Рабочие жидкости гидравлических систем

Рабочими телами гидравлических систем являются жидкости. С развитием техники растут мощности, повышается температурный режим, ужесточаются условия эксплуатации жидкости. Рабочие жидкости современных самолетов должны удовлетворять следующим требованиям:

- вязкость должна незначительно изменяться с изменением температуры;

- обладать хорошими смазывающими свойствами;

- не изменять структуру при механических воздействиях и высоких температурах;

- иметь малую упругость насыщенных паров;

- обладать высокой температурой кипения и воспламенения.

На самолётах старшего поколения используется жидкость АМГ-10 (авиационная минеральная гидросмесь) и ее модификации. С повышением требований к рабочим телам стали разрабатываться другие жидкости. На самолётах типа Ил-86, Ил-96 применяются жидкости НГЖ-4, НГЖ-5У (негорючая гидрожидкость), а для сверхзвукового самолёта Ту-144 была разработана гидрожидкость 7-50С-3.

АМГ-10 представляет собой очищенную смесь лёгкой фракции нефти типа керосина с антиокислителем нафтолом и загустителем виниполом, добавляемым для увеличения вязкости и стабилизации её по температуре. Гидрожидкость окрашена органическим красителем в красный цвет для опознавания и выявления утечек. Загуститель винипол, как и другие присадки, увеличивающие вязкость, имеет длинные углеводородные цепочки, которые разрушаются при многократном продавливании жидкости через малые зазоры, отверстия и значительном воздействии давления в парах трения. Из-за деструкции молекул вязкость жидкости уменьшается и ухудшаются смазывающие свойства. В связи с этим была разработана жидкость АМГ-10Б, обладающая повышенной механической стабильностью.

Для работы с жидкостью АМГ-10 уплотнения должны быть выполнены из резины ИРП-1078. Если уплотнения будут сделаны из резины другой марки, то они будут её впитывать и разбухать. Хранить жидкость АМГ-10 в заводской таре следует не более двух лет. При более длительном хранении из неё выпадают смолы.

НГЖ-4 представляет собой смесь фосфорорганических эфиров с загустителем и специальной присадкой. Она фиолетового цвета, гигроскопична, имеет низкую гидролитическую стабильность, но не вызывает коррозии металлов и покрытий при содержании влаги до 0.5% массы. Медленно горит и гаснет при удалении пламени, т.е. пламя не распространяется. При контакте с воздухом возможна деструкция и частичный гидролиз компонентов с выделением спиртов и образованием кислых фосфорорганических эфиров, которые постепенно накапливаются в системе. Поэтому желательно полости над свободной поверхностью в баке заполнять азотом.

При работе с жидкостью НГЖ-4 уплотнения должны быть сделаны из резины марок ИРП-1375, ИРП-1376, ИРП-1377 и 51-1524НТА. Необходимо использовать специальные покрытия, эмали, клеи и пластмассы. НГЖ-4 агрессивна к оргстеклам и вызывает коррозию свинца, меди и фосфатного покрытия. По степени токсичности НГЖ-4 относят ко второму классу, поэтому обслуживающий персонал должен быть в спецодежде. В случае выброса жидкости следует включить вентиляцию и покинуть помещение; отсек с утечкой должен быть продут сжатым воздухом, а через 15-20 минут остатки рабочего тела необходимо убрать ветошью, поместить её затем в специальную закрытую металлическую тару. Если жидкость попала на кожу, её необходимо промыть с мылом или раствором специального порошка. Заправку НГЖ-4 следует производить специальным заправщиком УПГ-300НГЖ. Использовать УПГ-300, работающий с АМГ-10, запрещается. Гарантийный срок хранения НГЖ-4 –5 лет. В настоящее время используется новая модификация жидкости НГЖ-5У.

Полисилоксановая жидкость 7-50С-3 имеет ещё больший диапазон рабочих температур. Она желтого цвета, имеет также антиокислительные и противоизносные присадки, но не содержит загустителя, поэтому при эксплуатации её вязкость практически не меняется. Она имеет малую упругость насыщенных паров и устойчива к окислению, но больше чем АМГ-10 растворяет воздух, легко гидролизуется и с повышением температуры у неё ухудшаются износные свойства. С 7-50С-3 не должны применяться медные, кадмиевые и фосфатные покрытия.

На международных авиалиниях гидросистемы отечественных самолетов могут заполняться зарубежными жидкостями. Аналогом АМГ-10 является жидкость MIL-H-5606 (США). Её показатели мало отличаются от показателей АМГ-10, но при положительных и отрицательных температурах она имеет несколько более высокую вязкость. С целью повышения противопожарных характеристик была разработана жидкость на основе синте­тических углеводородов - MIL-H-83282. Она полностью совместима с жидкостями типа MIL-H-5606 и материалами гидравлических систем MIL-H-5606. Все физичес­кие свойства MIL-H-83282 (в настоящее время - MIL-PRF-83282) аналогичны или превосходят свойства MIL-H-5606 (в настоящее время - MIL-PRF-5606), за исключением низкотемпературной вязкости. Широко применяется также минеральное масло AeroShell Fluid 41. Онопредназначено дляиспользования во всех гидросистемах современной авиационной техники,требующих жидкостей на минеральной основе. В частности, AeroShell Fluid 41 рекомендуется применять там, где использование «сверхчистой» жидкости может повысить надежность работы систем. Продукт работоспособен в диапазоне температур от - 54⁰С до + 90⁰С в обычных системах и от - 54⁰С до +135⁰С в гидросистемах с наддувом. Жидкость AeroShell Fluid 41 красного цвета.

Аналогом НГЖ-4 является пурпурная жидкость Скайдрол 500А и фиолетовая Скайдрол 500В, имеющая антикавитационные присадки. В настоящее время их модификация - гидравлическая жидкость Скайдрол LD-4 внедрена в эксплуатацию в отечественных авиакомпаниях, в том числе и на отечественных самолетах типа Ил-96, ТУ-204, ТУ-214, Суперджет 100 и др. Гидравлическая жидкость Скайдрол LD-4 производства фирмы Solutia Inc.(США) на основе фосфатных эфиров представляет собой зарубежный аналог гидрожидкости НГЖ-5У. Взаимная дозаправка жидкостей Скайдрол LD-4 и НГЖ-5У допустима в любых пропорциях. Скайдрол LD-4 обладает высокой термической стабильностью и эрозионной стойкостью, совместима с резинами. Срок годности в таре поставщика при соблюдении условий хранения - 10 лет.

Основные характеристики жидкостей, применяемых на современных гражданских самолетах, приведены в табл.1.1.

Таблица 1.1

Параметр	Марка жидкости
7-50С-3	АМГ-10	Aero Shell Fluid 41	НГЖ-4 (НГЖ-5у)	Скайдрол LD-4
Общая характеристика, состав	Синтети- ческое, смесь по-лисилокса-новой ж-ти и органи-ческого эфира	Минераль-ное, лёгкие фракции нефти типа керосина	Минераль-ное, лёгкие фракции нефти типа керосина	Синтети-ческое, смесь фосфорор-ганических эфиров	Синтети-ческое, смесь фосфорор-ганических эфиров
Цвет	Желтый	Красный	Красный	Фиалето-вый	Пурпурный
Плотность при 20ºС, г/см3	0,93-0,94	0,85-0,93	0,87	1,06	1,01
Кинематическая вязкость, 10-6м2/с при температуре -50ºС -40 ºС 50 ºС 100 ºС	1200-1280 - 10-10,5 3,5-4,0	1100-1390 - 10,5-11,3 4,4-4,6	14,1(40 ºС) 5,3	- 9,14 3,79	- - 11 (38 ºС) 3,66-4,0
Температура вспышки в закрытом тигле, ºС	182-200	91-105
Температура застывания, ºС	-70	-70	-60	-70	-70