- Условия и характер обледенения ЛА. 10 минут.
Обледенение происходит, главным образом, при полетах в среде, содержащей переохлажденные капли воды (в облаках, или, например, в условиях переохлаждения дождя). Переохлажденная вода чаще всего встречается при температуре 0 - 40˚С. Известны случаи обледенения самолетов на Н=12000 – 13000 м и при температурах (–61 -65˚С). Это значит, что переохлажденная вода может существовать и до Т= -65˚С. Переохл. вода – состояние неустойчивое. При встрече с поверхностью ЛА удар нарушает это состояние и капля откладывается на поверхности в виде льда – начинается обледенение. Иногда наблюдается обледенение при переходе водяного пара непосредственно в лед, минуя жидкую фазу. Различают два вида обледенения: Обледенение первого вида образуется в среде, достаточно крупные переохлажденные капли. Этот вид льда называют «чистым». Характерный признак – значительное распространение ледяной корки по хорде профиля крыла. Обледенение второго вида возникает при полете в облаках, содержащих смесь мелких капель и кристаллов. Этот вид иногда называют «непрозрачным». Характерный признак – отложение льда на сравнительно узком участке носка крыла вблизи его передней кромки. В большинстве случаев имеет клинообразную форму. Первый вид встречается реже, однако представляет наибольшую опасность для самолета. Обледенению подвергаются в первую очередь передние кромки крыльев, стабилизатора и киля, остекление кабин, антенны, ПВД, воздухозаборники. Значительные наросты льда на оперении искажают форму профилей, ухудшая их аэродинамическое качество, изменяют характер обтекания крыла, что приводит к появлению добавочных сил, способствующих возникновению вибраций, в некоторых случаях вызывающих разрушение отдельных систем самолета. Уменьшается подъемная сила, ухудшается устойчивость и управляемость самолета. На самолетах с ТВД в первую очередь обледеневает винт, начиная с обтекателя, возможно нарушение работы двигателей. Условия, при которых обледенение наиболее вероятно: - температура окружающего воздуха (0 - -10˚С); - водность (количество воды в виде капель, 0,2*10-3кг/м3 – 2*10-3кг/м3, при последнем значении скорость образования льда достигает 6-7 мм в мин.); - относительная влажность воздуха (более 75%); При полетах со сверхзвуковой скоростью за счет кинетического нагрева поверхности считается, что обледенение невозможно. Протяженность зон обледенения не превышает 20 км, но они могут повторяться. - Системы сигнализации обледенения и электрооборудование противообледенительных систем. 35 минут.
В зависимости от способа, который положен в основу принципа действия, все ПОС делятся на: - механические; - физико-химические; - тепловые. В свою очередь каждая из них может рассматриваться по виду применяемой энергии и физической сущности, заложенной в основу работы. Таким образом, механические ПОС делятся на: - пневматические, в которых используется энергия сжатого воздуха; - электроимпульсные, в которых используется энергия электромагнитного поля. Из систем, основанных на физико-химическом способе, наибольшее распространение получили жидкостные ПОС, где в качестве рабочих жидкостей используются различные спирты - этиловый, изопропиловый и другие или смесь спирта с глицерином, а также жидкости, основанные на гликолях, например, этиленгликоль. К тепловым системам относятся: - воздушно-тепловые; - электротепловые; Наряду с этим все противообледенительные системы по характеру работы можно разбить на два класса: - постоянного действия; - циклического действия. ПОС постоянного действия не допускают образования льда при своей работе. ПОС циклического действия- допускают образование льда на защищаемой поверхности до определенной толщины, безопасной для полета, а затем удаляют образовавшийся лед. Независимо от предыдущих признаков все ПОС разделяют по месту установки: - крыла; - хвостового оперения; - воздушных винтов; - силовых установок; - смотровых стекол и т.д При одном и том же принципе работы эти ПОС могут отличаться конструктивным выполнением. Противообледенительные системы всегда включают в себя сигнализаторы обледенения и собственно защиту от обледенения. Защита от обледенения. Защита летательного аппарата от обледенения может быть достигнута двумя способами: 1) предотвращением возможности осаждения льда на несущих поверхностях; 2) искусственным (периодическим) удалением уже образовавшегося льда. При первом способе на защищаемых поверхностях поддерживается температура J>276,3 К (тепловые противообледенители непрерывного обогрева), либо поверхности смачиваются незамерзающими жидкостями (спиртом, этиленгликолем) для снижения сил сцепления льда с поверхностями (жидкостные противообледенители). При втором способе защиты от обледенения необходимоосуществлять периодическое механическое взламывание (механические противообледенители) или подтаивание образовавшегося льда ( тепловые противообледенители циклического обогрева). Тепловые противообледенители используютлибо энергию горячего воздуха, отбираемого от авиационного двигателя, либо электрическую энергию от борт. сети летательного аппарата. Электротепловые противообледенители системы используются для защиты передних кромок крыльев, элементов хвостового оперения, лопастей воздушных винтов, в том числе несущих винтов вертолетов, носков входных устройств двигателей, стекол кабин экипажей и т.д. Нагревательные элементы электротепловых противообледенительных систем являются мощными потребителями энергии. Поэтому в целях экономии электроэнергии противообледенительные устройства работают не постоянно, а в циклическом режиме, предусматривающем нагрев и охлаждение в определенных пропорциях во времени. Режим использования противообледенителей выбирается с учетом функционального назначения защищаемого участка.Например, входные устройства двигателей не должны иметь отложений льда во избежание сброса их во входной канал двигателя, что может привести к его выходу из строя. Поэтому обогреваемые носки входных тоннелей двигателей работают в режиме «сухого» испарения, т.е. на поверхности не допускается отложение льда. Для этого нагреватели имеют устройства регулирования температуры, которые обеспечивают поддерживание на защищаемой поверхности заданной положительной температуры. На аэродинамических поверхностях (крыло, воздушные винты, элементы хвостового оперения) допускается незначительное накопление льда с последующим его сбрасыванием, поэтому их нагревательные элементы в большинстве случаев работают в циклическом режиме. Для более эффективного удаления ледяных образований применяются нагревательные элементы, комбинированные из элементов постоянного обогрева (тепловые «ножи») и элементов циклического обогрева. Тепловые «ножи» располагаются вдоль передних кромок (продольные тепловые «ножи») и вдоль хорд (поперечные тепловые «ножи») защищаемых аэродинамических поверхностей. Конструктивное исполнение тепловых « ножей» может быть различно. В частности, применяются ленточные нагреватели из металлической фольги, либо узкой полосы идущих параллельно проволок. На некоторых типах противообледенителей роль теплового «ножа» играет часть циклического нагревателя с большой плотностью намотки проволок. Наличие тепловых «ножей» характерно для противообледенителей крыльев и элементов хвостового оперения самолетов. На лопастях воздушных винтов, а также на лопастях несущих и хвостовых винтов вертолетов они, как правило, отсутствуют. Для обеспечения нормального функционирования нагревательных элементов на борту летательного аппарата имеется достаточно большое количество агрегатов, элементов и устройств, которые соединены бортовой электрической сетью и вместе с нагревательными элементами образуют электротепловую противообледенительную систему летательного аппарата в целом. Электротепловая противообледенительная система летательного аппарата может быть рассмотрена как набор (совокупность) отдельных подсистем.Например, противообледенительные системы планера, двигателей, которые в свою очередь, могут подвергаться делению на более мелкие подсистемы: противообледенительные системы крыла, хвостового оперения, лопастей воздушных винтов, обтекателей втулок и т.д. Принимая такую градацию, можно легко сравнить противообледенительные системы электротеплового действия различных типов летательных аппаратов. При этом в качестве характеристик должны использоваться не только параметры самих нагревательных элементов (удельная мощность, например), но и показатели, относящиеся к размерам защищаемых поверхностей, режимам работы нагревателей, общей мощности потребляемой нагревательными элементами электроэнергии. В настоящее время электротепловые системы находят все более широкое распространение благодаря заметному прогрессу в вопросах их эффективности и экономичности, достигнутых за счет внедрения новых конструктивных материалов для изготовления нагревателей, создания более совершенных устройств регулирования температурных режимов обогреваемых поверхностей и т.д. Особенности электротепловых противообледенительных систем вертолетов. Электротепловые противообледенительные системы вертолетов предназначены для защиты лопастей несущего винта и носков входных тоннелей двигателей, лопастей хвостового винта, а также стекол кабины экипажа. В конструктивном отношении нагревательные элементы, используемые в противообледенительных системах вертолетов, имеют некоторые отличия по сравнению с рассматриваемыми выше нагревательными элементами самолетных противообледенителей.А именно, практически все вертолетные электротепловые противообледенительные системы не имеют тепловых «ножей», а токоведущей частью нагревательных элементов являются ленты из нержавеющей стали. При этом форма укладки лент может быть зигзагообразной или линейной. На последних модификациях боевых вертолетов в качестве термоэлементов применяется токопроводящая ткань. Нагревательные элементы лопастей несущих винтов монтируются на лопасть отдельными секциями (для вертолетов типа Ми-6) либо в виде цельной конструкции по переднему носку лонжерона и сгруппированы в две секции: комлевую и концевую. В большинстве случаев электротепловые противообледенители вертолетов запитываются от сети переменного тока и работают от сети переменного тока и работают в циклическом режиме. Поочередное включение секций обеспечивают программные механизмы (МКА-3А, ПКПС-1 и др.) Средняя удельная мощность нагревательных элементов лопастей несущих винтов непостоянна по размаху и имеет более высокое значение у комлевой части, которая, как показывают наблюдения более подвержена обледенению. Это обстоятельство объясняется спецификой аэродинамических условий работы комлевой и концевой части лопасти. При обледенении лопастей на образовавшийся лед действует два фактора, способствующие его удалению: - аэрокинетический нагрев, величина которого пропорциональна квадрату линейной скорости перемещения участок лопасти относительно воздушной среды; - центробежная сила, пропорциональная массе отложившегося льда, квадрату угловой скорости и расстоянию от оси вращения до обледеневшего участка лопасти. Электротепловая противообледенительная система носков входных тоннелей двигателей имеет нагревательные элементы из лент фольги нержавеющей стали. Компоновка этих нагревателей обуславливается особенностями конфигурации носков. Однако в отличие от электротепловых противообледенительных систем лопастей несущего и хвостового винтов противообледенители носков входных тоннелей имеют систему регулирования температуры, поддерживающую поверхность носков в «сухом» состоянии. В качестве таких регуляторов применяются автоматы АОС-81, либо термоэлектронные регуляторы температуры ТЭР-1М. Сигнализаторы обледенения предназначены для предупреждения экипажа о начале обледенения и для включения противообледенительных систем. Две группы сигнализаторов: 1. реагируют на образование льда; 2. реагируют на условия, способствующие обледенению (водность + температура). По принципу действия бывают: - пневматические; - радиоизотопные; - основанные на измерении электропроводности льда; - вибрационные датчики-сигнализаторы льда; - сигнализаторы - интенсиметры. - Рис. 2.1. Пневматический сигнализатор Рис.2.2. Радиоизотопный сигнализатор Рис.2.3. Датчик обледенения на основе сопротивлений Рис.2.4. Датчик вибрационного типа Примером сигнализаторов, реагирующих на условия обледенения является интенсиметр-сигнализатор обледенения ИСО-16. ИСО-16 предназначен для: - Выдачи сигнала о входе самолета в зону обледенения и выходе из нее; - Непрерывного измерения интенсивности обледенения; - Выдачи сигнала на аппаратуру управления противообледенительной системой (ПОС) самолета. ИСО – выдает сигнал «Обледенение» на табло и на стрелочный указатель интенсивности обледенения при температуре (с учетом торможения) ниже +1±1 и наличия водности в набегающем потоке. ИСО-16 содержит: - Датчик интенсивности обледенения ДО-38Т, состоящий из датчика водности и датчика температуры; - Стрелочный указатель интенсивности обледенения И-32; - Электронный прибор ЭП-396Т, состоящий из анализатора водности, анализатора температуры и преобразователя; - Электронный прибор ЭП-632Т, обеспечивающий работу ДО-38Т и необходимые коммутации для встроенного контроля. При отрыве самолета от земли концевой выключатель, установленный на стойке шасси, замыкает свои контакты и замыкает цепь питания реле Р6 ЭП-632Т. Если температура воздуха, измеряемая датчиком температуры ДО-38Т, ниже +1±1 °С, то анализатор температуры ЭП-396Т выдает сигнал на включение реле Р6 ЭП-632Т. Реле Р6 срабатывает и своими н.о. контактами подает питание на нагревательные элементы ДО-38Т. Рис.2.5. Функциональная схема ИСО-16 Рис.2.6. Датчик обледенения ДО-38Т 1 – корпус; 2 – торцевые крышки; 3 – термосопротивления; 4 - нагреватели; 5 – сердечники; 6 – пластина; 7 – термоспротивление; 8 – фланец; 9 – кожух; 10 – сопротивления; 11 – штепсельный разъем При полете в «сухом» воздухе, вне условий обледенения, величина сигнала с датчика водности ДО-38Т всегда ниже порога срабатывания анализатора водности ЭП-396Т, величина которого установлена 10+0,5 мВ при высоте полета ниже 8000 м и 24+1 мВ выше 8000 м. переключение порога срабатывания осуществляется сигналом напряжения +27 В с высотного сигнализатора ВС-8000. При попадании в зону обледенения происходит резкое охлаждение передней торцевой поверхности цилиндрического корпуса ДО-38Т. выходной сигнал датчика водности ДО-38Т увеличивается и выходит за порог срабатывания анализатора водности ЭП-396Т, который срабатывает и выдает сигнал напряжением +27 В на табло «Обледенение», а также на включение ПОС. при этом минимальная величина порога срабатывания по интенсивности обледенения составляет 0,1 мм/мин. Указатель И-32, подключенный к выходу датчика водности ДО-38Т, будет показывать величину интенсивности обледенения. Датчик водности ДО-38Т может выдавать сигнал «Обледенение» при наличии визуально-неопределимых условий обледенения (мелкие кристаллы, дымка). При выходе самолета из зоны из зоны обледенения происходит уменьшение выходного сигнала с датчика водности ДО-38Т. Если величина выходного сигнала становится меньше порога срабатывания анализатора водности, то ЭП-396Т выдает сигнал о конце обледенения, при этом гаснет табло «Обледенение» и стрелка И-32 устанавливается на «0» шкалы. Сигнал +27 В на включение ПОС снимается с задержкой 60+15 с после снятия сигнала «Обледенение». Если в полете температура чувствительной поверхности датчика температуры ДО-38Т превысит +1±1 °С, то ЭП-396Т отключает обмотку реле Р6 ЭП-632Т, а н.о. контакты Р6 отключают нагревательные элементы ДО-38Т. В этом случае ИСО-16 переходит на режим слежения за температурой окружающего воздуха. При посадке независимо от режима работы ИСО-16 концевой выключатель, установленный на стойке шасси, отключает питание нагревательных элементов ДО-38Т. Концевой выключатель шасси предохраняет от включения нагревательных элементов ДО-38Т при отрицательной температуре воздуха на стоянке. 3. Электрооборудование систем кондиционирования воздуха в кабинах ЛА. 20 минут. Для обеспечения заданного температурного режима в кабине в зависимости от Н и V полета необходима автоматика регулирования температуры воздуха, подаваемого в кабину. Отбор воздуха идет от компрессора (250-350 град). Для охлаждения воздуха, подаваемого в кабину от компрессора ТРД, используются ВВР, ТВР, турбохолодильники и специальные испарительные системы. Рис.3.1. Схема системы кондиционирования Система регулирования температуры воздуха в кабине служит для поддержания в кабине рабочей температуры при любых режимах полета самолета. В комплект системы управления входят: Терморегулятор ТРТВК-45М, Э19-4 - кабина К основным агрегатам относятся: - термостат ТРТВК-45М - командный прибор, - блок реле РП-2, - распределитель воздуха с электромеханизмом АГР.525-4 Термостат ТРТВК-45М служит для управления исполнительным механизмом – распределителем воздуха для поддержания заданной температуры в кабине. Теплочувствительным элементом является биметаллическая спираль, к которой прикреплен якорь. Один конец якоря с контактом расположен между двумя неподвижными контактами. Около другого конца якоря расположен электромагнит. Для уменьшения искрения между контактами на панели установлен искрогасительный блок. Хвостовик биметаллической спирали с регулировочным винтом при помощи кулачка кинематически связан с осью лимба, который имеет градуировку от +10 до +20°С поворот лимба устанавливается необходимый натяг биметаллической спирали и тем самым задается требуемая температура. Принцип действия системы Чувствительным элементом системы является биметаллическая спираль. Заданная температура Тз воздуха в кабине ЛА устанавливается по шкале поворотом регулировочного винта. При равенстве температуры воздуха кабины и заданной температуры воздуха кабины якорь находится в нейтральном положении. При нарушении этого равенства перемещает якорь, замыкается электрическая цепь, электрический сигнал подается на релейный усилитель /РУ/. С усилителя сигнал выдается на электродвигатель. Электродвигатель через редуктор поворачиваются заслонки, температура воздуха в кабине возвращается к заданной. Система работает в двух режимах: - автоматическом; - ручном. 4. Лётная и техническая эксплуатация. Характерные отказы и методы их предупреждения. 15 минут. 4.1 Техническая эксплуатация Техническая эксплуатация систем кондиционирования и противообледенительных систем осуществляется в соответствии с регламентом технической эксплуатации самолета. При подготовке к полетам, проведении периодических осмотров проверяется работоспособность обогрева ПВД, ДУА (на ощупь). При выполнении регламентных работ проверяется: - у автомата обогрева стекол АОС-1 – зона нечувствительности, сопротивление изоляции между токоотводами обогрева стекол и корпусом самолета, настройка автоматов в соответствии с паспортом на стекло. - у регулятора температуры воздуха в кабине ТРТВК-45М – плавность перемещения установочной шкалы и отсутствие ее заедания, состояние контакторов термостата, проверка термостата в ручном и автоматическом режиме. 4.2 Летная эксплуатация 4.2.1 Эксплуатация систем кондиционирования Все полеты, независимо от высоты, выполняются в загерметизированной кабине с включенным наддувом и с установкой (на земле) переключателя ОБОГРЕВ КАБИНЫ в положение АВТ. При необходимости регулирования температуры в кабине в ручную, переключатель ОБОГРЕВ КАБИНЫ периодически через 1-2 мин. нажимать в положение ТЕПЛО или ХОЛОД на время 3-5 с. В полете на высотах до 3000 м при положительных температурах и высокой влажности наружного воздуха (относительная влажность 70-80% и выше) в кабине самолета возможно появление тумана («дымки»). Для предотвращения указанного явления необходимо перед выруливанием переключатель ОБОГРЕВ КАБИНЫ нажать на 35-30 с. в положение ХОЛОД, затем на 10-15 с. в положение ТЕПЛО и отпустить, а после взлета переключатель ОБОГРЕВ КАБИНЫ поставить в положение АВТ. В случае появления тумана в кабине в полете (перед заходом на посадку) необходимо нажать переключатель ОБОГРЕВ КАБИНЫ на 10-15 с. в положение ТЕПЛО и отпустить. Через 10-15 с. туман в кабине должен исчезнуть, после чего переключатель установить в положение АВТ. Если через указанное время туман не проходит или ощущается запах дыма в кабине, действовать в соответствии с указаниями, изложенными в разделе “ Особые случаи в полете”. При запотевании фонаря кабины в полете нажать переключатель ОБОГРЕВ КАБИНЫ в положение ТЕПЛО на 25-30 с., если запотевание не устраняется – увеличить обороты двигателя. В условиях возможного обмерзания козырька фонаря в полете перед взлетом включить выключатель ОБОГРЕВ СТЕКЛО. Режим давления воздуха в кабине в полете поддерживается автоматически и контролируется по УВПД-20. В наборе высоты до 2000 м перепад давления воздуха в кабине не должен превышать 0,05 кг/см. С высоты 2000 м перепад давления постепенно увеличивается, достигая на высоте 9000-12000 м 0,27-0,33 кг/см, и на больших высотах поддерживается постоянным. Отключение наддува кабины производится в случаях входа в зону, зараженную радиоактивными или бактериологическими веществами, или в “облако” из дипольных отражателей. Для этого рукоятка дополнительной подачи кислорода устанавливается в положение 100% О2, а рукоятка крана ВЕНТИЛЯЦИЯ КОСТЮМА поворачивается вправо до упора. После отключения наддува на высотах более 11000 м перепад давлений уменьшается и соответственно увеличивается “высота” в кабине. При достижении высоты 11000 м включается непрерывная подача кислорода и создается избыточное давление в компенсирующем костюме ВКК и гермошлеме (под маской). В этом случае необходимо снизиться до “высоты” в кабине (примерно 9000 м), на которой произойдет отключение непрерывной подачи кислорода (снимется избыточное давление из камер и линии дыхания). Примечание: Для уменьшения скорости нарастания перепада давления в кабине после включения наддува (возможно появление боли в ушах), целесообразно до включения наддува переключатель ОБГРЕВ КАБИНЫ нажать на 25-30 с. в положение ХОЛОД, и после повышения перепада давления до нормального переключатель установить в положение АВТ. 4.2.2 Эксплуатация противообледенительных систем Перед полетом в условиях возможного обледенения, на земле включить обогрев стекол фонаря кабины, ДУА, ПВД, перископа. Пробивание облаков вверх и вниз осуществлять на режимах полета, обеспечивающих минимальное время нахождения в зоне обледенения. Удаление льда производить путем увеличения скорости полета (если это возможно по условиям) на средних высотах до 700 км/ч, а на больших – 800-900 км/ч. Если зона обледенения ниже 1000 м, расчет на посадку выполнять с рубежа или с прямой, шасси выпускать за 10 км до ДПРС. При возникновении нарушений в работе двигателя в полете (появление вибраций, изменение звука и др.) немедленно выйти из зоны обледенения и произвести посадку на ближайшем аэродроме. После каждого полета в зоне обледенения летчик обязан дать указания технику самолета произвести тщательный осмотр воздухозаборника и лопаток входного направляющего аппарата и нулевой ступени компрессора. | Характер обледенения дать под запись Условия обледенения дать под запись Написать на доске Классификацию ПОС дать под запись Способы защиты от обледенения дать под запись Сигнализаторы обледенения дать под запись Показать слайды сигнализаторов обледенения, пояснить принцип их работы Назначение, состав ИСО-16 дать под запись Использовать слайд «схема ИСО-16», образцы агрегатов Устройство ДО-38Т пояснить по слайду (рис.2.6) Принцип работы ИСО-16 пояснить по слайду (рис.2.5) Написать на доске Показать слайд Состав дать под запись Принцип работы дать под запись. Использовать слайд Написать на доске Особенности технической эксплуатации дать под запись |