火山灰有什么特性使其对飞机喷气发动机构成危险,而不是由其他大气尘埃来源构成的,如撒哈拉沙尘?这仅仅是大气浓度或相对高度的问题吗?
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颗粒大小是关键问题。撒哈拉黄土(风沙)必须具有足够小的颗粒尺寸,可以被普通风速抛起:通常是在20-50μm的尺寸范围内。
火山爆发时进入高层大气的颗粒尺寸可能要高得多:“爆炸火山灰的尺寸分布呈双峰状,峰值直径约为25 μm和200 μm……对于典型灰,直径峰值约为500μm”(Gislasonet al。, 2011年),但这种影响只在靠近喷口时才有特别的意义。
对飞机的风险解释如下:
1982年印尼加隆贡火山爆发时,英国航空公司一架747飞机飞过一片火山灰云,引发了人们对飞机危险的担忧。飞行员报告说,当火山灰喷砂所有表面时,窗户和机翼上都有火花,当融化的火山灰覆盖内部时,所有四个喷气发动机都失灵了。
(关于这个问题有一篇绝对经典的论文,而且很多文献都值得一读,因为它们都轻描淡写地说:“嗯,是的,这是个问题。”)
事实上,Eyjafjallajökull火山喷发后飘到欧洲各地的火山灰直径大多在63μm以下,因为这是在不迅速沉降的情况下可以持续存在的,但最初喷发的爆炸性意味着“……甚至纳米颗粒也远不是圆形的。它们的锋利使它们特别粗糙。”相比之下,黄土已被广泛风化。作者补充说:“这些非常尖锐、坚硬的颗粒会对飞机的窗户和机身造成磨损,也会在喷气发动机中熔化。”
有关火山灰和涡轮发动机的更多细节,请参见Gunn & Wade而且,就这一点而言剩下的体积.