3.4.4 Автоматы обогрева стекол и сигнализаторы обледенения

Для обогрева стекол кабины применяют автоматы обогрева АОС-1, 81М, ТЭР-1М. Первые два в качестве чувствительного элемента имеют термисторы, а третий - платиновый датчик сопротивления. У термисторов значение отрицательного температурного сопротивления пропорционально температуре. Между стеклами устанавливают по два чувствительных элемента, рабочий и запасной. При выходе из строя рабочего элемент включается запасной, что исключает немедленную замену всего стекла.

В автомат обогрева стекол АОС-81М входит поляризованное реле К3 (рис. 16.3, а), имеющее две обмотки. Обмотка 1 подключена параллельно регулировочному резистору Rр, обмотка 2 - параллельно термистору Rт. Между собой обмотки соединены последовательно и встречно. Все эле­менты схемы питаются от сети постоянного тока: поляризованное реле КЗ и термистор Rт — через автомат защиты F2 и выключатель S1, реле К1 — через автомат защиты F1 и контакты 1К2 элемент HЭ — через автомат защиты FЗ и контакты 1К1. При понижении температуры стекол м.д.с. обмотки, включенной параллельно термистору, увеличивается, так как растет сопротивление термистора. Магнитодвижущая сила обмотки, включенной параллельно резистору Rр, вследствие этого уменьшается. Возникает разность м.д.с. обмоток, которая вызывает замыкание контактов КР поляризованного реле и срабатывание промежуточного реле К2, замыкающего контакты 1К2. При этом напряжение сети постоянного тока через предохранитель F1 и контакты 1К2 подается на обмотку контактора К1.

Срабатывание контактора К1 вызывает замыкание контактов 1К1 и подключение через предохранитель РЗ нагревательного элемента НЭ к сети. Температура стекла повышается, сопротивление термистора падает. Результирующая м.д.с. обмоток поляризованного реле снижается, так как ток в первой обмотке 2 уменьшается, а 1 — увеличивается. Контакты 1КВ размыкаются, обмотка реле К2 обесточивается. При этом контакты 1К2 разрывают цепь обмотки контактора К1, контакты которого 1К1 отключают элемент НЭ от сети. Температура стекла начинает понижаться, происходят срабатывание двухобмоточного поляризованного реле и новое включение нагревательного элемента, т.е. процесс повторяется. Температура стекла колеблется около заданного среднего значения. Частота сра­батывания поляризованного реле и включение элемента ЯЭ определяются временем нагрева и охлаждения термистора, а следовательно, и измене­нием его сопротивления до значения срабатывания и отпускания поля­ризованного реле. Резистор Я и конденсатор С, включенные параллельно контактам поляризованного реле, образуют искрогасящую цепочку, улуч­шающую работу контактов.

В автомате обогрева стекол АОС-1 (рис. 16.3,6) чувствительным эле­ментом является мостовая схема, состоящая из термистора Rт, регули­ровочного резистора Rр и резисторов К1, К2. Кроме того, в схему входят магнитный усилитель А, реле, контакторы и выключатели. Эле­менты схемы питаются через аппараты защиты F1,F2: постоянным то­ком напряжением 27В — обмотки реле и контактора, током переменным напряжением 115 В, 400 Гц через автотрансформатор Т — нагревательный элемент НЭ, переменным током напряжением 36 В 400 Гц — усилитель А, собранный по схеме с внешней ПОС, которая создается обмоткой обрат­ной связи п>ос. Нагрузка усилителя А — обмотка промежуточного реле КЗ, подключенная вместе с обмоткой Wос на зажимы выпрямительного моста VI —V4. На эти же зажимы подключена обмотка подмагничивания н>п и одна из диагоналей измерительного моста ИМ. В другую диагональ моста включена обмотка управления Wу усилителя А. Обмотка Wп служит для выбора рабочей точки на нагрузочной характеристике МУ.

Автомат включают выключателем S1 подачей питания на реле К1, которое замыкает свои контакты 1К1, 1К2 и подключает напряжение на реле К2, усилитель и измерительный мост. Протекание тока в реле К2 приводит к замыканию контактов 1К2. В результате этого через контак­тор КЗ потечет ток, который вызовет замыкание его контактов и под­ключение автотрансформатора и элемента НЭ к сети 115В, 400 Гц. Реле К2 срабатывает, если температура стекла окажется ниже заданной. При повышении температуры стекла сопротивление термистора Rт снижается, напряжение на выходной диагонали моста ИМ и ток в обмотке Wу уменьшаются, и реле К2 отпускает свои контакты. Контактор КЗ отклю­чается от сети, а его контакты размыкаются и отключают автотрансформатор, питающий элемент НЭ. Если температура стекла падает, сопротивление термистора возрастает. При определенном значении сопротивления термистора Rт, зависящей от температуры, реле К2 снова срабатывает и вызывает повторение процесса. Температура обогрева сте­кол колеблется около заданного значения, изменяясь от минимального до максимального.

Рис.3.6.Принципиальные электрические схемы автоматов обогрева стекол АОС-81М (а) и АОС-1 (б)

Регулятор температуры стекла ТЭР-1М состоит из полупроводникового усилителя с непосредственной связью, собранного на двух триодах VI, V2 (рис. 3.7), и триггерной ячейки, образованной триодами VЗ, V4. На выходе триггерной ячейки включена обмотка контактора К1, кон­такты 1К1 которого включают и отключают пленочный нагревательный элемент НЭ стекла, питаемый переменным током через автотрансформатор Т. Чувствительным элементом регулятора служит термодатчик, пред­ставляющий собой зигзагообразную спираль из платиновой проволоки диаметром 0,03 мм, наклеенную на внутреннюю поверхность наружного стекла. Термодатчик Rт и резистор R8 образуют делитель напряжения.

При снижении температуры сопротивление термодатчика уменьшается, что приводит к повышению потенциала на базе транзистора VI и уве­личению тока в цепи коллектор — эмиттер. Напряжение на резисторе R5 падает, ток, проходящий через транзистор V2, снижается. Следовательно, падение напряжения на резисторе R2 уменьшается, потенциал на базе транзистора V3 повышается, его эмиттерно-коллекторный ток падает (транзистор VЗ выходит из режима насыщения). На базу транзистора V4 подается более отрицательный потенциал. Ток увеличивается (транзистор V4 выходит из режима отсечки). Это способствует дальнейшему умень­шению тока через транзистор VЗ за счет ПОС, благодаря резистору RЗ. В результате этих процессов транзистор VЗ переходит в режим отсечки, а транзистор V4 — в режим насыщения, т. е. триггер переключается. Контактор К1 срабатывает и включает элемент RЭ. Температура стекла повышается, сопротивление термодатчика увеличивается, ток через тран­зистор VI уменьшается, а через V2 возрастает, что приводит к переклю­чению триггера. В результате контактор К1 своими контактами 1К1 отключает элемент RЭ. Описанный процесс периодически повторяется.

При этом температура стек­ла колеблется около задан­ного среднего значения. Ре­гулятор настраивают на за­данную температуру резис­торами R7, R8. Резисторы R1-Rб образуют делитель напряжения. Резистор К4 является нагрузкой транзистора VЗ. Все элементы схемы питаются напряже­нием 27В через автомат защиты F1.

Сигнализаторы обледенения дают информацию о необходимости включения противообледенительной системы. При этом сигнализатор должен выдавать сигнал раньше, чем будет обнаружено обледенение визуально. Противообледенительная систе­ма может включаться автоматически и вручную. Применяют сигнализаторы двух типов: реагирующие на образовавшийся лед и на определенные условия, приводящие к обледенению. Сигнализаторы первого типа выдают сигнал с запаздыванием, так как лед образуется не сразу. Сигнализаторы второго типа реагируют на наличие в атмосфере переохлажденных капель воды и дают предупредительный сигнал, что позволяет включить систему раньше, чем начнется обледенение.

Рис. 3.7. Принципиальная электрическая схема регулятора температуры ТЭР-1м

Сигнализаторы обледенения бывают пневматическими, радиоизотопными и резисторными. Основной элемент каждого сигнализатора — дат­чик. У пневматических сигнализаторов в качестве датчика использовано сочетание приемника воздушного давления с дифференциальным манометром. Датчик устанавливают в воздушном канале авиадвигателя. Он сравнивает динамическое давление со статическим с помощью мембраны, отделяющей полость динамического давления от статического. При отсутствии обледенения динамическое давление, воздействующее на мембрану, превышает статическое давление. В результате этого мембрана прогибается и разрывает контакт в цепи питания реле и сигнальной лампы. При возникновении обледенения в воздушном канале авиадвигателя динамическое давление перед мембраной уменьшается вследствие закрытия отверстия пленкой льда. Давление в камерах выравнивается с помощью жиклера, подвижный контакт на мембранной пружине соединяется с неподвижным. Это приводит к срабатыванию реле и загоранию лампы. При срабатывании реле подается сигнал на включение нагревательного элемента, предназначенного для обогрева. Аналогичные сигнализаторы используют для контроля за обледенением крыльев и оперения ЛА.

Радиоизотопный сигнализатор обледенения, как и пневматический, относится к сигнализаторам обледенения первого типа. Один из них — сигнализатор обледенения РИО-2М, в котором использует явление поглощения р-излучения слоем льда, образующимся на цилиндрическом штыре, расположенном в воздушном потоке. Источник р-излучения 1 (рис. 3.8): помещен в верхнюю часть штыря 2, стенки которого имеют разную толщину, р-частицы, проникая через тонкую стенку штыря и окно 5, попадают на газоразрядный счетчик 4. Электроды счетчика находятся под напряжением постоянного тока. Каждая р-частица, достигая счетчика, вызывает электрический ток. Нарастание льда на стенке штыря уменьшает число р- частиц, достигающих счетчика. Для периодического освобождения штыря от льда служит нагревательный элемент 3. Чем больше р-частиц, достигающих счетчика в единицу времени, тем больше ток в цепи дат­чика и управляющей цепи электронного блока, с которым датчик соединен электрически.

Кроме рассмотренных, имеются другие сигнализаторы, реагирующие на образование льда и наличие в атмосфере переохлажденных капель воды.

При эксплуатации противообледенительных систем крыльев и оперения следят за состоянием обшивки носков крыльев и оперения. Если имеются повреждения в виде вмятин или пятен перегрева, проверить ток, потребляемый секцией, и степень нагрева поврежденного участка, сравнивая их с токами и степенью нагрева симметрично расположенной, заведомо исправной секции. При проверке потребляемого тока используют аэродромный источник электроэнергии. Предохранитель в цепи симметрично расположенной секции снимают. Время включения секции на землю  2 мин. Степень нагрева проверяют на ощупь. Длительность импульсов поступающих на секции контролируют секундомером.

Рис. 3.8. Радиоизотопный сигнализатор обледенения РИО-2м

Работоспособность противообледенительной системы проверяют при опробовании авиадвигателей. Значение тока контролируют по показаниям бортовых амперметров. Работоспособность противообледенительной системы винтов ЛА с турбовинтовыми двигателями проверяю перед полетом при работающих двигателях. При этом измеряют ток и время включения. Выход из строя хотя бы одного нагревательного элемента приводит к уменьшению тока по сравнению с номинальным исправной секции. Время включения при проверке не должно превышать. 2 — 3 мин.

Если систему проверяют при неработающих двигателях, аэродромные источники электроэнергии подключают не более чем на 2 мин, так как винты не вращаются и теплоотдача в окружающую среду от нагрева тельных элементов небольшая. Для предотвращения пригорания щеток к контактным кольцам винты проворачивают вручную. Нагрев поверхности контролируют на ощупь, а значение тока — по приборам наземнош агрегата.

При выполнении регламентных работ проводят осмотр датчиком и измеряют сопротивление изоляции соединительных проводов. Уменьшение сопротивления изоляции свидетельствует о начавшемся разрушении и о необходимости ремонта или замены нагревательного элемента, при этом измеряют и сопротивление самого нагревательного элемента.

Сигнализаторы обледенения проверяют с учетом их типа и размещения. Пневматические сигнализаторы обледенения, размещенные в воздухозаборниках двигателей, проверяют при опробовании авиадвигателей. При этом должна загореться сигнальная лампа. Иногда в имитаторе запуска, используемом для проверки системы запуска авиадвигателей, предусмат­ривают цепи для проверки сигнализатора обледенения.

Для проверки контактов датчика обледенения используют кнопку, вклю­ченную параллельно этим контактам. Если при проверке лампа не заго­релась, нажимают на кнопку. Загорание лампы от кнопки свидетельствует о неисправности контактов датчика.

При эксплуатации радиоизотопного сигнализатора обледенения следят, чтобы не было отложения грязи, пыли и снега на выносном штыре и фланце датчика. На стоянке штырь датчика закрывают защитным кожухом с красным флажком. Перед полетом защитный кожух снимают. В датчике сигнализатора использован радиоактивный изотоп, мощность дозы излучения которого на поверхности датчика с зачехленным штырем составляет 10 мР/ч. Поэтому при работе с ним и при его хранении необходимо соблюдать меры радиационной безопасности. Радиоизотопный сигнализатор обледенения работает совместно с электронным усилитель­ным блоком (на схеме не показан). Для проверки работоспособности электронного блока сигнализатора его включают и прогревают в течение 2—3 мин. После этого прибор отключают и через 3—5с включают снова. Если прибор исправлен, при повторном включении на 15 — 30с должна загореться и погаснуть сигнальная лампа «Зона обледенения».

Если при включении любого сигнализатора обледенения перед полетом горит сигнальная лампа, экипаж включает противообледенительную сис­тему; при выходе из зоны обледенения ее отключают.

Для проверки сигнализаторов обледенения используют также имитатор льда, устанавливаемый на штырь датчика.