Противообледенительная система авиационных силовых установок

На обледенение силовых установок оказывает влияние ряд факторов, основными из которых являются температура и относительная влажность воздуха, водность облаков, средний диаметр капель, скорость и высота полета летательного аппарата. Метеорологические условия, способствующие обледенению, характеризуются наличием переохлажденных капель воды или кристаллов льда, взвешенных в воздухе в виде облаков, тумана, дождя, мокрого снега и т. п. Летательный аппарат выводит содержащиеся в обтекаемом потоке воздуха переохлажденные капли воды из неустойчивого равновесия, и последние замерзают на его поверхностях.

При обледенении ГТД лед образуется на неподвижных поверхностях входного канала воздухозаборника, лопатках направляющего аппарата, обтекателе передней части двигателя, лопатках первой ступени компрессора, а также на носке входного диффузора (переднего капота), на входных патрубках продува генераторов и на других воздухозаборниках, расположенных на капоте двигателя.

Различают следующие виды льдообразований:

- прозрачный лед в виде стекловидной пленки с гладкой поверхностью. Он образуется при полетах в зоне переохлажденного дождя или мороси. Отложение такого льда наблюдается чаще всего в интервале температур окружающего воздуха ±5°С;

- малопрозрачный лед шероховатой, зернистой или кристаллической структуры. Такой лед образуется при полетах в облаках, содержащих большое количество переохлажденных капель различного размера, в диапазоне температур от 0 до минус 10°С;

- кристаллический лед, отлагающийся в небольших количествах при температуре ниже –10°С и при полете в облаках, состоящих из очень мелких капель переохлажденной воды. Иногда этот вид льда называют инеем.

- смешанные виды льдообразований. Наибольшую опасность представляют ледяные наросты неправильной формы, образующиеся при полете в зоне выпадения дождя и снега.

В отличие от летательных аппаратов, обледенение которых наступает при отрицательных температурах, ГТД могут подвергаться обледенению при температуре окружающей среды до 5–10°С. При работе двигателя на земле или малых скоростях полета во входном канале происходит засасывание воздуха и расширение его, в результате чего температура воздуха понижается и может достигнуть значений, при которых наступает обледенение. В силовых установках с ПД и ТВД вначале наступает обледенение винта, которое начинается с втулки или обтекателя втулки винта.

Образование льда на поверхности входного канала и непосредственно на входе в компрессор уменьшает расход воздуха и понижает тягу двигателя. В результате увеличивается удельный расход топлива, что приводит к неустойчивой работе компрессора и тряске двигателя, а также перегреву лопаток соплового аппарата и турбины. В ГТД с осевым компрессором интенсивное льдообразование происходит во входном направляющем аппарате, а также на лопатках первого ряда ротора и статора компрессора. Лед может сорваться и вызвать повреждение компрессора.

Для обеспечения нормальной работы двигателя в условиях обледенения необходимо создание специальных средств защиты, т. е. создание противообледенительных систем. Принцип действия большинства этих систем основан на том, что при включении их в работу температура защищаемых поверхностей поднимается до положительной и образование льда на них становится невозможным.

К числу требований, предъявляемых к ПОС, относятся такие:

- обеспечение безопасности полета в любых условиях обледенения и на всех режимах работы двигателей;

- надежность и эффективность работы при различных метеорологических условиях в широком диапазоне скоростей и высот полета, неограниченность времени работы;

- возможность регулирования интенсивности обогрева в зависимости от температуры наружного воздуха и интенсивности обледенения;

- безопасность включения системы при стоянке и рулении летательного аппарата;

- высокий темп нагрева защищаемых поверхностей;

- воздухозаборники двигателей и все выступающие детали в их каналах должны иметь противообледенительную систему непрерывного действия, не допускающую льдообразования на защищаемых поверхностях как на земле, так и в полете;

- наличие сигнализаторов начала обледенения и указателей интенсивности обледенения, минимальное время срабатывания датчиков, высокая чувствительность и отсутствие ложных срабатываний;

- безопасность в пожарном отношении;

- минимальный расход энергии;

- отсутствие мешающего действия на работу радио- и навигационного оборудования;

- малые вес и габариты;

- быстрая готовность к действию, желательно автоматическое включение и выключение от специальных сигнализаторов начала обледенения;

- простота ухода и эксплуатации, возможность контроля исправности системы на земле и в полете.

• Классификация противообледенительных систем
• Предотвращение обмерзания агрегатов
• Сигнализаторы обледенения
• Эксплуатация противообледенительных систем
• Воздушная система
• Противообледенительная система ДТРД Д-30
• Противообледенительная система ТВД АИ-20
• Система обогрева лопастей винтов
• Сигнализатор обледенения СО-12АМ

Статьи по теме:

Оценка влияния международного союза автомобильного транспорта на формирование грузоперевозок
Международный союз автомобильного транспорта (IRU) – это всемирная организация, занимающаяся проблемами автотранспорта в 68 странах на 4 континентах мира. IRU защищает интересы всей отрасли в целом н ...

Труд и отдых работников
Важным элементом организации труда является рациональная организация использования рабочего времени, что имеет большое значение для повышения эффективности производства. Отметим, прежде всего, то, чт ...

Определение аудита дорожной безопасности и его задач
Термин «аудит безопасности» осознанно принят вместо более традиционного термина «контроль безопасности». Термин «аудит безопасности» подразумевает анализ безопасности дороги с позиции ее восприятия в ...