادي خطر اجلليد على عمليات الطريان:

1- ل�شالمة عمليات الطريان يتطلب التعامل مع اأخطار تكون اجلليد )ال�شقيع( اجل�شيمة اتخاذ اإجراءات وقائية نظرا لالأخطار اجل�شيمة على اأر�ض املطار والأهم اأثناء الرحالت اجلوية، ومن هذه الإجراءات:

على املرتاكم الثلج وتذيب املطار اأر�ض على هياكلها على اجلليد تكون متنع خا�شة كيمائية مبواد الطائرات تر�ض -2الطائرات واملمرات واملدرجات )ال�شكل 10(.

املحركات ملوثات عادم يعتمد على الذي )Anti Icing Systems( اإذابة اجلليد باأنظمة الطائرات تزود -3وال�شتمرار يف تطويرها.

4- اتباع اإجراءات خا�شة عند التحليق يف اأجواء ال�شحب الركامية ويف اأماكن وجود املاء البارد النظيف غري املتجمد.

5- تفادي الطريان يف اأنظمة ال�شحب الركامية واتباع التعليمات اخلا�شة يف حتديد م�شتوى التجمد على خرائط الطق�ض والتوقعات مل�شتويات الطريان القيا�شية.

6- تفادي الطريان عند مقدمة اجلبهات الهوائية ال�شاخنة خا�شة عند درجات حرارة تقل عن ال�شفر املئوي.

7- زيادة املعرفة والتدريب لالأطقم اجلوية يف جمال �شالمة الطريان والأر�شاد اجلوية لأغرا�ض الطريان.

8- تطوير اأنظمة التوقعات اجلوية للتمكن من اإنتاج توقعات جوية دقيقة ولتحديد املناطق التي تتعر�ض ملوجات تكون اجلليد

ال�شكل 10: من و�شائل تفادي تكون اجلليد على هياكل الطائرات ر�شها مبواد خا�شة.

ASS

UQ

OO

R N

.67

DEC

EMBE

R 2

011

47 العدد 67-محرم 1433هـ

العلوم اجلوية والعسكرية

على �شطح الأر�ض وعلى م�شتويات الطريان القيا�شية.

ال�شكل 11: حتدد م�شتويات التجمد ونوع ال�شحب ويتوقع بها وتزود الأطقم اجلوية بهذه املعلومات لتفادي اأخطار اجلليد، وهناك العديد من الو�شائل احلديثة املتبعة لهذا الغر�ض من �شمنها التوزيع الراأ�شي لدرجات احلرارة ودرجة حرارة نقطة الندى.

من املراجع:http://www.ourairspace.org/Risk-Icing.html

http://www.airport-int.com/gallery/aviation-ground-services/

http://www.clariant.de/C12576720021BF8F/vwWebPagesByID/

http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/icing.htm

http://www.peter2000.co.uk/aviation/granada/index.html

http://www.ulpower.com/engines/fadec/

http://www.welcomevillage.com/erin/estimatingfreezing.html