Противообледенительная система самолета Ил-76

Часть.4. Противообледенительные системы ЛА

Лекция 17

Противообледенительная система (ПОС) предназначена для предотвращения образования и удаления образовавшегося льда с поверхностей самолета, обледенение которых отрицательно сказывается на безопасности полета и летных характеристик. От обледенения на ЛА обычно защищены крыло (предкрылок), хвостовое оперение, силовая установка (воздухозаборники, направлявшие аппараты и коки двигателей), стекла кабины

экипажа, приемники полного давления, датчики углов атаки и др.

Принципиально возможно использование воздушно-тепловых и электронагревательных систем.

Конструкцию и работу ПОС рассмотрим на примере современных самолетов.

Предкрылок и силовая установка самолета обогреваются воздухом, отбираемым от компрессоров двигателей, а хвостовое оперение, лобовые стекла кабины экипажа, приемники полного давления и датчики углов атаки оборудованы электрическим обогревом. Принципиальная схема ПОС самолета Ил-76 показана на рис.1. ПОС предкрылка, хвостового оперения, силовой установки могут включаться автоматически по сигналу от интенсиметра - сигнализатора обледенения ИСО-16.

Отключение происходит:

1. При исчезновении сигнала от интенсиметра-сигнализатора обледенения ИСО-16 с пятиминутной задержкой времени;

2. Вручную - выключателем аварийного отключения автоматики ПОС;

3. Автоматически - при отказе 2-х генераторов.

В целях предотвращения перегрева носовых частей предкрылка, оперения и выхода их из строя ЗАПРЕЩАЕТСЯ на земле включать ПОС крыла и оперения. При случайном включении указанных ПОС на земле при работающих двигателях загорается красное сигнальное табло "Отключи ПОС кр.,оп." на панели противообледенительной системы. Сигнализация о начале и условиях обледенения самолета и двигателей обеспечивается интенсиметром-сигнализатором обледенения самолета ИСО-16 и четырьмя сигнализаторами обледенения двигателей ДО-206.

Информация о начале обледенения выдается:

- на светосигнализатор "Обледенение самолета" на приборной доске летчиков - по сигналу от любого из пяти датчиков (датчика ДО-38Т - из комплекта ИСО-16 и четырех сигнализаторов обледенения двигателей ДО-206);

- на табло "Обледенение" на панели ПОС (правый пульт летчиков) - по сигналу от датчика ДО-38Т из комплекта ИСО-16;

- на четыре табло "Обледен.двигат." на панели ПОС - по сигналам датчиков ДО-206.

Информация об интенсивности обледенения выдается непрерывно на указатель "Лед" из комплекта ИСО-16, установленный на панели ПОС. Внутренние поверхности электрообогреваемых стекол (кроме форточек) для предотвращения запотевания обдуваются горячим воздухом. Остальные стекла кабин летчиков и штурмана, а также стекла окон грузовой кабины для предотвращения запотевания оборудованы дренажно-осушительными устройствами. Кроме этого, на больших лобовых стеклах кабины летчиков установлены стеклоочистители (по два на каждом стекле).

Визуальный осмотр предкрылка, воздухозаборников двигателей и хвостового оперения может производиться через форточки кабины летчиков, смотровые окна, окна в дверях грузовой кабины и смотровой прибор ТС-27АМП. Для осмотра в ночное время на самолете по левому борту установлены две фары освещения. Выключатель фары для подсвета кромки крыла и мотогондол находится на шпангоуте №17 по левому борту, выключатель фары подсвета стабилизатора - на щитке освещения в техническом отсеке кабины экипажа.

Рис.1

Противообледенительная система крыла (предкрылка)

Противообледенительная система крыла обеспечивает защиту от обледенения предкрылка, поэтому в дальнейшем система будет называться ПОС предкрылка. Предкрылок оборудован воздушно-тепловой противообледенительной системой постоянного действия. Образование льда предотвращается путем обогрева носовой части предкрылка горячим воздухом, который отбирается от компрессоров двигателей самолета. Элементы управления и контроля за работой ПОС предкрылка расположены на панели противообледенительной системы, установленной на пульте правого летчика.

Принципиальная схема ПОС предкрылка приведена на рис.2.

Горячий воздух, отбираемый от компрессоров двигателей, через централизованную систему отбора воздуха поступает в трубопроводы, общие с системой кондиционирования, расположенные в носках левой и правой консолей крыла. Эти трубопроводы имеют отводы в районе средней части крыла, через которые воздух подается в трубопроводы ПОС предкрылка. На входе в ПОС на каждой консоли крыла установлены по две заслонки включения обогрева (внутренние, расположенные ближе к оси симметрии самолета, и внешние). Выход из строя одной заслонки (в левой или правой консолях крыла) не приводит к снижению эффективности ПОС, так как воздух в достаточном количестве проходит через другую заслонку. Далее воздух подается по

Трубка Вентури

Трубка Вентури

Заслонка включения ПОС предкрылка ОЧК

Предкрылок

Противообледенительная камера

Коллектор ПОС

Горячий воздух

Жалюзи

Выход отработанного воздуха

М

М

Заслонка включения ПОС предкрылка СЧК

Труборовод системы отбора воздуха от двигателя 2

Труборовод системы отбора воздуха от двигателя 1

В СКВ

Коллектор ПОС

Рис.2. Принципиальная схема противообледенительной системыпредкрылков самолета Ил-76

трубопроводам ПОС в предкрылок средней (СЧК) и отъемной частей (ОЧК) крыла через трубки Вентури и подвижные соединения трубопроводов.

Трубки Вентури работают как ограничители подачи воздуха только в случае разрушения воздушной магистрали, расположенной за ними. Подвижные соединения трубопроводов обеспечивают подачу воздуха в предкрылок при его убранном и выпущенном положениях. Через подвижные соединения воздух попадает в коллекторы, представляющие собой трубопроводы с отверстиями, расположенные в противообледенительных камерах по всей длине предкрылка. Коллекторы обеспечивают равномерную раздачу воздуха по длине предкрылка и являются ограничителями подачи воздуха. Коллекторы отдельных секций предкрылка стыкуются с помощью специальных проставок, обеспечивающих независимое снятие любой секции. Противообледенительные камеры стыкуются гофрированными муфтами. Из коллекторов воздух попадает в противообледенительные камеры и затем в каналы, образованные наружной и гофрированной внутренней обшивками предкрылка. Отработавший воздух выбрасывается в атмосферу через жалюзи во внутренней обшивке крыла и щель между предкрылком и неподвижной частью консоли крыла.

Температура воздуха в камерах обогрева предкрылка контролируется в 1 секции (СЧК) и 5 секции (ОЧК) с помощью указателей, установленных на панели ПОС. Управление подачей горячего воздуха осуществляется с помощью выключателей «Крыло внутр.заслонки» и «Крыло внешн.заслонки».

Основные технические данные:

Максимальное рабочее давление воздуха, кгс/см²…………………………. 8,5

Температура воздуха на входе в систему, °С……………………………….. 220±2

Максимальная кратковременно-допустимая температура воздуха, °С…….260.

Заслонка включения ПОС.

В носовой части СЧК установлены четыре заслонки (две внешние и две внутренние) для открытия и закрытия воздушной магистрали ПОС предкрылка. Заслонка представляет собой кран поворотного типа, приводимый в действие электромеханизмом (см.Рис.3). В исходном положении заслонки закрыты. Открываются заслонки при установке рукояток выключателей "Крыло внутрен.заслонки" и "Крыло внешн.заслонки" во включенное (верхнее) положение на панели противообледенительной системы на правом пульте летчиков. При подаче электропитания в цепь открытия заслонки электромеханизм поворачивает заслонку на 90°, открывает проходное сечение. При подаче электропитания на закрытие, заслонка возвращается в исходное положение, перекрывая линию подачи воздуха.

Основные данные:

параметры воздуха, протекающего через заслонку:

температура, °С ……………………………………………..до 300;

давление, кгс/см²…………………………………………… до 12;

расход, кг/час ………………………………………………..до 10000;

напряжение питания, В…………………………………………... 27±2,7;

время срабатывания на открытие или

закрытие заслонки, с………………………………………….…. не более 11.

Рис.3

Противообледенительная система хвостового оперения

Элементами ПОС хвостового оперения (см.Рис.4) являются электрообогреваемые носки стабилизатора и киля. Участки оперения (секции носков) нагреваются специальными нагревательными элементами. В состав ПОС хвостового оперения входят:

- электрообогреваемый носок стабилизатора (8 секций);

- электрообогреваемый носок киля (5 секции);

- программный механизм ПМК-21С, обеспечивающий работу ПОС хвостового оперения в режиме «Выше - 20°С»;

Рис.4

- программный механизм ПМК-21ТВ-2 серии, обеспечивавший работу ПОС хвостового оперения в режиме «Ниже - 20°С»;

- блоки дифференциальной защиты нагревательных элементов от коротких замыканий;

- блок-реле проверки обогрева;

- коммутационная аппаратура (контакторы, реле, трансформаторы, выключатели и др.).

Элементы управления ПОС хвостового оперения и контроля за ее работой размещены на панели противообледенительной системы на пульте правого летчика. Включение ПОС хвостового оперения производится переключателем «Выше -20°С - Автомат - Ниже -20°С», расположенным на пульте правого летчика.

Электрообогреваемый носок стабилизатора состоит из восьми съемных секций, которые по четыре (№1, 2, 3, 4) симметрично расположены на правой и левой половинах стабилизатора. Носок киля состоит из пяти секций (№1, 2, 3, 4 и 5). Каждая секция носка киля и стабилизатора представляет собой многослойную конструкцию (см.Рис.4), состоящую из внешней и внутренней обшивок, двух электроизоляционных пакетов из стеклоткани и проложенного между ними нагревательного элемента. Нагревательный элемент каждой секции изготовлен из отдельных полос нержавеющей стальной сетки (число полос определяется расчетной величиной суммарного сопротивления элемента).

Отдельные части нагревательных элементов всех секций носка стабилизатора и киля включаются под напряжение циклично, в соответствии с временной программой электромеханизмов ПМК-21С и ПМК-21ТВ-2 серии. Другие части (тепловые ножи) нагревательных элементов всех секций носка стабилизатора и киля при включении ПОС питаются электроэнергией постоянно.

Включение ПОС оперения в работу (на длительное время) разрешается производить только в полете. Включение ее на земле при отсутствии интенсивного обдува оперения приводит к недопустимому перегреву обогреваемых секций. Ошибочное включение ПОС оперения на земле предупреждается сигнализатором «Отключи ПОС кр.оп.» с красным светофильтром.

Противообледенительная система воздухозаборников двигателей

Противообледенительная система воздухозаборников двигателей является составной частью ПОС силовой установки. Кроме воздухозаборника на двигателе от обледенения защищены кок и входной направляющий аппарат (ВНА). Воздух на обогрев носка воздухозаборника, кока и ВНА отбирается от VI и XI ступеней второго каскада компрессора двигателя в зависимости от режима его работы. Отбор воздуха за VI ступенью производится на оборотах ротора второго каскада выше 8700±150 об/мин, при значениях оборотов ниже указанных отбор производится за XI ступенью. Переключение отбора происходит автоматически заслонкой переключения ступеней, установленной на двигателе. Максимальное рабочее давление воздуха на входе в ПОС воздухозаборника 3,0ата, максимальная температура воздуха на входе 320°С. ПОС каждого двигателя имеет автономное управление. Элементы управления и контроля за работой ПОС воздухозаборников размещаются на панели противообледенительной системы (на правом пульте летчиков). Сигнализаторы имеют двухступенчатую - по режиму работы "день-ночь" - регулировку яркости свечения. Выключатель регулировки яркости установлен на пульте правого летчика.

Принципиальная схема ПОС двигателей показана на рис.5

Воздух, отбираемый от компрессора двигателя, проходит через перекрывное устройство (заслонку включения ПОС двигателя). Часть воздуха поступает на обогрев кока и ВНА двигателя, а другая часть - подводится к фланцу отбора воздуха на обогрев воздухозаборника. Сразу за фланцем располагается регулятор избыточного давления, соединенный через монтажную проставку с трубкой Вентури, которая ограничивает

Рис.5

подачу воздуха на обогрев воздухозаборника. Элементы магистрали соединены стяжными хомутами, трубка Вентури стыкуется с входным патрубком с помощью муфты. Через входной патрубок воздух подается в кольцевую противообледенительную камеру, а из нее через щель во внутренней обшивке, расположенную в верхней части носка воздухозаборника, попадает в кольцевой канал переменного сечения, образованный внешней и внутренней обшивкой. Отработанный воздух через овальные щели в нижней части носка воздухозаборника выбрасывается в атмосферу.

ПОС воздухозаборников двигателей включается вручную четырьмя выключателями "Двигатели" на панели ПОС на правом пульте летчиков или автоматически по сигналу "Сигнал ПОС" от ИСО-16 в положении "Автомат" выключателей "Двигатели" и выключателя аварийного отключения автоматики ПОС. Включение системы контролируется по загоранию четырех сигнальных ламп. При установке выключателей в положение "Обогрев" на обмотку реле включения заслонки каждого двигателя поступает напряжение 27В с шин распределительных устройств. Реле срабатывает, и напряжение подается на обмотку электродвигателя заслонки. Заслонка включения ПОС двигателя открывается. При полностью открытой заслонке срабатывает встроенный в нее концевой выключатель и подается сигнал на включение лампы сигнализации открытого положения заслонки. Отключение обогрева производится переводом выключателя в нижнее положение.

ПОС приемников полного давления (ППД) и датчиков углов атаки (ДУА)

Система предназначена для обогрева входных отверстий приемников полного давления (ППД), а также фланцев и флюгеров датчиков углов атаки (ДУА).

Три приемника полного давления установлены на фюзеляже в зоне шпангоутов №8 и 9 (два на левой борту и один на правом). Два датчика углов атаки установлены на фюзеляже в зоне шпангоутов №6 и 7 (один на левом борту и два на правом).

Система состоит из обогревательных элементов, входящих в конструкцию каждого прибора, и трех сигнализаторов, коммутационной и защитной аппаратуры. Для включения системы служит переключатель на панели обогрева на правом пульте летчиков. Сигнализация неисправности цепей обогрева ППД осуществляется тремя сигнализаторами красного цвета. При нормальной работе системы обогрева ППД сигнализаторы не горят, при отказе - загораются. Сигнализации отказа обогрева ДУА нет. Вся коммутационная аппаратура размещена в двух коробках, расположенных в техотсеке кабины летчиков на левом и правом бортах.

Противообледенительные устройства окон

Лобовые (малые и большие) окна кабины летчиков, а также нижнее и нижнее переднее стекла кабины штурмана защищены от обледенения при помощи электрообогрева. На больших лобовых окнах кабины летчиков установлены стеклоочистители (по два на каждом окне) для очистки стекол от снега и воды. Внутренние стекла лобовых окон кабины летчиков, нижнее и нижнее переднее стекла кабины штурмана дополнительно обдуваются воздухом, температура которого регулируется экипажем. Форточки кабины летчиков оборудованы электрообогревом для защиты их от запотевания. Верхнее и боковые окна кабины летчиков, боковые окна кабины штурмана, окна грузовой кабины предохраняются от запотевания и обмерзания при помощи дренажно-осушительной системы. Элементы управления обогревом и обдувом стекол сосредоточены на пультах летчиков и штурмана.

Датчик обледенения ДО-38Т

Датчик ДО-38Т предназначен для слежения за условиями обледенения и состоит из датчика температуры и датчика водности. При полетах в условиях обледенения он выдает

электрический сигнал, пропорциональный интенсивности обледенения. Он установлен на левом борту фюзеляжа между шпангоутами № 12-13 и стрингерами № 17-18. Крепится датчик четырьмя винтами.

Датчик ДО-38Т (см.Рис.6) состоит из цилиндрического корпуса, укрепленного на ножке обтекаемой формы, двух торцевых крышек с термосопротивлениями, двух нагревателей, фланца, крышки, под которой размещены резисторы электрической схемы, штепсельного разъема для включения датчика в электросхему ИСО-16. На боковых поверхностях ножки расположены термосопротивления, измеряющие температуру поверхности, соприкасающейся с набегающим потоком. Функционально датчик ДО-38Т состоит из датчика температуры, датчика водности и двух нагревательных элементов. На наружной стороне фланца ДО-38Т выгравирована стрелка, указывающая направление полета.

При попадании самолета в зону обледенения, где температура окружающего воздуха ниже 1+1°С, передняя торцевая поверхность датчика резко охлаждается за счет нагрева и испарения улавливаемых переохлажденных капель воды и на выходе мостовой термоизмерительной схемы датчика водности ДО-38Т появляется сигнал, пропорциональный разности температур переднего и заднего торцов, которая пропорциональна интенсивности обледенения. К выходу мостовой термоизмерительной схемы датчика водности ДО-38Т подключен указатель И-32, шкала которого отградуирована в единицах интенсивности обледенения. После выхода самолета из зоны обледенения температура переднего торца ДО-38Т повышается и сигнал с мостовой термоизмерительной схемы уменьшается. При уменьшении этого сигнала до величины меньше порога срабатывания анализатора водности, последний выдает сигнал о конце зоны обледенения, при этом гаснут табло "Обледенение" на панели ПОС и табло "Обледен. самолета" на центральной панели приборной доски летчиков и стрелка И-32 устанавливается на отметку "0" по шкале.

Рис.6

Сигнализатор обледенения ДО-206

Сигнализатор обледенения ДО-206 предназначен для сигнализации появления обледенения на двигателях. Сигнализатор работает совместно с блоком автоматики БА-137. Датчик установлен на каждом двигателе и закреплен демпфирующим кронштейном на фланце переходника двигателя (слева в верхней части двигателя).

Датчик обледенения (см.Рис.7) состоит из следующих основных узлов:

- приемного датчика П;

- эталонного датчика Э;

- сигнализатора перепада давления СПД-45-3.

Приемный датчик состоит из кожуха (тонкостенной трубки) и нагревательного элемента (в виде трубки-каркаса). Каркас имеет пять входных отверстий диаметром 0,9мм и два выходных отверстия диаметрами 0,9мм и 0,8мм. Эталонный датчик отличается от приемного только числом и размерами входных и выходных отверстий. Эталонный датчик имеет одно входное отверстие диаметром 2,8 мм и три выходных отверстия - два диаметром 1,3мм и одно 0,7мм. Сигнализатор перепада давления состоит из основания, корпуса, механизма с чувствительным элементом и контактной группой. Чувствительный элемент - две манометрические коробки - служит для восприятия измеряемого давления.

Рис.7

Датчики, устанавливаемые в воздушном потоке, имеют отверстия на передней и задней поверхностях. Площади сечения отверстий подобраны так, что при наличии воздушного потока внутри датчиков создается перепад давления относительно статического потока, причем в приемном датчике давление (Р₁) несколько выше давления в эталонном (Р₂). Давление из приемного датчика поступает в полость корпуса сигнализатора перепада давления, а из эталонного датчика - в манометрические коробки. Для обеспечения устойчивости при воздействии на сигнализатор вибрационных и линейных нагрузок применены две коробки. При отсутствии обледенения создаваемый перепад (Р₁ ˃ Р₂) гарантирует от ложных срабатываний сигнализатора перепада давления СПД-45-3. При появлении условий обледенения пять входных маленьких отверстий приемного датчика закрываются льдом быстрее, чем большое входное отверстие эталонного датчика сигнализатора. При этом давление в приемном датчике падает до величины давления в зоне выходных отверстий. Возникающий обратный перепад давления (Р₁ ˂ Р₂) воспринимается манометрическими коробками, которые через кривошипно-шатунный передаточный механизм замыкают контакты сигнализатора СПД-45-3. При замыкании контактов СПД-45-3 напряжение подается на контакторы реле блока автоматики БА-137, которые, срабатывая включают нагреватели датчиков сигнализатора под напряжение. Одновременно реле блока своими контактами включает соответствующую двигателю сигнальную лампу табло "Обледен.двигат" и цепь блокировки обогрева датчиков.

После освобождения входных отверстия приемного датчика от льда контакты СПД-45-3 размыкаются и цепь питания управляющего реле блока автоматики разрывается, при этом за счет блокировки под напряжением остаются цепи питания обогрева датчиков и сигнальная лампа табло "Обледен.двигат." продолжает гореть. При выключении управляющего реле напряжение подается в полупроводниковое реле времени. Реле времени запускается. Через заданное время задержки (~11сек) реле времени выключает цепи блокировки. При этом гаснет сигнальная лампа и выключается обогрев датчиков. Сигнализатор приходит в исходное положение.

Стеклоочистители

На двух внешних лобовых стеклах фонаря кабины летчиков (см.Рис.8) установлены четыре стеклоочистителя для очистки стекол от снега и воды (по два на каждом стекле).

Рис.8

Каждый стеклоочиститель приводится в действие своим гидроприводом ПС5. Скорость движения щетки стеклоочистителя регулируется степенью открытия соответствующего дроссельного крана ГА230. Давление жидкости для управления левым и правым стеклоочистителями подается от самолетной гидросистемы после включения соответствующего электрогидравлического крана ГА184У.

Гидроприводы стеклоочистителей ПС5 (4 шт.) крепятся к каркасу фонаря внутри кабины летчиков в зоне шпангоутов №4 и 5. Дроссельные краны ГА230 (4 шт.) включения стеклоочистителей установлены в кабине экипажа на горизонтальных панелях левого и правого пультов (по два на каждом пульте), электрогидравлические краны ГА184У (2 шт.) с обратными клапанами расположены в нижней части фюзеляжа впереди шпангоута №11 (слева и справа).

Управление работой стеклоочистителей левого и правого лобовых стекол аналогично. В исходном положении системы щетки стеклоочистителей находятся в походном положении, а электрогидравлический кран и дроссельные краны на пультах летчиков выключены. Для включения стеклоочистителей необходимо включить электрогидравлический кран, установив выключатель "Давление гидросмеси" на пульте летчиков во включенное положение. При этом жидкость из самолетной системы подается к дроссельным кранам стеклоочистителей. После открытия дроссельного крана жидкость поступает к гидроприводу щеток. Скорость движения щеток зависит от величины открытия дроссельного крана. При полном открытии крана (примерно два оборота маховичка) скорость движения щетки максимальная (около 200 двойных ходов в минуту). Обеспечивается одновременная работа всех четырех стеклоочистителей. Для отключения работавшего стеклоочистителя необходимо, постепенно прикрывая его дроссельный кран, довести скорость движения щетки до самой малой и, когда щетка займет походное (вертикальное) положение, быстро закрыть кран, чтобы зафиксировать щетку в этом положении. Нормальная работа стеклоочистителей обеспечивается при наличии в линии нагнетания спойлеров давления в пределах 148-225 кгс/см².

Дата добавления: 2015-06-04