Силовых установок, кабин и передних стекол

К противообледенительным системам силовых установок ЛА предъ­являют более высокие требования, чем к другим его системам. Это объясняется тем, что безопасность полета ЛА должна быть обеспечена при всех встречающихся атмосферных явлениях. Работоспособность сило­вых установок не должна заметно снижаться в течение всего времени полета в зоне обледенения.

Особенно чувствительным к обледенению является осевой компрессор газотурбинного двигателя. Лед может образовываться на входных направ­ляющих лопатках и на передних лопатках компрессора самого ротора. Обледенение этих элементов конструкции может существенно повлиять на мощность авиадвигателя. Практика показывает, что отказ при обледенении всех двигателей сразу происходил в том случае, когда противо-обледенительная система включалась с некоторым опозданием. Поэтому для газотурбинных двигателей требуется эффективная и надежная противо-обледенительная система защиты. Попадание в двигатель кусков льда размерами до 30 мм при сбрасывании может привести к выключению двигателя, а более мелких кусков - к нарушению его режима работы, сопровождающегося тряской, хлопками и появлением белого дыма на выхлопе.

Для защиты двигателей в большинстве случаев применяют противообледенительные системы непрерывного действия. Требуемые температур­ные перепады в системе защиты силовой установки выше, чем планера, стабилизатора, рулей и других частей ЛА. Противообледенительные системы для двигателей используют чаше, чем противообледенительные системы крыльев и оперения. Это определяет соответственно их срок службы и общее время работы, которое для планера и его частей составляет 3-6% летного времени, а силовых установок – 15-20% (противообледенительная система двигателей включается до входа в зону обледенения, а крыла и оперения ЛА - после срабатывания сигнализатора).

На отечественных ЛА для защиты силовой установки обычно приме­няют воздушно-тепловую систему. По принципу работы она является непрерывной. В работу ее включают пневматическими устройствами с помощью кранов управления и отбора воздуха от двигателей. Для каждого двигателя противообледенительная система является автономной.

Электрический обогрев кабин и салонов предназначен для поддержа­ния температуры на заданном уровне. Нормальной температурой в кабине и салонах считается температура плюс 20 °С. Она должна поддерживаться как в условиях герметизации, так и при разгерметизации кабин и салонов.

Большинство самолетов летает на больших высотах при температуре от -50 до -60 °С. Вследствие этого происходит непрерывная утечка тепла через стенки кабин, салонов и специальных отсеков.

Температуру в кабинах и салонах поддерживают подачей нагретого воздуха, отбираемого от компрессоров авиадвигателей, но, кроме этого, применяют также электрические обогревательные установки, которые предотвращают запотевание и обмерзание стекол, не имеющих встроен­ных обогревательных элементов. Обмерзание и запотевание стекол кабины происходят из-за повышения влажности воздуха в результате выделения влаги членами экипажа при дыхании. Наиболее распространены кабинные обогреватели со ступенчатой регулировкой теплопроизводительности, осу­ществляемой ручным или автоматическим включением и отключением обогревательных элементов.

В состав кабинных обогревателей входят также вентилятор, приводи­мый во вращение электродвигателем, и биметаллический термовыключа­тель. Схема кабинного обогревателя С-1010 приведена на рис. 16.1, а.

Она состоит из двух нагревательных элементов НЭ1, НЭ2 (мощностью 1 кВт каждый), изготовленных из ленты нихрома в виде спирали. Якорь электро­двигателя М и его обмотка возбуждения ОВ подключены на напряжение 12 В. Для понижения напряжения минусовый зажим двигателя включен на часть элемента НЭ2. Обогреватели включают контакторами K1, K2 после того, как включен выключатель режимов S1, который обеспечивает максимальный (включены оба обогревателя) и минимальный (включен один обогреватель) режимы.

Для предохранения нагревательных элементов от перегрева и пред­отвращения возникновения пожара, особенно в кабинах, насыщенных кислородом, служит термовыключатель ТВ. При срабатывании он разры­вает цепь питания контакторов K1, K2 и отключает элементы НЭ1, НЭ2 от шины питания.

При эксплуатации электрообогревателя С-1010 контролируют состояние (в частности, состояние внутреннего монтажа и щеточно-коллекторных узлов электродвигателя; высота щеток должна быть не менее 10 мм) и работоспособность электродвигателя. Если при включении двигателя вентилятор В не работает, то нельзя включать нагревательные элементы, так как они вследствие перегрева могут выйти из строя. Питание эле­мента НЭ1, НЭ2 подают через автоматы защиты Fl, F2. Двигатель М и обмотки контакторов Kl, K2 питают через автомат защиты F3.

При проверке работоспособности агрегата контролируют значение то­ков, потребляемых нагревательными элементами и двигателем.

Противообледенители стекол кабины экипажа необходимы при полете в сложных метеоусловиях, а также при посадке. Обледенение стекол возникает иногда при отсутствии облаков вследствие значительной теплоемкости и малой теплопроводности стекол. Охлажденные стекла при полете на большой высоте сохраняют свою температуру в течение всего времени снижения. Это способствует образованию капель при конденсации пара на поверхности стекол и замерзанию образовавшейся воды.

Для борьбы с обледенением передних стекол кабины экипажа на них подают противообледенительную жидкость, обогревают стекла горячим воздухом, а также применяют электрообогрев. Последний способ применяют чаще, так как он не имеет ряда недостатков, присущих другим способам (ограниченность времени действия, ухудшение видимости из-за неполной очистки стекла и оседания частичек пыли между ними).

На рис. 16.1, 6 приведена одна из применяемых схем жидкостной противообледенительной системы защиты стекол. Жидкость на стекло кабины экипажа подается электропневматическим приводом. В качестве противообледенительной жидкости используют этиловый спирт, находящийся в баке Б. Подача его на стекла начинается с момента нажатия кнопки S1. Через эту кнопку и автомат защиты F1 питание 27 В посту­пает на электромагнит ЭМ, и он открывает электроклапан ЭК. Воздух из бортовых систем идет в бак Б и давит на жидкость, находящуюся в баке. Вследствие этого жидкость из бака через обратный клапан ОК подается к коллектору К и через отверстия в нем растекается по стеклу. Длительность включения жидкости 2-3 с. Бак заполняется жидкостью через горловину Г. Запасенный объем жидкости позволяет осуществить 20-30 включений. В данной схеме электроэнергию расходуют только для управления системой подачи жидкости.

Другие системы защиты стекол от запотевания и замерзания используют на все процессы только электроэнергию. В них электрообогреваемые стекла имеют проволочные или пленочные нагревательные элементы, помещенные между склеенными стеклами 2 и 4 (рис. 16.2).

Стекло, обра­щенное к воздушному потоку, более тонкое. Между стеклами размещены токопроводящие плоские шинки 1, к которым припаяно большое число тонких нихромовых проволочек 5. Расстояние между проволочками 0,4-0,7 мм. Проволочки не должны быть видны на расстоянии 300 мм, поэтому их диаметр, как правило, равен 0,02-0,04 мм. Стекла склеивают веществом 3, которое заполняет пространство между стеклами и создает хороший тепловой контакт с проволочками. Плотность тока в проволочках достигает 100 А/мм².

В ночных условиях видимость через стекло ухудшается из-за кажуще­гося увеличения размеров проволочек, нагретых до темно-красного кале­ния, а также из-за возникновения дифракции света наземных источников, что затрудняет обзор при посадке. "Проволочный обогреватель запитан от постоянного тока напряжением 27 В.

Более лучшими свойствами обладают стекла с пленочными нагрева­тельными элементами, которые также расположены между двух склеивае­мых стекол. На наружное, более тонкое, стекло перед склеиванием, обычно методом напыления, наносят токопроводящую пленку из металлов (серебро, золото). Пленка настолько тонка, что имеет высокую прозрачность. К ее противоположным сторонам приклеивают токоподводящие шинки. Из-за малой толщины пленки у нее большое электрическое сопротивление, поэтому для создания необходимой удельной мощности требуется повышенное напряжение питания.

По значению питающего напряжения стекла с пле­ночным обогревом разбиты на четыре группы: для напряжений 190, 208, 230 и 250 В.

Для исключения образования льда на поверхности стекла, обдуваемого интенсивным воздушным потоком, нужно выделить 0,65 Вт/см² тепловой мощности. Мощность, потребляемая всем стеклом, составляет 1,5-2 кВт. Для стекла, обдуваемого потоком слабее, данное значение удельной мощности может оказаться лишней, поэтому в таких случаях используют специальные автоматы обогрева стекол, поддерживающие температуру стекол в нужных пределах.