Испытания противообледенительных систем и возможности полетов в условиях обледенения

1. Кратко об обледенении.

Как говорилось ранее, обледенением называется процесс образования льда на охлажденных до минусовых температур поверхностях самолета.

Для защиты от обледенения применяются ПОС. Как правило, на самолетах от обледенения защищаются:

- лобовые части несущих поверхностей;

- входные части воздухозаборников силовых установок и других систем, защитные решетки в воздухозаборниках;

- воздушные винты;

- лобовые стекла;

- ПВД, различные датчики и антенные устройства.

В современных ПОС применяются следующие способы:

- механический;

- физико-химический;

- тепловой.

Механический способ основан на механической деформации поверхности, на которой нарастает слой льда. Лед при этом раскалывается, отслаивается и сносится набегающим потоком. Используются для защиты лобовых частей несущих поверхностей. К механическим ПОС относят: пневматические ПОС, в которых для деформации поверхности используется сжатый воздух (поверхность покрыта резиновым протектором); электроимпульсная ПОС, в которых для деформации обшивки используются электромагниты.

Физико-химические способы основаны на использовании ряда разнообразных веществ в виде жидкостей, которые или понижают температуру замерзания переохлажденных капель воды (спирт, антифриз) или уменьшают силу сцепления льда с обшивки.

Тепловой способ основан на нагревании защищаемой поверхности до температуры таяния льда или испарения пленки воды. Нагрев может производиться горячим воздухом или выхлопными газами (это воздушно-тепловые ПОС), или электрическим током (электротепловые ПОС).

По времени действия выделяют ПОС непрерывного и циклического действия. ПОС непрерывного действия предотвращают образование льда, циклические ПОС допускают образование льда, а затем его удаляют. Циклические ПОС менее энергоемки, но более рискованны, ПОС непрерывного действия обеспечивают лучшую защиту, но требуют больше энергии. Механические ПОС бывают только циклическими, физико-химические и тепловые — как циклическими, так и непрерывного действия.

2. Наземные испытания

Летным испытаниям ПОС обязательно должны предшествовать наземные испытания. Их проводят в аэрохолодильных трубах, на водораспылительных стендах, в климатических камерах. В наземных испытаниях определяется:

- работоспоспособность ПОС: отсутствие отказов, выдерживание заданных параметров работы (по температурам поверхностей, напряжению и току, расходу воздуха, газа или рабочей жидкости, времени цикла и т.п.), способность выполнять целевую функцию — защиту от обледенения, способность систем самолета обеспечивать работу ПОС;

- влияние работы ПОС на системы и оборудование самолета;

- интенсивность нарастания льда, его формы и размеры (при неработающей ПОС и на не оснащенных ПОС самолетах, для определения возможности их полета в условиях обледенения).

3. Летные испытания.

В летных испытаниях можно выделить 4 этапа, они могут накладываться друг на друга.

1этап. Проверка работы ПОС в «сухом» воздухе, т.е. при отсутствии обледенения. Полеты выполняются, в основном, при температурах воздуха, благоприятствующих обледенению, но нужно проверить и весь эксплуатационный диапазон температур воздуха. В полетах проверяется:

- отсутствие отказов ПОС, выдерживание заданных параметров работы, способность систем самолета обеспечивать работу ПОС; влияние работы ПОС на системы и оборудование самолета (как в наземных испытаниях, но без проверки целевой функции);

- влияние работы ПОС на характеристики самолета (ЛТХ, ВПХ, УУ, скорость сваливания, влияние ПОС на характеристики сваливания и штопора оцениваются в испытаниях на сваливание и штопор).

2 этап. Проверка работы ПОС в условиях искусственного обледенения. Эти полеты выполняются при температурах воздуха, благоприятствующих обледенению. Заданная водность (в соответствии с нормами) создается распылительными установками, которые могут устанавливаться на сам самолет (если надо проверить ПОС на небольшом участке или одного агрегата) или на специальном самолете (при проверке ПОС всего самолета. Для отработки ПОС отдельных агрегатов применяются летающие лаборатории, на которых устанавливается и распылительная установка, и испытываемый агрегат. Это не освобождает от необходимости последующих испытаний ПОС всего самолета.

На 2 этапе проверяется работоспоспособность ПОС, включая проверку защиты от обледенения, способность систем самолета обеспечивать работу ПОС; влияние работы ПОС на системы и оборудование самолета. Также уточняются интенсивность и формы льдообразования при неработающей ПОС и для циклических ПОС.

В этих полетах желательно проведение фото и видеосъемки.

3 этап. Проверка работы ПОС в условиях естественного обледенения. Выполняется после успешного завершения первых этапов. На нем выполняются аналогичные проверки ПОС, а также влияние ПОС и влияние обледенения на характеристики самолета. Достоинства: естественная среда, отсутствие необходимости в распылительных установках. Недостатки: повышенная опасность, зависимость от метеоусловий (необходимость ожидания или поиска требуемых условий обледенения). При нормальном выполнении первых этапов этот этап является непродолжительным и, в значительной степени, демонстрационным, подтверждающим, что предыдущие испытания соответствовали реальным условиям. В наше время из-за отсутствия лабораторий второй этап выполняется не всегда, в этом случае испытания ПОС в условиях естественного обледенения становятся основным этапом.

4 этап. Испытания с имитаторами льда. Имитаторы изготовляются из дерева или пластика и наклеиваются на соответствующие поверхности, их форма соответствуют форме льда, определенной в наземных и летных испытаниях. Полеты выполняются в «сухом» воздухе. В полетах определяются характеристики «обледеневшего» самолета (ЛТХ, ВПХ, УУ, скорость сваливания, влияние наличия «льда» на характеристики сваливания и штопора оцениваются в испытаниях на сваливание и штопор).

Данный этап нужен для определения возможности полета в условиях обледенения самолетов с неработающей (отказавшей) ПОС или вообще не оснащенных ПОС. Он может выполняться параллельно с предыдущими.

а – клинообразная; б – желобообразная; в – рогообразная; г – промежуточная   Форма льдообразований

В результате испытаний ПОС должны быть:

- подтверждены способность ПОС защищать самолет от обледенения и возможность выполнения полетов в условиях обледенения;

- определены характеристики полета самолета с работающей и отказавшей ПОС в условиях обледенения для занесения их в описания и РЛЭ самолета;

- выработаны и помещены в РЛЭ и РЭ рекомендации летному и наземному составу по эксплуатации ПОС и выполнению полетов в условиях обледенения.

Дата добавления: 2014-01-07