Противообледенительная система самолета

 

 

Образование во время полета на поверхности различных частей самолета ледяных наростов представляет большую опасность. Обледенение уменьшает подъемную силу самолета и увеличивает его лобовое сопротивление, мешает работе органов управления, ухудшает пилотам видимость, увеличивает вибрацию и нагрузку отдельных элементов планера. Вызывая увеличение потребной для полета мощности, обледенение приводит к снижению располагаемой мощности вследствие уменьшения проходного сечения воздухозаборников двигателей и значительных потерь скоростного напора воздуха, поступающего в двигатель.

Обледенение воздушного винта вызывает резкое уменьшение его коэффициента полезного действия. Вместе с тем нарушается весовая и аэродинамическая балансировка винта, приводящая к тряске двигателей. Тряска вызывает дополнительные динамические напряжения в конструкции самолета, а также неприятные физиологические воздействия на экипаж и пассажиров. Отрывающиеся от лопастей куски льда могут повредить обшивку фюзеляжа и крыла.

Поэтому эффективная защита самолета от обледенения является одной из важнейших задач и в настоящее время противообледенительные устройства на самолете являются обязательными.

Существуют два основных метода борьбы с обледенением — пассивный и активный.

Пассивный метод предусматривает вывод самолета из зоны обледенения. Вполне очевидно, что пассивный метод не может удовлетворить требований безопасности и регулярности полетов. Ак

тивные методы борьбы с обледенением по характеру воздействия можно разделить на механические, химические и термические.

Механические методы зашиты основаны главным образом на применении надувающихся резиновых протекторов, которые монтируются на передней кромке крыла и хвостового оперения. Внутри протекторы имеют продольные камеры, куда попеременно поступает сжатый воздух. Противообледенительное устройство включается в действие после образования льда на передней кромке. Вначале надувается центральный протектор и ломает лед, затем надуваются два остальных протектора и надломленный лед отрывается и сносится воздушным потоком.

Химический метод основан на применении различных веществ в виде жидкости или пасты, имеющих температуру замерзания ниже 0° С и способных в разных пропорциях с водой образовывать смесь, которая замерзает лишь при температуре значительно ниже 0° С.

Защищаемая часть самолета покрывается каким-либо пористым материалом, например специально обработанной кожей, металлокерамическим листом или прутком. Через поры этих элементов подается жидкость, которая растворяет лед. В некоторых случаях защищаемая поверхность обливается антиобледенительной жидкостью.

В результате сцепление между льдом и поверхностью профиля уменьшается и отложившийся лед сдувается воздушным потоком. Этот метод применяется как для устранения, так и для предупреждения обледенения. Жидкостью, применяемой в таких противообледеннтельных устройствах, может быть спирт, спирто-глицериновые смеси и др.

Химические методы борьбы с обледенением нашли широкое применение в противообледенительных устройствах стекол фонаря кабины пилотов и воздушных винтов.

Термические системы могут применяться как для предупреждения, так и для устранения обледенения. Работа термических противообледенительных устройств основана на нагреве защищаемой поверхности самолета до температуры, исключающей возможность ее обледенения.

В зависимости от способа защиты поверхностей самолета различают электротермические и воздушно-тепловые противообледенительные системы. Во-первых, в качестве источника тепла используют электричество, во-вторых — теплый воздух, воздух, смешанный с отработавшими газами, или одни отработавшие газы. Электротермический способ защиты от обледенения позволяет подавать тепло в защищаемой поверхности с перерывами. При этом методе допускается образование небольшого количества льда на поверхности, после чего к этой поверхности подается тепло, лед подтаивает и сдувается воздушным потоком. После удаления льда обогрев прекращается, температура понижается и лед образуется вновь; этот процесс повторяется через определенный промежуток времени.

В этом случае стекание воды назад можно совершенно исключить, что позволяет ограничить площадь обогрева зоной оседания воды. При цикличном обогреве расход энергии на обогрев в несколько раз меньше, чем при обогреве непрерывного действия.

 

ПОС САМОЛЕТА SSJ-100

 

Общие сведения

(См. рис. 9)

Противообледенительная система (ПОС) обеспечивает нормальную эксплуатацию самолета в условиях обледенения.

Для защиты самолета от обледенения используется горячий воздух или электрический обогрев, с помощью которых обогревается необходимая зона самолета.

Горячим воздухом обогреваются:

— передняя кромка секций 3 и 4 предкрылка левой и правой консолей крыла,

— воздухозаборник двигателя.

Горячий воздух поступает от системы отбора воздуха от двигателя.

Электрический обогрев имеют следующие компоненты:

— приёмники полного и статического давлений,

— датчики температуры воздуха,

— датчики угла атаки,

— лобовые стёкла и стёкла форточек,

— панели наземного обслуживания систем водоснабжения и удаления отбросов.

Для очистки лобовых стёкол от снега и воды и улучшения видимости на них установлены стеклоочистители с электрическим приводом.

Для улучшения видимости в условиях сильного дождя, при недостаточной эффективности стеклоочистителей, применяется система подачи гидрофобизирующей жидкости на лобовые стекла.

 

 

 

 

Рисунок 9. Обогреваемые части ПОС

 

 

ПОС крыла

ПОС крыла — воздушно-тепловая. Обогреваются передние кромки секций 3 и 4 предкрылков. ПОС крыла состоит из левой и правой подсистем.

Воздух для обогрева отбирается от пневматической системы. Подача воздуха регулируется в зависимости от высоты полёта. Регулирование расхода воздуха обеспечивается клапаном регулирования давления. После прохождения горячего воздуха через обогреваемые секции №3 и 4 предкрылков охлажденный воздух выбрасывается в атмосферу.

 

В качестве источника тепла для обогрева используется воздух от двигателей (см. рис 10-11).Предварительно охлажденный воздух, отбираемый от двигателя, перед подачей в ПОС, имеет температуру 200°C (392 °F) при нормальном режиме работы двигателей и 230 °C (446 °F) при отказе одного из двигателей.

Электропневматический отсечной регулирующий клапан осуществляет управление подачей воздуха в ПОС. Клапан управляет давлением воздуха на входе в обогреваемую зону предкрылка. Контроль за давлением воздуха после клапана осуществляют два датчика давления.

После прохождения клапана воздух поступает в телескопическую трубу, соединенную с подводящим трубопроводом, через который воздух поступает в коллектор. Далее воздух поступает в обогреваемую часть предкрылка через отверстия на передней стенке коллектора, расположенные по всей его длине.

Для сокращения потерь тепла трубопровод ПОС крыла имеет теплоизоляцию. При отказе одного из двигателей, второй двигатель обеспечивает воздухом ПОС обоих предрылков через трубопровод перекрестного отбора.

Для наблюдения за реальным обледенением предкрылков из кабины экипажа на фюзеляже установлены фары для освещения передней кромки крыла.

 

 

Рисунок 10. ПОС крыла

 

Работа системы

Отбираемый воздух через входной штуцер, расположенный в корпусе заслонки, поступает в редуктор давления, который подает постоянное давление в сервоклапан.

Электродвигатель в зависимости от тока на обмотке поворачивает секторную качалку, которая управляет потоком воздуха, проходящего через сервоклапан. Давление после сервоклапана, поступает в полость пневмопривода. Посредством диафрагмы и поршня пневмопривод перемещает тягу, закрепленную на поршне, под действием давления воздуха. Тяга поворачивает поворотную заслонку, закрепленную на ней, тем самым управляя подачей воздуха.

Концевой выключатель позволяет индицировать закрытое или открытое состояние заслонки.

 

Рисунок 11. Обогрев предкрылок

 

 

Органы управления и индикация

Потолочный пульт (См. рис.12)

Органом управления ПОС крыла является трехпозиционный переключатель WING на пульте управления ANTI-ICE, имеющий положения OFF, AUTO и ON.

В положении переключателя AUTO включение и отключение подачи воздуха в ПОС происходит по сигналу сигнализатора обледенения.

В положении переключателя ON пилот принудительно включает подачу воздуха в ПОС, при этом сигналы сигнализатора обледенения игнорируются.

В положении переключателя OFF ПОС принудительно выключается.

 

 

Рисунок 12. пульт управления ПОС крыла