Влияние обледенения на летные характеристики и безопасность полетов ЛА - раздел Образование, ОБОРУДОВАНИЕ САМОЛЕТОВ Обычно Обледенению Подвержены Следующие Поверхности Агрегатов Ла:
- ...
Обычно обледенению подвержены следующие поверхности агрегатов ЛА:
- передние кромки крыла и оперения;
- входные кромки воздухозаборников двигателей;
- ВНА компрессора двигателя или при его отсутствии первые ступени компрессора;
- лопасти и обтекатели воздушных винтов турбовинтовых или винто-вентиляторных двигателей;
- лопасти несущих и рулевых винтов вертолетов;
- остекление кабины экипажа;
- обтекатели радиолокационных и радиосвязных антенн;
- датчики пилотажно-навигационных приборов, выходящие в поток.
Обледенение крыла и оперения оказывает большое влияние на летные характеристики, устойчивость и управляемость самолета. Искажение формы и появление неровностей и шероховатости на поверхности носовой части профиля существенно влияют на подъемную силу и сопротивление крыла. В общем приросте сопротивления самолета при обледенении доля крыла и оперения составляет до 70...80%.
В случае обледенения возрастает не только сопротивление ЛА и снижается его качество, но и существенно уменьшается величина максимального коэффициента подъемной силы Су maх (рис. 7.3 и 7.4). Величина критического угла атаки уменьшается на (6...8)°. Это приводит к срыву потока на несущей поверхности и снижению максимальное значение коэффициента подъемной силы в 1,5... 1,8 раза.
| 
|
| Рис. 7.3. Изменение поляры профиля при обледенении
| Рис. 7.4. Зависимость критического угла атаки от характера обледенения
|
Это означает, что посадка самолета, во избежание резкой потери высоты, должна производиться на меньших посадочных углах, т. е. при большей скорости.
Уменьшение толщины профиля и заострение его передней кромки увеличивают чувствительность профиля к обледенению, т. е вызывают срыв потока на меньшем угле атаки. Поэтому на малых скоростях полета реактивные сверхзвуковые самолеты при обледенении будут находиться в несравненно худших условиях, чем самолеты с дозвуковыми скоростями полета.
Горизонтальное оперение на взлетно-посадочных скоростях обычно обтекается под отрицательными углами атаки. Обледенение его, уменьшая критический угол атаки при относительно большой скорости полета и малой перегрузке, может уже при малых отрицательных углах атаки привести к срыву потока.
Уменьшить опасность срыва при обледенении горизонтального оперения можно с помощью ряда конструктивных мер: увеличением площади и плеча подъемной силы стабилизатора, применением более несущих (несимметричных) профилей, профилированием щелей на стабилизаторе перед рулем высоты, выносом стабилизатора из зоны интенсивного скоса потока за крылом и уменьшением эффективного удлинения стабилизатора.
К потере управляемости самолета может привести обледенение щелей органов управления, передних кромок рулей, элеронов, закрылков, стыков секций предкрылков, примерзание органов управления при полете в условиях переохлажденного дождя или мокрого снега.
|
| Рис. 7.5. Влияние обледенения на КПД
воздушного винта:
1 – без обледенения; 2 – при обледене-
нии
|
Образование льда на входной кромке воздухозаборника создает существенную неравномерность воздушного потока на входе в двигатель. Это может привести к снижению тяги и запаса устойчивости работы компрессора двигателя.
Обледенение лопаток ВНА или первых ступеней компрессора двигателя может привести к самопроизвольному сбрасыванию ледяных наростов. Возникающий дисбаланс ротора вызывает появление вибраций. Причем уровень этого дисбаланса может быть таким, что он может привести к разрушению подшипников ротора и всего двигателя.
Обледенение воздушных винтов по формам и видам образующегося льда мало отличается от обледенения крыла и оперения. Однако протяженность зоны обледенения по хорде лопасти может достигать 25...21% ее длины. Протяженность зоны обледенения по радиусу винта составляет 40...60%, считая от оси вращения. Концевые сечения обледенению не подвергаются из-за аэродинамического нагрева и повышенного уровня вибраций. Обледенение винта приводит к падению его КПД на 12...16% (рис. 7.5) и соответствующему уменьшению скорости полета на 20...30 км/ч (только за счет обледенения).
|
| Рис. 7.6. Схема обледенения лопасти несущего винта при горизонтальном полете вертолета
|
Вертолетные винты гораздо более чувствительны к обледенению, чем самолетные, а само их обледенение отличается своеобразием. Это связано с тем, что скорости обтекания лопастей изменяются в очень широких пределах, вплоть до отрицательных в зоне обратного обтекания.
В зоне обратного обтекания интенсивность обледенения по передней кромке очень невелика и лишь слегка возрастает вдоль лопасти (рис. 7.6). Далее она начинает довольно быстро возрастать и, начиная с некоторого радиуса и до конца лопасти, возрастает примерно пропорционально расстоянию от оси вращения. Ближе к концевым зонам обледенение отсутствует, что вызывается сбросом льда при воздействии вибрации. Кроме того, обледенению подвергаются втулка и все детали управления винтом. Обледенение винта вызывает динамическую несбалансированность. При этом обычно ухудшается управляемость и, наконец, может произойти потеря устойчивости вертолета.
Обледенение остекления кабины экипажа, обтекателей антенн и датчиков пилотажно-навигационных приборов приводит к усложнению условий полета и созданию неблагоприятной обстановки для работы экипажа.
Из изложенного ясно, что для обеспечения безопасности полетов и повышения их регулярности ЛА должны оснащаться ПОС, защищающей указанные выше поверхности и агрегаты самолета или вертолета. Типовая схема зон защиты самолета от обледенения приведена на рис. 7.7.
Все темы данного раздела:
Основные условные обозначения
H, h – высота полета, м (км)
p – давление газа, Па
ρ – плотность газа, кг/м3
Г – процентное содержание кислорода в воздухе
Индексы
H, h – параметр высоты полета
альв – альвеолы
кисл – кислород
пр – продольный
попер – поперечный
эк – экипаж
пасс – пассажир
Основные свойства земной атмосферы
Полеты современных летательных аппаратов, использующих аэродинамические и аэростатические принципы, осуществляются в атмосфере земли. С этой точки зрения необходимо иметь представление как о структ
Основы физиологии дыхания человека
Источником энергии для жизнедеятельности человека являются химические реакции окисления пищевых продуктов кислородом, потребляемым при дыхании. При вдохе воздух через носоглотку, трахею и бронхи по
Влияние пониженного давления на организм человека
Понятие резервного времени. При разгерметизации кабины (скафандра) на высотах более 12 км или при прекращении подачи кислорода из кислородных приборов на высотах более 7 км парциально
Воздействие динамических факторов на организм человека
Появляющиеся в полете ускорения, вызывают инерционные силы, воздействующие как на отдельные органы и массу крови, так и на человека в целом. Воздействие ускорений принято выражать величиной перегру
Назначение и требования, предъявляемые к кислородному оборудованию самолетов
С подъемом на высоту уменьшается парциальное давление кислорода, что приводит к кислородному голоданию. Во избежание этого на самолетах устанавливают кислородное оборудование, которое предназначено
Источники кислорода
Тип источника кислорода на борту самолета определяется, в основном, общей массой кислорода, необходимого для обеспечения одного полета с учетом возможной разгерметизации кабины.
В качестве
Кислородные приборы с непрерывной подачей кислорода
В кислородных системах с приборами непрерывной подачи кислород поступает в маску постоянным потоком. В таких системах применяются кислородные маски открытого типа, с подсосом воздуха непосредственн
Кислородные приборы с периодической подачей кислорода
Бортовые кислородные приборы.
Основным и наиболее распространенным типом бортового кислородного прибора являются приборы с периодической подачей. В чистом виде принцип легочного автомата,
Кислородные маски
Наиболее простым способом защиты от гипоксии является подача обогащенной кислородом газовой смеси или чистого кислорода через кислородную маску (КМ). Кислородные маски служат для подвода кислорода
Личное снаряжение летчика
Компенсирующий жилет
Рис
Запас кислорода на борту самолета
Основными данными для определения необходимого для типового полета запаса кислорода являются: максимальная высота полета самолета; продолжительность (дальность) полета; профиль полета; тип кислород
Схемы герметических кабин
Полеты современных самолетов осуществляются на высотах, где атмосферное давление не может обеспечить приемлемые условия для здоровья и работоспособности человека. С целью ограждения человека и ряда
Требования, предъявляемые к атмосфере кабины самолета
Основным назначением самолетных СКВ является создание условий, необходимых для обеспечения нормальной жизнедеятельности и работоспособности пассажиров и экипажа в полете на различных высотах и в лю
Характеристики герметичности кабины
Создать абсолютно герметичную кабину весьма сложно: стыки листов обшивки, электровводы, выводы элементов механического управления и т. п. – все это имеет неплотности (щели), через которые может про
Элементы конструкции герметических кабин
Герметическая кабина представляет собой герметизированный отсек фюзеляжа, внутри которого при полете на больших высотах поддерживается избыточное давление, доходящее до 40…50 кПа.
Проверка герметичности кабин
Рис. 3.3. Схема проверки герметичности кабин мето
Способы регулирования давления воздуха в ГК
Поддержание в ГК определенного давления обеспечивается подачей в отсеки предварительно сжатого воздуха. Возможны следующие способы регулирования давления воздуха в отсеках и кабинах ЛА:
а)
Источники наддува ГК
Наддув атмосферных кабин (создание в них повышенного давления) осуществляется атмосферным воздухом. Выбор источника наддува кабин или отсеков зависит от назначения самолета, типа силовой установки
Программы изменения давления воздуха в ГК самолетов
Для удобства пассажиров и сохранения работоспособности экипажа в кабинах самолета желательно иметь давление, близкое к давлению атмосферы над уровнем моря. Однако поддержание такого давления в каби
Агрегаты оборудования герметической кабины
Одной из важных задач СКВ является поддержание заданного давления воздуха в ГК. Это обеспечивается с помощью различных регуляторов давления. Тип регулятора определяется значениями входного и выходн
Сетевые регуляторы давления
Рис. 3.11. Схема сетевого регулятора избыточного
Защитные устройства гермокабины (ГК)
Рис. 3.12. Защитные устройства герметических каби
Назначение систем кондиционирования воздуха
Системы кондиционирования воздуха (СКВ) предназначены для создания условий, необходимых для обеспечения нормальной жизнедеятельности и работоспособности человека в полете, а также для нормальной ра
СКВ на легком скоростном самолете
Устройство СКВ на легком скоростном маневренном самолете проще, чем на пассажирском, так как создание комфортных условий здесь компенсируется средствами индивидуального жизнеобеспечения. Преобладаю
Тепловой режим кабин и отсеков ЛА
Тепловое состояние оборудования или людей, находящихся на борту ЛА, определяется источниками выделения или поглощения тепла; видом теплообмена с окружающей средой (конвекция, теплоизлучение, теплоп
Теплоизоляция стенок кабин
Из всех слагаемых уравнения (4.1) наиболее существенным для потребной мощности СКВ является тепловой поток, поступающий или уходящий через стенки Qст (формула 4.2). Поэтому с цель
Способы обогрева кабин
Обогрев воздухом, отбираемым от компрессоров газотурбинных двигателей (ГТД). В случае применения в силовых установках самолетов ГТД (ТРД, ТВД и др.) решение задачи обогрева кабин не представляет сл
Теплообменные аппараты
Охлаждение воздуха в системе кондиционирования осуществляется в теплообменных устройствах, в которых происходит передача тепла от более нагретого теплоносителя к менее нагретому. Классификация этих
Осушение воздуха в системах кондиционирования
Рис. 4.8. Схема влагоотделителя:
1 – входной фл
Увлажнители воздуха в системе кондиционирования
При полетах в летнее время на высотах до 3 км относительная влажность воздуха в кабине находится в допустимых пределах и дополнительного увлажнения не требуется. На больших высотах влажность атмосф
Регулирование температуры воздуха в кабине
Рис. 4.13. Схемы систем регулирования те
Общие положения и назначение гидравлических систем самолетов
В настоящее время в самолетах гидравлические системы в основном используются в силовых устройствах и приводах управления самолетом, для уборки и выпуска шасси, закрылков, аэродинамических тормозов;
Роторные насосы
К источникам питания гидросистем относятся объемные гидронасосы. Они преобразуют механическую энергию привода в энергию давления движущейся жидкости.
Принцип действия объемного насоса суще
Пластинчатые насосы
Пластинчатые насосы в авиации часто применяются в виде четырехпластинчатого агрегата с плоскостной кинематикой (см. рис. 5.3.). Ротор представляет собой полый цилиндр с радиальными прорезями, в кот
Шестеренные насосы
Шестеренный насос с наружным зацеплением (рис. 5.4) представляет собой пару, как правило, одинаковых шестерен, находящихся в зацеплении и помещенных в корпус. Его стенки охватывают шестерни со всех
Аксиально - роторные насосы
Аксиально-роторные насосы и двигатели являются механизмами обратимого действия, т.е. насос может работать как двигатель. Если в линию высокого давления насоса подводить давление рабочей жидкости, т
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Гидроаккумулятор – емкость, предназначенная для накапливания и возврата энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением вследствие сжатия и расширения газа.
Гидроаккумулятор представля
СИЛОВЫЕ ПРИВОДЫ
Силовые приводы-двигатели являются устройствами, в которых энергия жидкости или газа повышенного давления преобразуется в механическую работу. По виду движения различают приводы линейного, углового
Гидравлические следящие устройства
В связи с увеличением размеров самолетов и возрастанием скоростей их полета усилия на ручке и педалях летчика без применения средств механизации превысили бы его физические возможности. Это потребо
Агрегаты регулирования потока рабочего тела по расходу и давлению
К этой группе агрегатов относятся распределительные устройства для изменения потока рабочего тела по направлению и расходу, а также регуляторы давления. Эти агрегаты являются обязательными элемента
Методы разгрузки насосов
Рис. 5.17б. Схема редукционного клапана.
1 – пр
Особенности возникновения пожара
Как показывает опыт эксплуатации авиационной техники частой причиной аварий и катастроф являются пожары.
Следует отметить, что пожар есть процесс окисления горючих веществ кислородом окруж
Меры пожарной безопасности
С целью увеличения пожарной безопасности на самолете необходимо применять как профилактические, так и конструктивные мероприятия. Они должны предотвратить возникновение открытого огня, а при возник
Система защиты летательного аппарата от пожара
Система защиты летательного аппарата от пожара включают в себя устройства о сигнализации возникшего пожара и средства непосредственного тушения.
В соответствии с требованиями Норм летной г
Способы пожаротушения и возможности их применения в салонах летательных аппаратов
Успешная борьба с пожаром, спасение людей, сведение ущерба от пожара и его тушения к минимуму во многом зависят от правильного выбора средств пожаротушения.
При выборе способа пожаротушени
Системы защиты ЛА от взрыва
При взрыве происходящая экзотермическая реакция вызывает резкое увеличение давления в ограниченном пространстве. Возникающие при этом нагрузки на элементы конструкции настолько велики, что приводят
Основные факторы обледенения
Широкое применение авиации в деятельности человека вызывает большие проблемы по безопасности полетов и, в частности, защиты летательных аппаратов от обледенения. Обледенение самолетов и вертолетов
Виды и формы льдообразований
Ледяные наросты, образующиеся на частях летательных аппаратов, весьма различны и зависят от воздействия комплекса многих факторов, таких как размер переохлажденных капель, температура среды и скоро
Сигнализаторы обледенения
Безопасность полетов летательных аппаратов в значительной степени зависит от контроля метеорологических условий полета и своевременного выявления начала процесса его обледенения. Это осуществляется
Способы и системы защиты ЛА от обледенения
Для защиты ЛА от обледенения используются ПОС, действие которых основано на одном из следующих способов защиты: механическом, физико-химическом или тепловом.
Механический способ зак
Механические противообледенительные системы
Механические ПОС относятся к системам циклического действия. Для эффективной их работы необходимо образование определенной толщины льда. Удаление льда при работе механических противообледенительных
Жидкостная противообледенительная система.
На некоторых самолетах применяются жидкостные ПОС для защиты остекления лобовых частей фонаря, блистера штурмана и т.д. В этой системе на защищаемую поверхность подается жидкость, которая или пониж
Тепловые ПОС
В настоящее время для защиты ЛА от обледенения наиболее часто применяются тепловые ПОС, которые можно подразделить на две группы – воздушнотепловые и электротепловые. В основу такого деления положе
Новости и инфо для студентов