航空機に着氷が発生するのに多くは要らない。

氷が翼に及ぼす実際の影響

翼はその形状によって揚力を生むが、氷はその形状を損なう。

前縁に氷が付着すると、翼が依存する滑らかな気流を乱し、揚力を低下させると同時に抗力を増大させる。

着氷の表面粗さだけで翼の前縁や上面の抗力が最大で50%増加することがあり、蓄積が厚く不規則になるとその数値はほぼ倍増する。

全体的に見ると、着氷は揚力を最大30%低下させ、抗力を最大40%増加させる可能性があり、これらは航空機を予期せぬ失速へと追い込むのに十分な数値である。

危険は翼だけにとどまらない

着氷は翼面で止まらない。

氷は重量を増し、重心を変えることがあり、プロペラや操縦面に不均一に付着すると不釣り合いが振動を生み、操縦を著しく困難にする。

ピトー管が詰まると対気速度計が誤表示をすることがあり、この故障は実際の事故に寄与してきた。

エンジンも例外ではなく、吸気部が氷で塞がれると空気供給が遮られ、重篤な場合は出力低下や飛行中のフレームアウトに至ることがある。

注目すべきは、エンジンは比較的温かい条件でも着氷することがある点だ。

キャブレターの氷結は外気温が25°Cにも及ぶような温度でも記録されており、キャブレター内部の圧力低下が空気を十分に冷却して湿気を凍らせるため、外気温に関係なく発生し得る。

氷の種類は4つ、それぞれ異なる問題を引き起こす

すべての着氷が同じ挙動を示すわけではない。

クリアアイス（透明氷）は凍雨で形成され、滑らかで重くしつこい膜状になり、見つけにくく取り除きにくい。

リム氷は層雲中の微小な過冷却水滴が接触と同時に凍ることで生じ、粗く乳白色の被膜が前縁に素早く積もる。

混合氷はその両方が組み合わさったもので、クリアアイスの重さとリム氷の抗力増加の両方の影響を持つ。

視覚的には最も地味な霜であっても、通常の離陸速度で十分な揚力を生むことを妨げる可能性がある。

着氷を未然に防ぐ

防氷はこれらを未然に防ぐためのもので、既に形成された氷を取り除くだけの除氷とは異なる。

大型ジェットの多くは加熱による防氷に依存しており、エンジンの圧縮機から取った高温のブリード空気をピッコロ管で翼や尾翼の前縁に通し、表面温度を0°C以上に保つことで水滴が付着せず蒸発するようにしている。

中には完全に蒸発させて一滴も残さない方式と、濡れた状態で水を後方に流す方式があり、後者は流れ落ちた水が後方で再凍結してランバックアイスを生じるリスクを伴う。

より小さな部位には別の手法が必要だ。

ピトー管、迎角センサー、スタティックポート（静圧口）は、ブリード空気を利用するには小さすぎるため、代わりに電気ヒーターを使っている。

Boeing 787はさらに進め、複合材の翼内部に電熱コイルを埋め込んでおり、ボーイング社はこの方式が従来のブリード空気方式の約半分のエネルギーで動作すると述べている。

どちらの方式にも十分な電力余裕がない機体では、ウィーピングウィングと呼ばれるシステムが先縁のメッシュにグリコール系液を循環させ、付着した水の凍結点を下げる。

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タイミングがすべて

これらの技術は、作動が遅すぎると効果を発揮しない。

乗務員は、着氷条件に入る前に防氷を作動させる訓練を受けており、目安として可視の水分があり気温が10°C以下になった時点で作動させる。既に氷が形成された後でシステムを入れると、その作業はより遅く効果の落ちる除氷に変わってしまうからだ。

認証されたシステムにも限界がある。

熱量不足、弁の故障、ポンプの不具合があれば機体は危険にさらされる。そのような場合に適切なのは作業を続けることではなく、着氷層から完全に抜けるために上昇、降下、または目的地を変更することである。

着氷の危険性は初期の飛行時代から何ら減っていない。

変わったのは、現代の航空機がどれだけ準備万端でいられるかであり、それこそがこの技術の本来の目的である。