Система охлаждения воздуха самолета Суперджет

Система охлаждения воздуха обеспечивает регулирование температуры воздуха до уровня, соответствующего комфортным условиям и необходимого для его смешивания с горячим воздухом и подачи в систему распределения.

Функциональная схема (См. рис.1.10)

Описание функций

Система охлаждения воздуха состоит из двух независимых идентичных УОВ, установленных в негерметичном отсеке передней части обтекателя крыло-фюзеляж по левому и правому бортам. В автоматическом режиме система охлаждения воздуха обеспечивает следующие функции:

- регулирование температуры воздуха до уровня, соответствующего комфортным условиям;

- встроенную защиту от обледенения.

Рис.1.10

Регулирование температуры воздуха осуществляется с помощью УОВ. Температура воздуха, поступающего в УОВ из системы отбора воздуха, понижается в турбине турбохолодильника. Встроенная защита от обледенения срабатывает, при появлении обледенения на выходе из турбины турбохолодильника. Обледенение обнаруживается с помощью датчика давления на выходе из УОВ. В этом случае блок управления КСКВ автоматически открывает заслонку регулирования температуры для увеличения температуры воздуха на выходе из турбины турбохолодильника.

Система охлаждения воздуха обеспечивает работу КСКВ с одной работающей УОВ. При этом контроль расхода и температуры воздуха продолжают обеспечиваться автоматически.

Описание основных компонентов

А. Установка охлаждения воздуха

УОВ является основным компонентом системы кондиционирования воздуха (СКВ) самолёта. УОВ понижает температуру воздуха, поступающего от двигателей, ВСУ или наземного кондиционера. Основными компонентами УОВ являются:

— двойной теплообменник,

— турбохолодильник,

— заслонка регулирования температуры,

— влагоотделитель,

— подогреватель-конденсатор,

— перепускной коллектор.

Компоненты УОВ соединены между собой трубопроводами.

Б. Двойной теплообменник

Двойной теплообменник устанавливается на выходе из канала скоростного потока в нижней части подфюзеляжного обтекателя и включает в себя первичный и основной теплообменники. Первичный теплообменник частично охлаждает воздух, отбираемый от двигателя, перед тем, как он поступит в компрессор турбохолодильника. Основной теплообменник охлаждает воздух на выходе из компрессора турбохолодильника. Основной и первичный теплообменники образуют единый компактный блок. Первичный

теплообменник— компактный пластинчато-ребристый теплообменник, имеющий один ход, как по холодной, так и по горячей стороне. Основной теплообменник— компактный пластинчато-ребристый, имеющий два хода по горячей стороне и один ход по холодной стороне. Внутренние и наружные поверхности агрегата полностью защищены от коррозии путем нанесения хроматированного покрытия. Для более эффективной работы поверхность входного патрубка основного теплообменника дополнительно охлаждается с помощью влагораспылителя.

Первичный теплообменник частично охлаждает воздух, отбираемый от двигателя. Затем воздух поступает в компрессор турбохолодильника, где температура и давление возрастают, благодаря этому приводятся в движение вентилятор и турбина турбохолодильника. Далее в главном теплообменнике воздух снова охлаждается набегающим потоком и поступает в подогреватель-конденсатор. Охлаждающая среда, как для первичного, так и для основного теплообменников— это скоростной поток воздуха, поступающего через нерегулируемый воздухозаборник в нижней части подфюзеляжного обтекателя. Охлаждающий воздух сначала проходит через основной, а затем через первичный теплообменник. При выходе из двойного теплообменника продувочный воздух собирается в перепускном коллекторе и направляется на вход вентилятора турбохолодильника.

В. Турбохолодильник

Турбохолодильник устанавливается между перепускным коллектором и подогревателем-конденсатором. Турбохолодильник осуществляет подачу охлаждённого воздуха в трубопровод смешения. Турбина турбохолодильника обеспечивает вращение компрессора и вентилятора продувочного воздуха.

Турбохолодильник состоит из трех основных частей:

• компрессора;

• турбины;

• вентилятора продувочного воздуха;

После первичного теплообменника воздушный поток поступает в компрессор турбохолодильника, где температура и давление воздуха возрастают. Затем воздух из компрессора поступает в основной теплообменник. Из основного теплообменника, пройдя через подогреватель, воздух попадает в турбину. В турбине турбохолодильника поступающий под высоким давлением воздух расширяется, кинетическая энергия воздуха преобразуется в энергию вращения турбины турбохолодильника, температура воздуха снижается, давление воздуха также понижается до значения, близкого к величине давления в гермокабине. Турбина вращает компрессор и вентилятор продувочного воздуха. Из турбины турбохолодильника воздух поступает в конденсатор. При наземной эксплуатации самолёта вентилятор турбохолодильника осуществляет вентиляцию кабины с помощью воздушного потока из воздухозаборника в нижней части подфюзеляжного обтекателя.

Г. Перепускной коллектор

Перепускной коллектор находится между двойным теплообменником и турбохолодильником. Коллектор состоит из укрепленного стекловолоконного корпуса, в котором располагаются диффузор и щиток с обратным клапаном. На корпусе имеются фланцы для подсоединения теплообменника и турбохолодильника. Во время полёта, когда давление набегающего потока продувочного воздуха выше давления потока, создаваемого вентилятором турбохолодильника, обеспечивается частичный перепуск воздуха от вентилятора турбохолодильника через щиток с обратным клапаном. В этом случае поток воздуха поступает непосредственно через диффузор в выходной воздуховод продувочного

воздуха. На земле, когда отсутствует поток продувочного воздуха, вентилятор турбохолодильника засасывает поток продувочного воздуха через двойной теплообменник. Обратный клапан щитка в этом случаи закрыт.

Д. Подогреватель-конденсатор

Подогреватель-конденсатор установлен между турбохолодильником и смесительным трубопроводом. Подогреватель-конденсатор обеспечивает снижение температуры воздуха между выходом двойного воздухо-воздушного теплообменника и входом турбины турбохолодильника. Он также уменьшает содержание свободной воды в воздухе перед его поступлением в турбину. Подогреватель-конденсатор конструктивно объединяет два теплообменника: подогреватель и конденсатор.

Подогреватель — это компактный пластинчато-ребристый воздухо-воздушный теплообменник, имеющий один ход по холодной стороне и один ход по горячей стороне. Задача данного теплообменника состоит в уменьшении перепада температур между выходом основного теплообменника и входом турбины. Он также уменьшает содержание

свободной воды в воздухе перед его поступлением в турбину. Подогреватель состоит из пластинчато-ребристого теплообменного пакета, выполненного из алюминиевого сплава,

паяного в вакууме, к которому привариваются коллекторы. Внутренние и наружные поверхности агрегата полностью защищены от коррозии путем нанесения хроматированного покрытия.

Конденсатор— это компактный пластинчато-ребристый воздухо-воздушный теплообменник, имеющий один ход по холодной стороне и один ход по горячей стороне. Конденсатор использует воздух на выходе турбины для охлаждения воздуха до температуры, достаточно низкой для конденсирования влаги во влагоотделителе. Конденсатор имеет особую конструкцию с двойной сердцевиной, чтобы выдерживать обледенение, если таковое произойдет. Каждый модуль сердцевины состоит из паяной в вакууме пластинчато-ребристой сердцевины, выполненной из алюминиевого сплава, приваренной с коллекторам. Внутренние и наружные поверхности агрегата полностью защищены от коррозии путем нанесения хроматированного покрытия. Конденсатор снабжен ребрами для защиты от частиц льда со стороны входа холодного воздуха, поступающего из турбины. Воздух из основного теплообменника поступает на вход подогревателя, где воздух охлаждается и далее поступает в турбину турбохолодильника. Из турбины воздух подается в конденсатор, который охлаждает его до температуры, достаточно низкой для конденсирования влаги во влагоотделителе. Из конденсатора воздух поступает во влагоотделитель и затем после отделения конденсата возвращается в подогреватель.

Е. Влагоотделитель

Влагоотделитель установлен в линии, соединяющей выходной патрубок конденсатора и входной патрубок подогревателя. Влагоотделитель предназначен для уменьшения содержания воды в горячем воздухе, поступающем из конденсатора.

Влагоотделитель выполняет следующие функции:

— извлечение водного конденсата,

— сбор извлеченной воды в отстойник,

— подача собранной влаги в трубопровод влагораспылителя,

— слив извлеченной воды в случае закупорки соединительной линии между влагоотделителем и влагораспылителем.

Влагоотделитель представляет собой сварной алюминиевый корпус, в котором располагаются закручивающая лопатка, коническая труба и отстойник с дренажным каналом. Поток воздуха создается закручивающей лопаткой. Содержавшийся в воздухе водный конденсат оседает на внутренней поверхности конической трубы. Потом конденсат собирается в отстойнике и сливается через дренажный канал. В случае засорения дренажного канала вода сбрасывается через дренажное отверстие за борт.

Ж. Влагораспылитель

Влагораспылитель установлен во входном воздуховоде скоростного потока воздуха выше по течению потока от двойного воздухо-воздушного теплообменника. Влагораспылитель распыляет воду, собранную влагоотделителем, для более эффективного

охлаждения продувочного воздуха перед подачей в двойной воздухо-воздушный теплообменник. Влагораспылитель состоит из соединительного разъёма, трубки и распылителя. Из влагоотделителя вода поступает по соединительному трубопроводу в влагораспылитель и впрыскивается на высокой скорости в поток продувочного воздуха выше по течению от двойного воздухо-воздушного теплообменника.

И. Заслонка регулирования температуры

Заслонка регулирования температуры устанавливается в трубопроводе за заслонкой регулирования расхода между входом горячего воздуха в двойной воздухо-воздушный теплообменник и выходом из турбины турбохолодильника в негерметичной зоне. Заслонка регулирования температуры предназначена для управления расходом горячего воздуха, перепускаемого в обход УОВ, с целью регулирования температуры воздуха на выходе из УОВ. Заслонка также используется как противообледенительное устройство в случае обнаружения обледенения на выходе турбины турбохолодильника.

Заслонка регулирования температуры представляет собой дроссельную заслонку, управляемую электроприводом.

Заслонка состоит из следующих частей:

— электропривода,

— заслонки,

— ролика,

— подшипников.

Электропривод состоит из двигателя с двойной обмоткой и двух микровыключателей, сигнализирующих об открытом или закрытом положении заслонки. Заслонка состоит из корпуса, створки клапана и вала. Подшипники удерживают вал в корпусе заслонки. При поступлении сигнала от блока управления КСКВ, электропривод вращает ролик и вал для установки клапана в соответствующее положение. Как только электропривод устанавливается в определенное положение, соответствующий микровыключатель открывается и передает на пульт управления сигнал о текущем состоянии заслонки. При этом другой микровыключатель остается закрытым.

К. Обратный клапан герметичной перегородки

Обратный клапан герметичной перегородки устанавливается в трубопроводе на выходе из УОВ и закрепляется на шпангоуте, отделяющем герметичную зону от негерметичной в обтекателе крыло-фюзеляж. Обратный клапан состоит из неметаллического корпуса, фланца и заслонки. На корпусе находиться пластина для крепления фланца. Сама пластина закрепляется на шпангоуте самолёта. Для изоляции фланца от корпуса обратного клапана между ними устанавливается прокладка. Обратный клапан предотвращает обратный ток воздуха в случае отказа УОВ или разрыва воздуховода, чтобы изолировать герметичную зону от негерметичной для предотвращения декомпрессии кабины.

Дата добавления: 2015-06-04