Механические противообледенительные системы - раздел Образование, ОБОРУДОВАНИЕ САМОЛЕТОВ Механические Пос Относятся К Системам Циклического Действия. Для Эффективной ...
Механические ПОС относятся к системам циклического действия. Для эффективной их работы необходимо образование определенной толщины льда. Удаление льда при работе механических противообледенительных систем условно можно разделить на два этапа: разрушение льда или уменьшение сцепления его с обшивкой и удаление его действием аэродинамического напора. Последнее, очевидно, накладывает условие при проектировании противообледенительной системы – обеспечение максимально допустимой при безопасности полета толщины льда. Для каждого типа летательного аппарата допустимая толщина льда, как правило, определяется при экспериментальных продувках модели. Обычно в практике на несущих поверхностях для большинства современных самолетов допускается толщина льда δл = 4…5 мм. Сила сцепления льда с обшивкой зависит от структуры льда, чистоты обработки поверхности, покрытий, а также от температуры окружающего воздуха, и может достигать по нормали 85…160 Н/см2.
Пневматические противообледенительные системы являются разновидностью механических – это одни из первых систем, которые были установлены на самолетах для борьбы с обледенением.
Устройство и принцип действия. На защищаемой поверхности закрепляют тонкий протектор из эластичного материала (различных эластомеров) с встроенными в него камерами (рис. 7.11). Ширина протектора выбирается из условия длины хорды равной или немного превышающей область улавливания капель (для дозвуковых самолетов, как известно, она составляет 5… 6% хорды). В зависимости от типа самолета, размеров защищаемой поверхности, расчетной скорости полета и допустимой толщины льда протектор противообледенителя разбивается на ряд секций. Они включаются в работу в соответствии с принятой программой (поочередная или одновременная работа камер). Количество камер зависит в основном от ширины протектора и может быть до 10.
К преимуществам пневматических ПОС относится малая энергоемкость системы – небольшой отбор воздуха от двигателя, а также малая удельная масса всей системы – около 30 кг/м2.
Недостатками системы является увеличение сопротивления крыла примерно на 5...6% в нерабочем состоянии протектора и на 100...110% в рабочем состоянии. Для уменьшения влияния протектора на аэродинамическое сопротивление ЛА желательно его камеры располагать вдоль хорды профиля. Протекторы, выполненные по такой схеме, применяются зарубежными фирмами "Лукас" (Англия) и "Клебер Коломбо" (Франция). Кроме того, к недостаткам пневматических ПОС относится довольно быстрое старение эластомеров под воздействием переменных температур и солнечной радиации, приводящее к растрескиванию и разрушению протектора.
|
| Рис. 7.11. Схема рабочей части пневматического противообледенителя несущих поверхностей:
а) с продольными поочередно-наполняющимися камерами 3, 4;
б) с продольными одновременно наполняющимися рабочими камерами; 1 – работающая секция, 2 – неработающая секция
|
В отечественной авиации пневматические ПОС в настоящее время не применяются, в то время как за рубежом широко используются на малых самолетах так называемого административного класса.
Следует отметить, что появление новых более совершенных эластомеров и малый отбор воздуха может вывести такие системы в разряд перспективных.
Электроимпульсная ПОС, разработанная советским инженером И.А. Левиным, впервые появилась в качестве штатной системы на самолете Ил-86.
Действие электроимпульсной ПОС (ЭИ ПОС) заключается в создании в защищаемой обшивке и слое льда, находящегося на ней, повторяющихся импульсных силовых деформаций, разделенных определенными временными интервалами.
Преобразование электрических импульсов в импульсы упругих деформаций осуществляется в индукторах вихревых токов, представляющих собой соленоиды без сердечников (см. рис. 7.12). Поступающие из конденсаторных накопителей импульсы электроэнергии проходят через обмотки соленоидов и создают в них переменное магнитное поле.
Это поле наводит в металлической обшивке защищаемого агрегата вихревые токи обратной направленности, вызывающие упругие деформации в обшивке. Эти деформации вызывают в ледяном поле напряжения, превосходящие его динамическую прочность. Это приводит к мгновенному разрушению льда с последующим его удалением с поверхности набегающим потоком воздуха. Продолжительность импульсов составляет около 10-4 секунд с периодом следования сигналов – 1…2 с. Индукторы устанавливаются в непосредственной близости от внутренней поверхности обшивки (с минимальным зазором) в зоне возможного обледенения.
|
| Рис.7.12. Схема работы электромагнитного индуктора:
1 – индуктор; 2 – защищаемая обшивка; 3 – направление кольцевого тока в индукторе; 4 – наведенный кольцевой ток в обшивке; 5 – положение обшивки в момент возникновения деформации
|
ЭИ ПОС перед тепловыми системами имеют следующие преимущества:
- потребная для работы мощность, отбираемая от двигателей, во много раз меньше, чем при тепловой системе;
- существенно расширяется диапазон температур окружающего воздуха, при котором обеспечивается защита от обледенения;
- эффективность работы электроимпульсной системы повышается с увеличением толщины слоя льда и интенсивности обледенения;
- работа электроимпульсной системы не влияет на характеристики двигателей;
- не требуется увеличивать мощность электрических генераторов, устанавливаемых на двигателях;
- меньшая пожароопасность системы; меньшее снижение прочности обшивки агрегатов, защищаемых от обледенения;
- независимость эффективности работы системы от режима работы двигателей;
- исключается возможность появления "барьерного льда" позади защищаемой зоны, так как при работе системы лед сбрасывается, а не расплавляется; простота наземной проверки и т.д.
К недостаткам этих систем относятся:
- большое количество индукторов, поскольку область их действия ограничена как размерами индукторов, так и стыками обшивки и элементами силового набора агрегата;
- наличие остаточных льдообразований в случае, если зона улавливания составляет более 2% хорды по верхней или нижней поверхности профиля;
- необходимость повышения мощности импульса по мере возрастания жесткости конструкции (этим, в частности, объясняется тот факт, что рассматриваемые системы не находят применения на легких и средних самолетах).
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
Влияние обледенения на летные характеристики и безопасность полетов ЛА
Обычно обледенению подвержены следующие поверхности агрегатов ЛА:
- передние кромки крыла и оперения;
- входные кромки воздухозаборников двигателей;
- ВНА компрессора дви
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
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