Принцип действия противообледенительной системы
Механические противообледенительные системы. Принцип действия механических ПОС заключается в механическом деформировании слоя льда с последующим его сбрасыванием под действием аэродинамических, центробежных или других внешних силовых факторов.
В основу принципа действия электроимпульсных ПОС положено явление возбуждения в материале обшивки агрегата упругих волн напряжений с крутым передним фронтом. Они вызывают в ледяном слое напряжения, превосходящие его динамическую прочность, но не вызывают усталостных явлений в материале конструкции агрегата. Возникающий скачок напряжений при водит к мгновенному разрушению льда с последующим его удалением с поверхности набегающим потоком воздуха.
Преобразование электрических импульсов и импульсов упругих деформаций осуществляется в индукторах вихревых токов, представляющих собой соленоиды без сердечников. Поступающие из конденсаторных наполнителей электроэнергии импульсы электрической энергии проходят через обмотки соленоидов и создают в них переменное магнитное поле высокой частоты. Это поле, в свою очередь, наводит в металлической обшивке агрегат переменные вихревые токи и соответствующие упругие деформации, достаточные для разрушения льда. Практика эксплуатации электроимпульсных систем на самолёте показалаих высокую надёжность при работе в диапазоне температур до - 40° С. В сравнении сдругими типами эти системы характеризуются небольшим расходом энергии, малой массой и высокой компактностью элементов.
|
|
|
Весьма перспективным в будущем предполагается применение ультразвуковых ПОС.
Физико-химический способ основан на использовании специальных жидкостей и паст, которые либо понижаю температуру замерзания переохлаждённых капель воды, либо уменьшают силу сцепления льда с защищаемой поверхностью для последующего его удаления набегающим потоком воздуха.
В качестве рабочих жидкостей применяются различные спирты, спирто-глицериновые смеси или жидкости на основе гликолей, например этиленгликоль.
Применяемые на некоторых типах самолётов жидкостные ПОС работают либо в режиме предупреждения обледенения, либо в режиме периодического удаления льда с защищаемой поверхности. Ввиду пожарной опасности таких ПОС они имеют ограниченное применение.
Тепловые противообледенительные системы. Тепловой способ борьбы с обледенением заключается в нагревании защищаемой поверхности агрегата до температуры таяния льда или испарения осаждающейся на нее влаги. Так же как и ранее рассмотренные, тепловые ПОС работают в режимах постоянного или циклического действия.
|
|
|
В зависимости от вида используемой энергии эти ПОС подразделяются на воздушно-тепловые и электротепловые.
В воздушно-тепловых системах горячий воздух для обогрева поверхностей отбирается от компрессора двигателя или от специальных калориферных печей, устанавливаемых в удлинительной трубе после турбины. Поскольку из соображений сохранения прочности конструкций температура поступающего воздуха на вход в рабочие части ПОС не должна превышать 200 . . . 230° С, нередко применяется эжектирование, т. е. подмешивание атмосферного воздуха к отбираемому от компрессора. За счет этого удается несколько снизить объемы отбора воздуха и повысить КПД двигателя.
На рис. 5 изображен отсек крыла пассажирского самолета с воздушно-тепловым противообледенительным устройством.
Горячий воздух поступает через патрубок 3 в продольные каналы, образованные внутренней обшивкой 6, стенкой У и внешней обшивкой 5. Нагревая внешнюю обшивку и предотвращая этим ее обледенение, воздух затем через отверстия во внутренней обшивке и стенке лонжерона 4 выходит в окружающую атмосферу. Для уменьшения потерь тепла при движении горячего воздуха в продольном канале и в полостях теплообменника на стенке и внутренней обшивке носка стабилизатора установлена теплоизоляционная облицовка 2.
|
|
|
В электротепловых ПОС нагревательными элементами служат параллельно подсоединяемые к шинам металлические проволочки с высоким электрическим сопротивлением, металлическая фольга, а также токопроводящие пленки или ткани.
На рис. 6 показано схематическое устройство носка киля самолета электротепловыми нагревательными элементами.
Нагревательный элемент 3 в виде ряда константановых проволочек подсоединяется к каждой секции контактных шин 4. Для предотвращения короткого замыкания с внутренней 5 и наружной / обшивками его помещают между двумя панелями из стеклоткани. Нижняя панель выполняется из четырех и более слоев стеклоткани 6 для надежной тепловой изоляции, а верхняя — из двух слоев, которые обеспечивают только электроизоляцию нагревательного элемента.
В системах защиты крыла и оперения циклического действия наряду с секционными нагревательными элементами в районе передних кромок этих агрегатов устанавливаются постоянно обогреваемые металлические полосы, получившие наименование «тепловых ножей». Образовавшийся лед как бы
Рис. 5. Отсек крыла пассажирского самолета с воздушнотепловым противообледени-тельным устройством:
|
|
|
1 — стенка; 2 — теплоизолятор; 3 — патрубок; 4 — лонжерон; 5 — внешняя обшивка; 6 — внутренняя обшивка
Рис. 6 . Схематическое устройство носка киля самолета с электротепловыми нагревательными элементами:
1 — наружная обшивка; 2 — ленты теплового «ножа»; 3 — нагревательный элемент; 4 — контактная шина; 5 — внутренняя обшивка; 5 — стеклоткань
разрезается на верхнюю и нижнюю части, что облегчает удаление льда с поверхности агрегата. Значительно улучшаются условия для сбрасывания льда с больших площадей при дополнительной установке поперечных «тепловых ножей». В этом случае образуется своего рода панель ледяного покрова с оплавленными и деформированными кромками, которая удаляется при совместном воздействии ПОС циклического действия и набегающего воздушного потока. В качестве нагревательных элементов смотровых стекол фонарей кабин экипажа используются металлические молекулярные пленки из золота или сплава золота с висмутом. Они наносятся на поверхность стекла напылением этих металлов при испарении в условиях глубокого вакуума, что практически не ухудшает оптические свойства стекла. Такие стекла обладают в то же время свойством отражать инфракрасное излучение и не вызывают возникновение поляризационных или интерференционных эффектов.
Наиболее широкое применение для защиты крыла, оперения и воздухозаборников получили воздушно-тепловые и электротепловые ПОС. Началось внедрение электроимпульсных систем. Вместе с тем следует отметить, что применение воздушно-тепловых систем целесообразно в тех случаях, когда обогреваемые агрегаты расположены недалеко от источника тепла, так как в противном случае создаются затруднения в компоновке трасс и систем регулирования, увеличиваются потери тепла, а также увеличивается масса системы.
Защита винтов ТВД осуществляется с помощью электротепловых ПОС.
Для предотвращения обледенения смотровых стекол фонаря экипажа нашли применение электротепловые ПОС при одновременном обдуве внутренней их поверхности горячим воздухом, что предотвращает запотевание.
Контроль за началом обледенения осуществляется с помощью радиоизотопного сигнализатора обледенения. На щитке противообледенительной системы, расположенном на пульте бортинженера, имеется красная лампочка, которая загорается при срабатывании сигнала начала обледенения.
На этом же пульте бортинженера имеются другие сигнальные лампы, каждая из которых даёт сигнал о начале обледенения определённого элемента самолёта: предкрылков (жёлтая), входного направляющего аппарата (красная), четыре лампы сигнализации открытия электрокрана двигателя (жёлтые).
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 117; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!