Clasificarea cantitativă a givrajului
Dacă notă m cu 0 cantitatea de apă suprarăcită conținută în atmosferă, tabelul următor exprimă intensitatea givrajului: Intensitatea givrajului Cantitate de apă suprarăcită Fenomenele corespunzătoare Slab 0 < 0,6 g / m3 As, Ns, Sc stabili, brumă, ceața, St puțin denși și Ac slab instabili. Moderat 0,6 g / m3< 0 < 1,2 g /m3 Ceața și St denși, Ns, Ac și Sc instabili, Cu și Cb. Puternic 0 > 1,2g /m3 Ceața, în mod excepțional St, Ac foarte instabili, Cu, Cb și precipitații suprarăcite. Temperaturile favorabile pentru apariția givrajului sunt: - pentru norii stabili: de la 0 la-10°C; givrajul apare mai rar pentru o temperatură mai mică de-18°C; - pentru norii instabili: de la 0 la-15°C, dar cu givraj frecvent până la-30°C.
Clasificarea givrajului după forma depunerii
După condițiile de formare, depunerile de gheață pe avioane se pot prezenta sub următoarele forme: a. sub formă de brumă; b. sub formă de chiciură; c. sub formă de gheață opacă; d. sub formă de gheață sticloasă sau transparentă (denumită uneori și polei). a). Givrajul sub formă de brumă. Aspect: Depozit de gheață, cu aspect cristalin, luând cel mai des forma de solzi, ace, pene sau evantai. Proces de formare: se formează prin desublimare, adică transformarea vaporilor de apă în gheață. Acest tip de givraj se depune pe tot avionul și se produce la sol sau pe timpul coborârii (avionul este mai rece decât aerul prin care zboară).
Consecințe: acest givraj este slab și nu afectează puternic masa avionului și nici caracteristicile sale aerodinamice. b). Givrajul sub formă de chiciură. Aspect: este un depozit alb, cristalin, cu granule mari, care se formează de obicei la temperaturi sub-100 C în norii constituiți din picături mici de apă și cristale de gheață. Stratul are aspect neuniform și margini proeminente, asemănătoare cu niște ace sau bare. Proces de formare: înghețarea rapidă a picăturilor foarte mici suprarăcite într-un mediu noros stabil. Înghețarea rapidă a picăturilor de apă și a cristalelor de gheață provoacă incluziuni de aer între fiecare element înghețat și conferă gheții un aspect opac.
Depozitul se extinde prin îngroșare către înainte. Givrajul sub formă de chiciură se formează în norii stabili (As, Ns). Poate fi de asemenea întalnit în ceața de radiație la temperaturi ușor negative. Consecințe: acest givraj are intensitate slabă, câteodată moderată. Cantitatea mică de gheață depusă și aspectul său casant nu pun probleme serioase pentru avioanele echipate cu sisteme de degivrare la bord. c). Givrajul sub formă de gheață opacă (granulară). Aspect: este o depunere albă, opacă și granulară, formată din grăunțe fine și opace de gheață, fulgi de zăpadă, lapoviță sau măzăriche care are suprafața neregulată și aspră.
Proces de formare: depunerea se formează în norii ondulați (Stratus, Stratocumulus, Altocumulus), constituiți din picături foarte mici de apă suprarăcită și cristale de gheață, la temperaturi cuprinse între 0 și-280 C, întâlnindu-se mai frecvent între 0 și-100 C. Consecințe: gheața granulară se depune pe partea exterioară a bordurilor de atac, sub diferite forme. Când în nor există zăpadă sau lapoviță, depozitul se mărește, deformând, din cauza protuberanțelor, bordul de atac. Se mai formează pe proeminențe sub forma unor protuberanțe neregulate. d). Gheața sticloasă sau limpede (poleiul). Aspect: depozit de gheață în general omogenă și transparentă, cu aspect sticlos și neted.
Acest tip de depunere se formează pe bordurile de atac și tinde să se întindă de-a lungul aripilor. Proces de formare: înghețarea lentă a picăturilor mari de apă suprarăcite într-un mediu instabil, sau stabil dar cu concentrație foarte mare de apă (mai ales pentru temperaturi cuprinse între 0 și-10°C). Căldura degajată prin schimbarea stării de agregare a apei (apa suprarăcită în gheață) permite picăturilor să se întindă înaint e de a îngheța. Picăturile care urmează sunt supuse aceleiași evoluții, se întind, îngheață și formează un depozit de gheață compactă și transparentă (fără incluziuni de aer). Depozitul poate atinge 10 cm în grosime.
Gheața sticloasă este asociată norilor convectivi Cu, Cb, Ac. Poate fi de asemenea întâlnit în ceață și mai ales în precipitațiile suprarăcite (ploaie sau burniță). Consecințe: acest givraj care are intensitate puternică este foarte periculos. Din fericire apare destul de rar, sub forma sa teoretică pură și nu afectează decât volume restrânse de aer.
Givrajul în norul Cumulonimbus și în zonele frontale
Givrajul în norul Cumulonimbus. Mișcările ascendente și descendente din vecinătatea izotermei de 0˚C pot provoca prezența ploii suprarăcite și producerea givrajului transparent sau a poleiului. Acest tip de givraj are intensitate puternică. El este de departe cel mai periculos și afectează întreaga suprafață a avionului. S-au putut observa depuneri de gheață, pe avioane de transport de tip mediu, care au atins câteva tone în câteva minute. Givrajul în zonele frontale În afara givrajului care se întâlnește în norii cu temperaturi negative, se mai poate întâlni givraj în afara norilor din apropierea unui front.
Zona propice formării poleiului se găse ște sub suprafața frontală, deci în fața frontului, deasupra izotermei de 0˚C unde poate exista ploaie suprarăcită. Ca efect, deasupra suprafeței frontale, la temperaturi pozitive pot exista precipitații sub formă de ploaie. Picăturile de apă, în mișcarea lor de cădere, traversând suprafața frontală ajung într-o zonă unde temperatura este negativă. Răcirea lentă la care sunt supuse acestea este propice stării de suprarăcire. Picăturile de apa lichidă se transformă atunci în ploaie cu apa suprarăcită, care se transformă în polei la trecerea unui avion. Același raționament poate fi aplicat și frontului rece sau a unei ocluziuni.
În concluzie, poleiul se întâlnește în general: - întotdeauna în masa de aer rece-în fața frontului cald-în spatele frontului rece-de-o parte și de alta a unei ocluziuni
Depunerea de gheață și proprietățile aerodinamice ale aeronavei
Din punctul de vedere al înrăutățirii proprietăților aerodinamice ale avionului, depunerea de gheață se poate forma: a. perpendicular față de curentul de aer, care conturează avionul (gheața în formă de jgheab); b. de-a lungul curentului de aer. Gheața în formă de jgheab. Formarea ei depinde de temperatura în punctul critic al bordului de atac (un punct al profilului bordului, în care energia cinetică a fileului de aer perpendicular pe profil se transformă în căldură-încălzire cinetică). În norii constituiți din picături de apă, încălzirea cinetică este cu 30-40% mai mică decât în afara norilor, din cauza evaporării parțiale sau totale a picăturilor de apă care se lovesc de aeronavă.
Din cauza încălzirii cinetice, temperatura în punctul critic (numită temperatura de frânare) este mai ridicată decât în aerul înconjurător; pe măsura îndepărtării de acest punct, ea scade, astfel că partea frontală a aripii givrează mai greu decât spatele ei. Dacă în punctul critic temperatura este pozitivă, iar la o mică distanță ea este negativă, pe bordul de atac apa nu îngheață, ci este suflată spre părțile mai reci ale planului. În acest caz, gheața se formează pe ambele părți ale bordului de atac. Atunci când în punctul critic temperatura este negativă, iar în nori conținutul de apă este mare, gheața se depune și pe bordul de atac, sub formă de ciupercă.
Gheața în formă de jgheab are o structură amorfă. Ea se formează în zborul prin norii cu conținut mare de apă și compuși din picături mari de apă suprarăcită sau în zona ploii suprarăcite (gheața sticloasă).
Gheața de-a lungul curentului Se formează în norii cu conținut redus de apă lichidă; ea poate avea următoarele aspecte: a. gheața transparentă, cu suprafața netedă și structură amorfă; se depune la temperaturi negative, apropiate de 00, în zborul prin norii Altocumulus, Stratocumulus sau din ploaia suprarăcită care provine din norii Nimbostratus; b. gheața opacă, cu structură cristalină și culoare lăptoasă (gheața de porțelan), se formeaza în norii cu conținut mai mare de apă lichidă și cu temperaturi mai coborâte, acolo unde se întâlnește și zăpada umedă; c. gheața sub formă de chiciură sau brumă, cu structură fibroasă și suprafața aspră, se formează în norii constituiți din picături foarte mici de apă și cristale de gheață, la temperaturi foarte coborâte (-20o).