Кондиционер в самолете: устройство системы кондиционирования воздуха

Принцип работы системы кондиционирования воздуха в кабине самолета.

Система кондиционирования самолета предназначена для обогрева (охлаждения) и вентиляции кабины экипажа и пассажирского салона, а также для поддержания в гермокабине заданного давления и состава воздуха.
Кроме того, система кондиционирования обеспечивает подачу воздуха:
– к стартерам при запуске двигателей;
– в противообледенительную систему самолета;
– на обогрев ВСУ и механизма перестановки стабилизатора;
– на охлаждение оборудования;
– на наддув гидробака;
– и к другим потребителям.
Обычно система работает на воздухе, отбираемом от компрессоров работающих авиадвигателей, с температурой отбираемого воздуха до 500 градусов и давлением до 1,6 МПа. Воздух разделяется на два потока (линии). Один поток проходит систему интенсивного охлаждения и поступает в смеситель (холодная линия), второй поток поступает в смеситель напрямую (горячая линия). В смесителе оба потока дозированно смешиваются и затем подаются в гермокабину. Также горячий воздух на многих самолётах направляется в противообледенительную систему (ПОС) и проходит по трубам под обшивкой, обогревая её во избежание нарастания льда.

Для охлаждения воздуха применяют следующие типы теплообменников — воздухо-воздушные (ВВР) или топливно-воздушные радиаторы (ТВР) и турбохолодильники (ТХ). В сложных системах кондиционирования могут применяться несколько ступеней (каскадов) для охлаждения воздуха, и каждая — со своими автоматическими регуляторамитемпературы, например, на Ту-154 отобранный от двигателей воздух охлаждается в первичных ВВР и ТХ, установленных возле третьего двигателя, и подаётся к ПОС и СКВ, а в СКВ имеются по два вторичных ВВР и ТХ (установленных в носках корневых частей крыльев, для продува ВВР в крыльях сделаны небольшие воздухозаборники), охлаждающих воздух до пригодной для дыхания температуры. Типовой автоматический регулятор температуры (АРТ) состоит из задатчика температуры в кабине, датчика температуры в трубопроводе, электронного блока автоматического управления и исполнительного электромеханизма — регулирующей заслонки в трубопроводе. Значительная часть регуляторов в СКВ могут не иметь задатчика в кабине и работают только в автоматическом режиме.

При подаче охлаждённого воздуха в кабину/салон самолёта из воздуховодов СКВ может образовываться туман, который постепенно исчезает с выходом системы на устойчивый режим работы. Для предотвращения (уменьшения) этого явления при проектировании предусматриваются специальные меры (контур отделения влаги и сброс конденсата в забортное пространство из дренажных отверстий СКВ).

Давление воздуха в гермокабинах регулируется по специальным программам, которые несколько различаются на пассажирских (транспортных) машинах, тяжёлых маломанёвренных и манёвренных военных самолётах. Характерной программой для тяжёлых самолётов будет зона свободной вентиляции от 0 до 2000 метров, зона постоянного абсолютного давления и зона постоянного избыточного давления относительно стандартной атмосферы. Для манёвренных самолётов с целью уменьшения скорости изменения давления в кабине при вертикальных манёврах на высотах в пределах 2—7 км в программу регулирования вводится зона переменного давления. Регулирование давления производится автоматом регулирования давления (АРД), путём строго дозированного сброса избыточного воздуха из гермокабины в забортное пространство. На военных самолётах данный автомат имеет два режима работы — нормальный и боевой. В боевом режиме давление в кабине будет уменьшено — это делается для предотвращения баротравм у экипажа при резкой разгерметизации на больших высотах в случае, например, попадания снарядов. Повреждения гермокабины пулемётно-пушечным огнём истребителей при полёте на больших высотах вызывали взрывную декомпрессию и гибель экипажей бомбардировщиков Второй Мировой войны.

Кондиционированный воздух может подаваться не только в гермокабины, но и в технические отсеки для продува разнообразного электронного оборудования, с целью поддержания требуемого рабочего температурного режима блоков и агрегатов. На бомбардировщиках, способных нести свободнопадающие ядерные боеприпасы, СКВ обогревает весь негерметичный грузовой отсек (бомболюк) самолёта, поддерживая положительную температуру (управляемые ракеты со спец-БЧ не требуют внешнего обогрева, так как имеют конструктивную внутреннюю термостабилизацию). При наличии на борту летательного аппарата ВСУ воздух от компрессора ВСУ также отбирается в СКВ для наземного кондиционирования (обогрева или охлаждения) кабин и отсеков.

В аварийных случаях, для быстрого прекращения наддува кабины, например, при пожаре двигателя и поступлении дыма из воздуховодов в кабину, в СКВ предусматривают аварийные заслонки, практически мгновенно перекрывающие трубопроводы, или трёхходовые краны, которые в нормальном режиме плавно управляют заслонкой на открытие-закрытие, а в аварийном режиме электромотор работает в форсированном режиме только на закрытие. Также для аварийных случаев служит так называемая “вентиляция на малых высотах” или “вентиляция от скоростного напора”, служащая для проветривания кабины при задымлении, для чего предварительно необходимо снизиться до высоты 4000 метров, разгерметизировать кабину и включить вентиляцию.

Билет №_____16

1. Конструкция шасси самолета. Назначение шасси и основные требования, предъявляемые к нему.

Назначение шасси. Шасси представляет собой систему опор (рис. 7.1), необходимых для взлета, посадки, передвижения и стоянки самолета на земле, палубе корабля или воде.

Конструкция опоры состоит из опорных элементов — колес, лыж или других устройств, посредством которых самолет соприкасается с поверхностью места базирования (аэродромом), и силовых элементов — стоек, траверс, подкосов и других, соединяющих опорные элементы с конструкцией фюзеляжа или крыла. В конструкцию опор входит амортизационная система и тормозные устройства, которые позволяют:

воспринимать с помощью шасси возникающие при соприкосновении самолета с аэродромом статические и динамические нагрузки, предохраняя тем самым конструкцию агрегатов самолета от разрушения;

рассеивать поглощаемую энергию ударов самолета при посадке и рулении по неровной поверхности, чтобы предотвратить колебания самолета;

поглощать и рассеивать значительную часть кинетической энергии поступательного движения самолета после его приземления для сокращения длины пробега.

Основные требования к шасси, кроме общих ко всем агрегатам требований (например, возможно меньшая масса при достаточных прочности и долговечности), включают и ряд специфических требований. Шасси самолета должно обеспечивать в ожидаемых условиях эксплуатации (имеются в виду класс аэродрома, размеры и состояние ВПП, погодные условия и т.д.);

устойчивость и управляемость самолета при разбеге, пробеге, рулении, маневрировании и буксировке. Необходимые значения характеристик устойчивости и управляемости самолета при его движении по аэродрому достигаются во многом выбором схемы и параметров шасси, характеристик амортизационной и тормозной систем;

· Амортизацию динамических нагрузок, возникающих при посадке и рулении.

· возможность разворотов самолета на 180” на ВПП аэродромов заданного класса (определенной ширины).

· соответствие опорных элементов назначению, условиям эксплуатации и весовым характеристикам самолета.

· надежную фиксацию опор и створок шасси в выпущенном и убранном положениях. Должна быть исключена возможность самопроизвольного выпадания шасси в полете и складывания его на земле.

· Шасси самолета должно: иметь возможно меньшие габариты (меньшее лобовое сопротивление), особенно в убранном положении; обеспечивать самолету необходимый посадочный (а для некоторых схем шасси и взлетный) угол;

Устройство кондиционера в самолетах

Кондиционер в самолете необходим, чтобы каждый пассажир мог обезопасить себя от случайного инфицирования. При перелетах рядом могут сидеть люди с различными заболеваниями. Поэтому создана специальная система кондиционирования.

Кондиционер устроен индивидуально и не похожа на другие, которые привычно видеть в домашних условиях

Как устроена самолетная система вентиляции

Индивидуальные кондиционеры, которые есть над каждым пассажирским креслом, используют не тот воздух, которым дышат на земле. Он отбирается из рабочих двигателей. Первоначально он имеет температуру 500 градусов Цельсия.

Прежде чем этот состав попадет в кабину аэробуса, он проходит множественные ступени охлаждения. Поэтому на борту всегда прохладно, а влажность снижена. После забора из мотора, воздух делят на два потока: первый охлаждается и поступает в смеситель, а второй проходит через прямую линию кондиционера.

Следом происходит смешивание пришедших потоков, которые потом, как единое целое, поступают в гермокабину. Часть горячего двигательного воздуха проходит слабую обработку. В дальнейшем она направляется на обогрев внешней части кузова самолета. Это исключает обледенение крыльев и других частей лайнера.

Наледь на хвосте, концах крыльев по статистике самая частая причина авиакатастроф с летальным исходом.

Подогретый слегка воздух циркулирует в специальной системе, это небольшие патрубки, расположенные под обшивкой самолета.

Функции кондиционера в самолете

Кондиционер на борту самолета выполняет много полезных задач. Обеспечивает безопасность для организма человека. Если кто-то из пассажиров чихнул, микробы начинают быстро циркулировать в воздухе и попадают на слизистые оболочки. Чтобы этого не произошло, нужно во время полета запускать соответствующий тумблер над своим креслом.

Пример того, как выглядит кондиционер в самолете

Изучив особенности работы кондиционера в самолете, отмечают его следующие функции:

безопасность для дыхания;
предотвращение повышения артериального давления;
предупреждение проблем с кожей;
оптимальная атмосфера для новорожденных и грудничков.

Так как за бортом экстремальные условия, непосредственно в самолете установлены разные системы жизнеобеспечения. Такие же СКВ обеспечивают и кабину пилота.

Размещение кондиционера и его составные части

Над головой каждого пассажира есть кнопка запуска и сам отсек подачи потока кондиционированного воздуха. Состоит это приспособление из следующих деталей:

распределитель воздуха;
регулировщик давления;
обогрев;
охлаждение;
регулятор температуры.

Схема установки охлаждения самолета

Подача и рециркуляция воздушных масс осуществляется одновременно в салоне, кабине экипажа, а также туалетах и уборных на борту.

Блоки авионики также имеют свою систему кондиционирования. Она обеспечивает оптимальные показатели температуры воздуха в них.

Также присутствуют рециркуляционные устройства для отсеков багажного отделения. В результате при посадке пассажиры забирают свой багаж без посторонних запахов и абсолютно не отличающиеся по температурным показателям.

Подробный принцип работы

Рассмотрим по пунктам, как функционирует кондиционер летательного аппарата:

Воздух от двигателей температурой 500 градусов с давлением 1,6 мПа отбирается в специальный отсек.
Далее происходит разделение на два потока, вследствие чего производится его смешивание в специальном блоке.
Для охлаждения воздух поступает в теплообменники: турбохолодильники, топливно-воздушные радиаторы, а также воздухо-воздушные радиаторы.
Соответственно происходит несколько степеней охлаждения.
Каждая из них имеет свой диапазон температур, который и предоставляет отработанному воздуху.
Вторичные ТХ и ВВР, расположенные в носках крыльев самолета, обеспечивают пришедшему воздуху температуру, пригодную для дыхания.

Автоматический регулятор температуры имеет соответствующий датчик, который располагается в кабине и трубопроводе. Также присутствует блок автоматического управления и исполнительный механизм.

Система контроля показателей воздуха

В современных авиалайнерах система вентиляции редко оборудована заявленными датчиками, соответственно работа происходит автоматически.

При подаче чистого и охлажденного воздуха в кабине или салоне самолета может появиться туман. Он быстро рассеивается, поэтому пассажирам незачем пугаться.

Воздух на борту и его показатели

Воздух в самолете существенно отличается от того, который человек привык чувствовать. При этом разница для организма является значительной. Например, при взлете летательного аппарата пассажир начинает чувствовать некоторый дискомфорт на слизистых оболочках. Может заложить уши или начаться раздражение горла. Этому способствуют некоторые показатели.

Влажность воздуха

Этот параметр называют относительной влажностью воздуха. Ее величина составляет не более 20 %, чего очень мало для нормального функционирования дыхательной системы. В таких ситуациях человек обязан компенсировать недостаток влаги в собственном организме. Для этого на борту самолета предлагают различные освежающие напитки, воду. Во время длительных перелетов пренебрегать этим не стоит.

Особенности загрязнения воздуха

Комфорт и безопасность для дыхания на борту авиалайнеров достигается именно путем специальных средств и фильтров многократной очистки воздуха. Прежде чем воздух попадет в кабину экипажа или салон снова, он очищается.

Проблему загрязнения вызывают люди, а также некоторые природные факторы

Например, пассажир, являющийся носителем инфекции или пыль, попадающая на борт с ветром, а также с одежды людей. Чем выше концентрация пыли в воздухе на борту, тем серьезнее это влияет на состояние здоровья, соответственно, становится тяжелее дышать. В новых самолетах устанавливаются устройства-уловители, которые показывают количество вредных примесей в воздухе.

Как регулируют температуру воздуха в самолете

Тем, кто совершает полет впервые непонятно брать ли с собой на борт теплые вещи, ведь даже летом температура на большой высоте составляет –40 градусов. Современные авиалайнеры оборудованы системой отопления. Поэтому на борту самолетов поддерживается температура воздуха в диапазоне 15-20 градусов выше нуля.

Плюсовая температура поддерживается и в багажном отделении. Предположительный предел составляет 10-15 градусов тепла. Поэтому в отсеке можно перевозить продукты, а также лекарства без риска их порчи.

Принцип работы кондиционера при возгорании

В случае чрезвычайного происшествия на борту самолета, связанного с воспламенением, работа кондиционера происходит несколько иначе. Начинают срабатывать заслонки, которые предотвращают попадание дыма и гари в салон самолета от двигателя.

При таких авариях в системах запускается «вентиляция на малых высотах». Она работает при сильном задымлении кабины. Однако чтобы активировать этот режим, предварительно нужно снизить высоту полета до 4 000 метров, а затем только отключить датчик герметизации кабины и запустить систему кондиционирования воздуха.

Необходимость включения воздушного потока

Над каждым пассажирским креслом присутствует специальный пульт управления кондиционером и воздухозаборник, потребляющий поток и выдающий его обратно. Его нужно запускать сразу, как только самолет взлетел. Это делается для того, чтобы исключить попадание вирусов в организм. Благодаря воздушному барьеру происходит быстрое оседание патогенных микроорганизмов.

Однако, при выключении этой системы возникает еще одна проблема: при разговоре, чихании или кашле, вирусы активируются и снова поднимаются в воздух. Поэтому до завершения полета не рекомендуется выключать прибор. Если замерзли, лучше надеть теплую одежду.

Советуем ознакомиться со статьей на нашем сайте: что делать, если тошнит в самолете.

Кондиционер на борту самолета — это отдельная система, которая отвечает за несколько функций. Она создана специально для использования пассажирами. Каждый новый лайнер оборудован СКВ, поэтому бояться за собственную безопасность пассажиру не стоит.

О том, почему нужно включать кондиционер в самолете смотрите в видео:

Sukhoi Superjet 100

Реальность против домыслов

Разделы

Помощь

Случайные

…Отбор «традиционный» – с 7-й ступени КВД?

Поскольку система не совсем «традиционная» для нас, поэтому отборы производятся от портов низкого или высокого давления, расположенных соответственно на 3-й и 6-й ступенях КВД. Переключение происходит автоматически, в зависисмости от количества воздуха, требуемого в текущий момент для нужд СКВ 1 , а так же режима работы двигателя. В итоге, большую часть полётного времени отборы идут от 3-й ступени, а в случае «нехватки» воздуха (например — при снижении с эшелона на ПМГ), отборы переключаются на 6-ю ступень. Такая «игра» отборами, позволяет уменьшить нагрузку на двигатель и снизить расходы топлива.

… как «Сухому» удалось сертифицировать такой урезанный пульт КСКВ («AIR»)?…

Никаких проблем с пультом не было. Почти все функции СКВ (системы кондиционирования воздуха) выполняет в автомате, однако и ручных органов управления (на случай отказов) вполне достаточно для удевлотверения требований п.п. 25.831 и 25.841 в полном объёме.

Пульт СКВ управляет только включением отборов и регулированием температуры в кабинах. Кнопки «L AIR» и «R AIR» включают отборы от соответствующего двигателя, а кнопка «APU BLEED» переключает эти отборы на ВСУ (она имеет более высокий авторитет). При отжатии данной кнопки, отборы автоматически вернутся на двигатели. При отключении (или отказе) одного двигателя, обе УОВ автоматически подключаются к оставшемуся. Кнопка «RECIRC» подключает режим рециркуляции воздуха для уменьшения отборов от двигателей (снижение расхода топлива). Кнопка «RAM AIR» позволяет обеспечить наддув гермокабины (ГК) забортным скоростным напором, в случае аварийной ситуации. Поворотом кремальер «СKPT», «FWD CAB» и «AFT CAB» (при одноклассной компоновке — кремальер вместо трёх только две) регулируется температура в соответствующих зонах. Дополнительно «подстроить» температуру в салонах можно с переднего пульта б/проводников.

Давление воздуха в полёте автоматически поддерживается по закону, определяемому высотой аэродромов вылета, посадки и выбранных эшелонов. СКВ получает эту информацию из FMS, при вводе в неё плана полёта. На случай отказа САРД, на правой стороне потолочного пульта, расположена панель CAB PRESS. Кремальера «MAN RATIO» с позициями «DECR» — «INCR» позволяет изменять давление, а кремальера «LDG ELEV» задавать высоту аэродрома посадки (после нажатия соответствующих кнопок «MODE MAN-AUTO» и перехода в режим ручного управления). На этой же панели расположены кнопки «EMERG D-PRESS» для принудительной разгерметизации кабины, «PASS OXY» для ручного выброса пассажирских масок (если не сработали в автомате) и «DITCHING» — для закрытия всех клапанов в случае посадки на воду.

Вся индикация о состоянии СКВ (конфигурации отборов, параметры отбираемого воздуха, состояние УОВ, температура в кабинах, положение клапанов) выведена на соответствующую страницу «AIR» системных дисплеев, а основные параметры САРД (высота в кабине, скорость её изменения, перепад давления) продублированы ещё и на центральном дисплее.

…на опытных бортах проблемы с СКВ случались?

Поскольку СКВ одна из самых сложных систем на любом пассажирском самолёте, то на этапе доводки, с ней изрядно повозились, как же иначе (да и с другими системами тоже). Начать с того, что СКВ и двигатели должны непрерывно «видеть» друг друга, так как отборы воздуха существенно влияют на режимы и газодинамическую устойчивость движков. Поэтому все изменения ПМО FADEC, которые вносились в процессе испытаний и доводки двигателей, требовали ответных изменений в ПМО вычислителей кондиционирования. Т.е. система созревала и развивалась «последовательно-ступенчато», вместе с развитием и приближением двигателей к их окончательной типовой конструкции. Кроме того, в идеологии и техническом уровне самой СКВ, много нового для нас. Во-первых – это первая полностью цифровая СКВ, установленная на гражданском ВС российского КБ (может на Ту-204СМ подобная, не знаю). Во-вторых – наряду с уже привычными слагаемыми: системами кондиционирования, регулирования давления, противообледенительной, появилась дополнительная – система обнаружения утечек из трубопроводов горячего воздуха (СОУ). Правда, она является новой только для российских самолётов, а на всех зарубежных ВС установка СОУ сейчас уже обязательна – иначе не пройдёшь сертификацию по «их» нормам EASA и FAA.

Так что, СКВ достаточно «навороченная», потребовала и серьёзной доводки и высокой культуры производства при её монтаже. Затрудняюсь сказать, о каком конкретно «глючащем» датчике, сообщали «Ведомости» в своей статье, так как разных датчиков в системе много: расходы, давление и температуры воздуха и т.д. в разных магистралях, в кабине пилотов, салонах, отсеках. Кстати, в давние времена, на CRJ пришлось «помучиться» с СКВ во период ввода машины в эксплуатацию – ничего не поделаешь, за новизну решений иногда приходится платить.

Пётр пишет: …И сразу вопрос. Сравнивая СКВ/САРД Ту-154 и 737 пришёл к неутешительным выводам. Если на Ту-154 всё, что нагнетается в фюзеляж тут-же стравливается через 5 клапанов, то на 737 воздух сперва рециркулируется (с очисткой), и лишь потом некоторая его часть травится через единственный постоянно работающий в полёте (в нормальной ситуации, аварийные не в счёт) клапан. Отчего ИМХО имеет место быть нехилая экономия на отборе. Как обстоят дела у SSJ в этом вопросе? Есть ли рециркуляция? Сколько клапанов?

Коваленко Евгений пишет: ОТВЕЧАЮ. У нас тоже есть рециркуляция!

Инженер_2010: СКВ на SSJ построена по такому же принципу, как на “Айрбас”, “Боинг” и прочих современных ВС 2 – в полёте работает один основной клапан (OFV), расположенный в зоне переднего БГО 3 на шп. № 24, ближе к правому борту. Клапан управляется от обоих вычислителей IASC, имеет три привода заслонки (два канала автоматического управления и один ручного), сбрасывает воздух в обтекатель крыло-фюзеляж, в зоне ниши ООШ 4 . Дополнительно к основному клапану, есть ещё наземный (GV), который открывается только на пробеге, после обжатия опор шасси и позволяет ускорить выравнивание давления в ГК 5 . Так же имеются два аврийных клапана – для защиты от прямого и обратного перепада давлений. Наземный GV и аварийные клапаны расположены на заднем гермошпангоуте (№51), за стенкой кухонного модуля.

Режим «рециркуляции», конечно же, используется, он включается отдельной кнопкой на потолочном пульте СКВ. Так что экономия топлива – налицо. Правда по российским АП, этот рециркулированный воздух запрещается подавать в кабину экипажа. Поэтому конфигурация СКВ для «зарубежных» и «российских» машин немного отличаются. Для нас это дополнительный «геморрой», т.к. во время испытаний при высоких и низких ТНВ, приходится демонстрировать оба варианта работы системы – перестыковывать некоторые трубопроводы в районе переднего БГО, а вносить это изменение в конфигурацию, ребятам-технарям приходится, естественно, на стоянке. А на испытаниях им и так разной работы – «выше крыши». Но тут, как говорится, деваться некуда, ибо мы были обязаны продемонстрировать все имеющиеся опции.

…так уж и как у всех? Вроде обычно OFV ближе к заднему багажнику?

Инженер_2010: Понимаете, Пётр, я сравнил только общую идеологию работы КСКВ – цифровое управление, наличие контура рециркуляции и одного главного выпускного клапана (OFV), «комфортность» законов регулирования давления и т.д. Признаюсь – я ни разу не видел Боинг, Эрбас, Ту-204 или Ан-148 в разобранном виде, к большому своему сожалению. Согласен, что это пробел, т.к. крайне полезно знать конструкцию и нюансы аналогичных машин. Однако, так уж получилось, что SSJ, это первый и пока единственный пассажирский лайнер который мне довелось глубоко изучить. И скажу Вам честно, что я очень рад этому факту, считаю, что мне повезло поработать на этой прекрасной машине.

p.s. А что касается «детских» болезней самолёта, то не сомневаюсь, что мы их вылечим. Мы все над этим работаем и КБ и ЛИК – наряду с работами по расширению СТ, на машине проводятся доработки и полёты по устранению замечаний АФЛ. Если бы не наши российские «долгоиграющие» процедуры по внедрению бюллетеней, то давно бы уже всё устранили. Так что, отвечая на вопрос FRAMa, скажу та – да оптимизм присутствует! И поверьте, не только у меня, Евгения Коваленко и Максима, но даже у «сурового» Сергея Иванова.

Пётр пишет: Удачи Вам и Вашим коллегам в действительно нелёгком деле вылечивания «детских» болезней самолёта. 🙂

По материалам Engineer_2010

06 Jun 2012 15:26 (опубликовано: Monya Katz)

Принцип работы системы кондиционирования воздуха в кабине самолета.

Билет №_____16

1. Конструкция шасси самолета. Назначение шасси и основные требования, предъявляемые к нему.

· Амортизацию динамических нагрузок, возникающих при посадке и рулении.

· возможность разворотов самолета на 180” на ВПП аэродромов заданного класса (определенной ширины).

· соответствие опорных элементов назначению, условиям эксплуатации и весовым характеристикам самолета.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Кондиционер в самолете: устройство системы кондиционирования воздуха

15.2.2. Системы кондиционирования воздуха в гермокабинах

&nbsp&nbsp&nbsp Гермокабины (ГК) являются элементом силовой конструкции планера самолета и воспринимают нагрузку от аэродинамических и массовых сил и от внутреннего избыточного давления (см. раздел 10.4).
&nbsp&nbsp&nbsp Системы кондиционирования воздуха (СКВ) обеспечивают наддув (превышение давления в кабине над атмосферным давлением) и вентиляцию, отопление и охлаждение герметичных кабин (кабины экипажа, кабины пассажиров и грузовых отсеков), очистку подаваемого в герметичные отсеки воздуха от аэрозольного (от аэро- и нем. Sol – коллоидный раствор), состоящего из газовой смеси, в которой взвешены твердые или жидкие частицы, химического и других загрязнений, дезодорацию (от франц. des – приставка, означающая отрицание, уничтожение, удаление или отсутствие чего-либо, и лат. odoratio – запах) и ионизацию воздуха в кабине при полете и на земле. Кроме того, эти системы обеспечивают защиту стекол фонаря пилотов от запотевания, обдув (охлаждение) электронного (пилотажно-навигационного и радио-) и электрооборудования, а иногда и подачу горячего воздуха в систему воздушно-тепловых противообледенителей (антиобледенителей) передних кромок крыла и оперения (см. раздел 15.3). Большинство современных самолетов имеют атмосферные (неавтономные) ГК, которые вентилируются воздухом из окружающей среды, в отличие от автономных ГК, для которых запас кислорода находится на борту ЛА.
&nbsp&nbsp&nbspОдна из возможных принципиальных схем системы кондиционирования гермокабины пассажирского самолета представлена на рис. 15.9.
&nbsp&nbsp&nbspВоздух отбирается от компрессоров двигателей 1 с температурой до 500°С и давлением до 1,6 МПа (16 кгс/см 2 ), объединяется в общий поток и, проходя по трубопроводу 3, разделяется на два потока. Поток горячего воздуха 5 проходит через основную 6 (а в случае отказа – через дублирующую 2) систему охлаждения воздуха. Для охлаждения воздуха используют воздушно-воздушные, топливно-воздушные теплообменники и турбохолодильники.

Рис. 15.9. Принципиальная схема системы
кондиционирования гермокабины

&nbsp&nbsp&nbspПоток горячего воздуха 8 поступает прямо в смеситель 10, где смешивается с охлажденным потоком 7. Поступлением холодного воздуха в смеситель управляет кран 9, а подачей воздуха в гермокабину – ограничитель температуры 11 по сигналу регулятора температуры 4 в гермокабине. Пройдя через увлажнитель 12, в котором по сигналу датчика влажности воздуха в кабине 16 распыляется вода из бака 17, воздух с необходимыми параметрами температуры и влажности подается по системе трубопроводов 13 в гермокабину.
&nbsp&nbsp&nbspАвтоматический регулятор давления 14 управляет клапаном 15 выпуска кабинного воздуха в атмосферу.
&nbsp&nbsp&nbspСистемы кондиционирования поддерживают определенную влажность воздуха в гермокабинах. Влага, содержащаяся в воздухе в парообразном состоянии, может конденсироваться (от позднелат. condensatio – уплотнение, сгущение) и оседать в виде капель на стенках кабины, трубопроводах и, особенно, в теплозвукоизоляции. Скапливаясь, эта влага может существенно увеличить массу пассажирского самолета и даже нарушить его центровку. Удаление влаги из теплозвукоизоляции может потребовать специальных мер при наземном обслуживании самолета.
&nbsp&nbsp&nbspНаиболее благоприятным с физиологической точки зрения является давление в кабине, равное атмосферному давлению воздуха на уровне моря. Однако в этом случае на больших высотах будет возникать значительный перепад давления между кабиной и атмосферой, что, с одной стороны, потребует увеличения толщины обшивки кабины для обеспечения ее прочности и, как следствие, увеличения массы самолета, а с другой стороны, при внезапной разгерметизации ГК перепад давлений между кабиной и атмосферой будет очень большим и падение давления в ГК до атмосферного будет происходить очень быстро. Это явление принято называть взрывной декомпрессией .
&nbsp&nbsp&nbsp С одной стороны, в процессе декомпрессии может произойти лавинообразное разрушение конструкции гермокабины от микроразрушений, вызвавших разгерметизацию, до макроразрушений основных силовых элементов фюзеляжа, а с другой стороны, давление в легких человека не может уменьшаться так же быстро, как уменьшается давление в кабине при разгерметизации, и возможны несовместимые с жизнью человека баротравмы (от греч. baros – тяжесть) у пассажиров и членов экипажа – механические повреждения легких и других органов расширяющимся газом – разрывы, внутренние кровоизлияния, падение кровяного давления, замедление ритма сердца вплоть до остановки. Кроме того, происходит внезапный “перенос” пассажиров и экипажа в условия острой кислородной недостаточности. В результате развивающихся явлений острой гипоксии и аэроэмболизма человек теряет сознание и наступает смерть. Происходит также обмораживание вследствие постепенного понижения температуры в кабине до температуры наружного воздуха (порядка – 60°С).
&nbsp&nbsp&nbspС учетом всех этих условий выбираются программы регулирования давления в гермокабинах самолетов.
&nbsp&nbsp&nbspНаиболее благоприятная для пассажиров программа регулирования давления в гермокабине по высоте полета приведена на рис. 15.10, где p = p_H/p_o – относительное атмосферное давление, p_H – атмосферное давление на соответствующей высоте, p_o – атмосферное давление на уровне моря.

Рис. 15.10. Программа регулирования давления в гермокабине пассажирского самолета по высоте полета

Система кондиционирования воздуха воздушного судна

Требования норм летной годности самолетов к системе кондиционирования воздуха. Разработка системы кондиционирования воздуха среднемагистрального пассажирского самолета Ту-204 с помощью тепловлажностного расчета. Расчет приращения взлетной массы самолета.

Рубрика	Транспорт
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	29.03.2015
Размер файла	123,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Академия Гражданской Авиации

Система кондиционирования воздуха – одна из бортовых систем жизнеобеспечения. СКВ предназначена для поддержания давления и температуры воздуха в гермокабине летательного аппарата на уровне, обеспечивающем нормальную жизнедеятельность экипажа и пассажиров. Герметичность кабин обеспечивается их конструктивным исполнением, наличием уплотнений на дверях и люках, а также постоянным наддувом от СКВ.

С развитием авиации развивалась и система кондиционирования воздуха (СКВ). С ростом высоты, скорости и времени полета появились гермокабины (КБ), подсистема кислородного питания, охлаждение ГК и БРЭО. Основной целью СКВ является создать на борту самолета условия для жизнедеятельности человека в полете: поддержание заданного давления, температуры и влагосодержания воздуха, очищение воздуха от вредных примесей и охлаждение БРЭО.

Кондиционированием воздуха называют автоматическое поддержание в кабинах ЛА параметров воздуха (температуры, давления, относительной влажности, чистоты и скорости движения) на определенном уровне с целью создания комфортных условий для экипажа и пассажиров в полете и на земле и обеспечения необходимых режимов работы охлаждаемого бортового оборудования.

Основные требования норм летной годности самолетов к работе СКВ и ее подсистем сводятся к следующим:

· СКВ должна обеспечивать заданные значения давления, влажности и газового состава воздуха в кабине на всех режимах полета и на земле независимо от внешних климатических условий. Функционирование СКВ в кабине не должно зависеть от работы других систем, использующих общие с ней источники сжатого воздуха.

· Наддув кабины должен осуществляться двумя или более источниками сжатого воздуха. При этом СКВ должна состоять не менее чем из двух независимых подсистем, поддерживающих в полете нормальные температурные условия в кабинах при выходе из строя одной из них.

· Температура воздуха в кабине и в отсеках должна задаваться и управляться независимо.

· Должна предусматриваться возможность обогрева и охлаждения кабин на земле без запуска двигателей с помощью бортовых и наземных устройств.

· На самолетах с продолжительностью полета больше двух часов необходимо предусматривать систему увлажнения для поддержания относительной влажности в кабине не менее 25%.

Целью данной работы является разработка системы кондиционирования воздуха среднемагистрального пассажирского самолета Ту-204 с помощью тепловлажностного расчета, т.е. определение таких параметров агрегатов СКВ, при которых температура и относительная влажность воздуха в кабине самолета находились бы в заданных пределах.

Расчет СКВ производиться приближенным методом на двух режимах работы СКВ: при стоянке самолета и в режиме крейсерского полета. Эти два режима являются предельными и любое изменение внешних параметров влияющих на работу СКВ ограничено ими. Внутренние параметры проектируемой СКВ определяются техническим заданием на ее разработку.

Помимо этого, в данной работе, производится расчет приращения взлетной массы самолета, вызванного установкой на нем данной СКВ, приближенный расчет трубопроводов системы кондиционирования и предлагаемая схема компоновки агрегатов и элементов СКВ на самолете.

С подъёмом на высоту более 3 км у человека появляются признаки кислородного голодания. На высотах более 9 км из жидкости организма возможно выделение пузырьков газа (аэроэмболизм). На высотах более 19 км наблюдается закипание подкожной жидкости. Температура воздуха на высоте более 11 км может достигать ?60°C. Для полёта на летательном аппарате в таких неблагоприятных для жизни условиях и потребовалось создать бортовые системы жизнеобеспечения.

Принцип работы

Для охлаждения воздуха применяют следующие типы теплообменников – воздухо-воздушные (ВВР) или топливно-воздушные радиаторы (ТВР) и турбохолодильники (ТХ). В сложных системах кондиционирования могут применяться несколько ступеней (каскадов) для охлаждения воздуха, и каждая – со своими автоматическими регуляторами температуры, например, на Ту-154 отобранный от двигателей воздух охлаждается в первичных ВВР и ТХ, установленных возле третьего двигателя, и подаётся к ПОС и СКВ, а в СКВ имеются по два вторичных ВВР и ТХ (установленных в носках корневых частей крыльев, для продува ВВР в крыльях сделаны небольшие воздухозаборники), охлаждающих воздух до пригодной для дыхания температуры. Типовой регулятор температуры состоит из задатчика температуры в кабине, датчика температуры в трубопроводе, блока автоматического управления и исполнительного электромеханизма – регулирующей заслонки в трубопроводе.

кондиционирование воздух самолет

Давление воздуха в гермокабинах регулируется по специальным программам, которые несколько различаются на пассажирских (транспортных) машинах, тяжёлых маломанёвренных и манёвренных военных самолётах. Характерной программой для тяжёлых самолётов будет зона свободной вентиляции, зона постоянного абсолютного давления и зона постоянного избыточного давления относительно стандартной атмосферы. Для манёвренных самолётов с целью уменьшения скорости изменения давления в кабине при вертикальных манёврах на высотах в пределах 2-7 км в программу регулирования вводится зона переменного давления. Регулирование давления производится автоматом регулирования (АРД) путём сброса избыточного воздуха из гермокабины. На военных самолётах данный автомат имеет два режима работы – нормальный и боевой. В боевом режиме давление в кабине будет уменьшено – это делается для предотвращения баротравм у экипажа при резкой разгерметизации на больших высотах в случае, например, попадания снарядов. Повреждения гермокабины пулемётно-пушечным огнём истребителей при полёте на больших высотах вызывали гибель экипажей бомбардировщиков Второй Мировой войны.

Кондиционированный воздух может подаваться не только в гермокабины, но и в технические отсеки для продува разнообразного электронного оборудования. При наличии на борту ВСУ воздух от компрессора ВСУ также отбирается в СКВ для наземного кондиционирования (обогрева или охлаждения) кабин и отсеков.

Система охлаждения воздуха

Преимущество этой схемы СКВ перед схемами с влагоотделением в линии низкого давления заключается в более высокой степени осушки охлаждаемого воздуха. Применение второй ступени промежуточного сжатия охлаждаемого воздуха позволяет повысить экономичность и тепловую эффективность СКВ, а подогрев воздуха перед турбиной – увеличить ресурс работы турбохолодильника. Воздух из системы отбора подается в систему охлаждения через регулятор расхода. Сначала воздух охлаждается в предварительном теплообменнике АТ1 до некоторой температуры (определена в п.3), затем поступает в компрессор КМ турбохолодильной установки ТХ. После компрессора воздух поступает в “петлю” отделения влаги перед турбиной Т, которая образована регенеративным теплообменником АТ3, для испарения конденсата, и конденсатором АТ4 для конденсации влаги. Охлаждение воздуха в конденсаторе до необходимой температуры производится воздухом, выходящем из турбины. Водный конденсат отделяется во влагоотделителе ВД и впрыскивается в магистраль продувки основного теплообменника и далее в атмосферу. От установок охлаждения левого и правого борта воздух поступает в единый коллектор холодного воздуха, а оттуда – в кабину.

Рис. 1. Двухступенчатая система охлаждения с влагоотделением высокого давления.

Система кондиционирования воздуха воздушного судна содержит трубопровод для подачи свежего воздуха, который должен передаваться в кабину воздушного судна. Свежий воздух вдувается в кабину воздушного судна через выпуск. Вблизи выпуска расположена циклонная установка, имеющая основной корпус, распределительный элемент, впускное отверстие, которое сообщается с трубопроводом для подачи свежего воздуха, всасывающее отверстие, через которое воздух всасывается из кабины воздушного судна. Всасывающее отверстие сообщается непосредственно с кабиной воздушного судна. В основном корпусе циклонной установки создается первый циклонный поток за счет свежего воздуха, поступающего из трубопровода. В распределительном элементе создается второй циклонный поток за счет свежего воздуха первого циклонного потока, служащего в качестве приточного воздуха, и воздуха кабины. Воздух кабины всасывается через всасывающее отверстие из кабины воздушного судна и выбрасывается вместе со свежим воздухом через выпускное отверстие. Достигается повышение эффективности системы кондиционирования воздуха. 8 з. п. ф-лы, 3 ил.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Выбор и обоснование принципиальной схемы системы кондиционирования, ее тепло-влажностный расчет и область применения. Приращение взлетной массы самолета при установке на нем данной СКВ. Сравнение альтернативной СКВ по приращению взлетной массы.

курсовая работа [391,1 K], добавлен 19.05.2011

Факторы, влияющие на жизнедеятельность человека в полете. Требования к составу и чистоте воздуха герметической кабины. Основные агрегаты авиационных систем кондиционирования воздуха. Обзор комплексной системы кондиционирования воздуха самолета Ту-154М.

дипломная работа [3,5 M], добавлен 11.03.2012

Назначение системы кондиционирования воздуха (СКВ) самолета, определение состояния ее работоспособности. Описание устройства СКВ. Органы управления и индикация. Система подачи, рециркуляции воздуха. Работа систем регулирования давления и обогрева воздуха.

курсовая работа [4,6 M], добавлен 15.10.2015

Техническое описание самолета. Система управления самолетом. Противопожарная и топливная система. Система кондиционирования воздуха. Обоснование проектных параметров. Аэродинамическая компоновка самолета. Расчет геометрических характеристики крыла.

курсовая работа [73,2 K], добавлен 26.05.2012

Аэродинамическая компоновка самолета. Фюзеляж, крыло кессонного типа, оперение, кабина экипажа, система управления, шасси, гидравлическая система, силовая установка, топливная система, кислородное оборудование, система кондиционирования воздуха.

курсовая работа [2,4 M], добавлен 14.05.2015

Назначение депо и его структура. Расчет фронта и ритма работы сборочного цеха и малярного участка. Современные системы кондиционирования воздуха. Основные системы вентиляции воздуха пассажирских вагонов. Характеристика опасных зон на оборудовании.

дипломная работа [5,3 M], добавлен 01.04.2017

Термогазодинамический расчет ТРДД для среднемагистрального самолета пассажирского назначения. Расчет основных параметров и узлов двигателя: компрессоров и турбин низкого и высокого давления, вентиляторов. Уровень загрузки турбин; профилирование лопатки.

курсовая работа [4,4 M], добавлен 19.02.2012

Схемы крыла, фюзеляжа, оперения, шасси и двигателей самолета. Удельная нагрузка на крыло. Расчет стартовой тяговооруженности, взлетной массы и коэффициента отдачи по коммерческой нагрузке. Определение основных геометрических параметров самолета.

курсовая работа [805,8 K], добавлен 20.09.2012

Определение взлетной массы самолета в нулевом приближении. Выбор конструктивно-силовой схемы самолета и шасси. Определение изгибающего момента, действующего в крыле. Проектирование силовой установки самолета. Электродистанционная система управления.

дипломная работа [9,1 M], добавлен 01.04.2012

Статистическое проектирование облика самолета. Расчет поляр и аэродинамического качества во взлетной, посадочной и крейсерской конфигурациях. Конструкция лонжерона крыла. Технологический процесс листовой штамповки. Определение себестоимости самолета.

дипломная работа [2,1 M], добавлен 17.04.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.