3. Столкновения воздушных судов с облаками пепла

Существуют разные виды воздействия вулканического пепла на воздушное судно, но особого внимания требуют случаи попадания в двигатели. В основном, это касается частиц двуокиси кремния. Они настолько твердые, что при достаточно высокой относительной скорости создают абразивный эффект на любой поверхности, включая внутреннюю часть авиационных двигателей. Но более всего важно то, что их температура плавления значительно ниже внутренней температуры в современных турбореактивных двигателях с высокой степенью двухконтурности, работающих в режиме малого газа. Попавшие внутрь частицы двуокиси кремния плавятся в нагретых частях двигателя, а затем попадают на рабочие лопатки компрессора высокого давления и направляющие лопатки турбины. Это существенно уменьшает проходное сечение, происходит быстрый рост статических показателей камеры сгорания и давления за компрессором, что, в свою очередь, вызывает помпаж двигателя. В наиболее серьезных случаях4 может происходить кратковременная или полная потеря тяги, а перезапустить двигатели удается только после выхода воздушного судна в чистое воздушное пространство.

Загрязнение двигателей вулканическим пеплом5, при котором они не могут нормально работать, как правило, происходит при относительно высокой плотности пепла. В настоящее время неизвестно, насколько опасна расплавленная двуокись кремния в небольших концентрациях, попадающая в двигатели из нисходящих потоков воздуха в облаках пепла.

Эта ситуация осложняется тем, что рассматриваемые процессы могут приводить к прекращению нормальной работы всех авиационных двигателей воздушного судна, вплоть до их полной остановки. Таким образом, возникает серьезная угроза безопасности полетов, предотвратить которую могут профилактические действия по управлению указанными рисками вместе с управлением другими рисками, присутствующими в авиации.

Абразивный эффект от попадания вулканического пепла в двигатели не полностью выводит их из строя, но его последствия нельзя устранить в ходе ремонта, поэтому технические характеристики двигателей не возвращаются на прежний уровень. Тем не менее, этот вопрос, скорее, экономический и не связан с безопасностью полетов, поэтому в настоящей статье он не рассматривается.  

4. Основные инструктивные указания по управлению имеющимися рисками

Служба слежения за вулканической деятельностью на международных авиатрассах (IAWA)6 и действующие Инструктивные указания ИКАО разработаны, прежде всего, в связи:

1. с несколькими неумышленными попаданиями воздушных судов в облака вулканического пепла в месте или вблизи места извержения вулканов в ночное время, начиная с 80-х годов; 

2. с растущей озабоченностью риском отказа современных турбореактивных двигателей с высокой степенью двухконтурности, внутренняя температура в которых превышает температуру плавления кремниевых компонентов вулканического пепла.

Считается, что опасные ситуации, вызванные извержениями вулканов, можно распознавать и информировать пилотов о необходимости обходить соответствующее воздушное пространство. Такая система обхода воздушного пространства вблизи мест извержения вулканов подтвердила свою эффективность, поскольку именно здесь плотность вулканического пепла настолько высока, что необходимость изменения маршрута не вызывает сомнений. Гораздо большие проблемы связаны с нисходящими потоками воздуха с содержащимся в них вулканическим пеплом.

В упомянутых Инструктивных указаниях говорится о рисках для широко применяемых в настоящее время турбореактивных двигателей с высокой степенью двухконтурности, но совсем не упоминаются опасности для воздушных судов с другими типами двигателей.