Матвеенко А.М. (ред.) - Системы оборудования летательных аппаратов - 2005

1 — канал с одинарны м ш там п ованны м гоф ром; 2 — канал с двойны м гоф ром; 3 — кан ал , образованны й двойной о б ш и в ко й с ш там п ованны м и углублениям и для закл епок; 4 — ф ре­ зерованны й канал во в нутренней об ш ив ке, скл еп анн о й с н ар уж но й об ш ив кой ; 5 — фрезе­ рованны й канал в н а р уж н о й об ш ив ке, скл еп анн о й с внеш ней о б ш ив кой ; 6 — ф резерованны й кан ал в н а р уж н о й об ш ив ке, к котор ой приваривается внутренняя об ш ив ка

Рис. 12.29. Варианты рабочей части воздушно-тепловой ПОС:

1 — с перем енно й вы сотой рабочего канала; 2 — с деф лектором;

3 , 4 — с в ы соконапорной кам ерой; 5 — м и кр о э ж екто р н ая схема

ш и вки с наруж ной осущ ествляется с пом ощ ью роликовой или то ­ чечной сварки .

В целях повы ш ения ко эф ф и ц и ен та теплового исп ользован ия могут п ри м ен яться различны е варианты рабочей части воздуш ­ но -тепловой П О С , представленны е н а рис. 12.29. П ри ум еньш е­ н и и вы соты рабочего кан ала 1 и и сп ользован ии вы сокон ап орны х кам ер 3 и 4 происходит и н тен си ф и кац и я теплоотдачи от горячего воздуха к обш ивке за счет увеличения скорости течения. П ри м е­ нен ие деф лектора 2 позволяет повы сить температуру воздуха в р а ­ бочем канале и, следовательно, температуру обш ивки . Э ж ектирование отработанного воздуха в м икроэж екторн ой схеме 5 п о зво ­ ляет более полно использовать его тепловую энергию за счет м ногократного прохода одного и того ж е объем а воздуха по рабо ­ чим каналам .

Н есм отря н а при м ен ение более соверш енны х схем рабочей части, при сущ ествующ ей тенденции увеличения размеров несущ их поверхностей и соответственно зон защ иты П О С непреры вною действия требуют для своей работы м ощ ностей в сотни киловатт. Э тим объясняется стрем ление перейти к систем ам циклического

Рис. 12.30. Воздушно-тепловая ПОС крыла самолета Ил-62:

1 — пр ограм м ны й ком м утатор; 2 — пр ограм м ны й ко м м утац и о н н ы й м еханизм ПОС кры ла;

3 — обратны й кл апан; 4 — заслонка; 5 — трубопровод подачи горячего воздуха в СКВ и ПОС кры ла; 6 — трубопровод обогрева воздухозаборника радиатора; 7 — эж екто р для подачи те п ­

ловой смеси в секц и ю «0»; 8 — отверстие для выхода отработанного воздуха; 9 — тем пера­

турны й ком пенсатор; 1 0 — эж екто р подачи тепловой см еси в кам еру теплового «ножа»; 1 1 — тепловой «нож »; 12 — заслонка с переклю чателем; 13 — э ж екто р для подачи тепловой смеси в секц и ю 2, 14 — ц и кл и ч ески обогреваемая секц и я но ска; 15 — продольны й распределитель­ ны й канал; 16 — поперечны й рабочий канал; 77— трубопровод горячего воздуха

действия, позволяю щ им сущ ественно сократить энергозатраты на работу П О С .

В оздуш но-тепловая П О С циклического действия, установлен ­ н ая н а кры ле И л -62 (рис. 12.30), состоит из трех секц ий, работа­ ю щ их поочередно в течение 50 с каж дая. К орневая часть кры ла обогревается п остоянно и образование льда н а н ей не допускает­ ся. В кон струкции рабочей части для повы ш ения ко эф ф и ц и ен та теплового и сп ользован ия при м ен ено эж ектирование отработан ­ ного воздуха.

О днако в больш инстве случаев П О С циклического действия — это электротепловая систем а. П рим енен ие электротепловы х П О С чащ е всего обусловлено вы сокой чувствительностью двигателей к отбору воздуха, а такж е удобством передачи эн ерги и к защ ищ ае­ м ой поверхности. К ром е того, для ряда агрегатов JIA, наприм ер воздуш ны х винтов, при м ен ение систем других типов просто н е ­ возм ож но. И сточни ком пи тан ия электротепловой П О С является сам олетная сеть перем енного трехф азного тока напряж ением 115/208 В. Н агревательны й пакет противообледенителя состоит из нескольких слоев, одним из которы х является собственно н а ­

442 Противообледенительные системы ЛА

ВЫБОР ТИПА ПОС

В настоящ ее врем я наиболее эф ф екти вн ы м способом защ иты от обледенения является тепловой способ. П оэтом у во всех слу­ чаях, когда требуется надеж ная защ ита в достаточно ш ироком диапазоне условий обледенения, конструкторы стрем ятся п р и м е­

нять тепловы е П О С .

Прим енен ие других способов м ож ет бы ть целесообразны м

только в тех случаях, когда запас м ощ ности н а борту JIA о гр ан и ­ чен или к его защ ите от обледенения предъявляю тся м енее ж ес ­ ткие требования.

В ообщ е н а вы бор ти п а систем ы оказы ваю т влияни е следую щ ие основн ы е ф акторы :

■располагаем ы е энергетические ресурсы н а борту JIA и возм ож ­

ности их отбора от силовой установки в нуж ной ф орм е (горя­ чи й воздух, м еханический привод электрогенераторов);

■необходим ая степень защ иты от обледенения и диапазон тем ­ ператур, в котором долж на бы ть обеспечена эф ф екти вн ая р а ­ бота П О С ;

■возм ож ность конструктивного вы п олн ен и я различны х вар и ан ­

тов противообледенителей н а том или ином агрегате JIA;

■располож ение источников эн ерги и относительно защ ищ аем ы х поверхностей и удобство транспортировки энергии;

■возм ож ны е последствия отказов П О С .

Все эти ф акторы взаим освязаны и поэтом у при вы боре типа систем ы необходим их тщ ательны й анализ и ком п лексная оценка, а единого метода вы бора П О С для кон кретного JIA в настоящ ее врем я п ока не сущ ествует.

Тем не м енее уже н а ранних стадиях проекти рования м ож но дать приближ енную оценку массы П О С и энергозатрат н а ее ф ун к ­

где твзл — взлетная м асса сам олета, кг.

Д ля вертолетов эта м асса относительно вы ш е и даж е в лучш ем случае достигает 1,25 % от взлетной массы .

М асса противообледенителей зависит от п р и н ц и п а их работы .

где с — статистический коэф ф и ц и ен т; L — разм ах кры ла в метрах.

К о эф ф и ц и ен т с для воздуш но-тепловы х противообледените­ лей составляет около 5,8...6,0, а для электротепловы х — 3,8...4,1.

Ч то касается потребляем ой м ощ ности, то для тепловы х П О С удельная м ощ ность составляет около 10 к В т/м 2 для П О С п осто ­ ян н ого действия и около 15...20 к В т/м 2 для П О С циклического действия.

В качестве при м ера вы полни м приближ енную оценку эн ер го ­ затрат тепловой П О С постоянного и циклического действия. П усть площ адь защ ищ аем ой поверхности составляет 6 м 2. Тогда при постоянном обогреве поверхности систем а будет потреблять м ощ ность 60 кВт. Е сли используется ц и кли чески й обогрев повер ­ хности и вся поверхность разделена н а три секц ии, то затраты м ощ ности составят около 40 кВт. Н еобходим о им еть в виду, что увеличение числа секц ий приводит к повы ш ению удельной м о щ ­ ности П О С , возрастанию ее м ассы и сниж ению надеж ности. П о ­ этом у вы бор числа секц ий является по сущ еству оп ти м и зац и о н ­ н о й задачей.

Э лектроим пульсны е П О С , потребляя в десятки и даж е сотни раз м еньш е эн ерги и, чем тепловы е, им ею т прим ерно такие ж е ус­ тановочны е массы .

В настоящ ее врем я разрабаты ваю тся более соверш енны е м ето ­

ПОС СИЛОВЫХ УСТАНОВОК

Б езоп асн ость полета JIA в значительной степени зависит от норм альной работы силовой установки . П оэтом у для защ иты в о з­ духозаборников и двигателей от обледенения при м ен яю т надеж ­ ны е и вы сокоэф ф ективны е тепловы е способы .

Ш ирокое при м ен ение находят к ак воздуш но-тепловы е, так и электротепловы е П О С . К ром е того, иногда в качестве теп л о н о си ­ теля используется горячее масло из систем ы см азки двигателя. Ч асто П О С силовой установки является ком бин ированной .

П оскольку попадание льда даж е м алой толщ ин ы в воздуш ны й тракт двигателя край не неж елательно, чащ е всего П О С силовой установки —это систем а постоянного действия, не допускаю щ ая образован ия льда.

П О С силовой установки долж на осущ ествлять эф ф ективную защ иту в расш и ренном по сравнению с планером тем пературном д иапазоне, поэтом у в полете они вклю чаю тся гораздо чащ е: п р о ­

Рис. 12.36. Установка нагревательного пакета на лопасти винта:

1 — отфрезерованное углубление на защищаемой поверхности лопасти; 2 — оковка; 3 — тело лопасти; 4 — внутренняя электротеплоизоляция и наружная электроизоляция

Рис. 12.37. Коллекторный узел электротепловой ПОС воздушного винта:

1 — контактные щетки; 2 — контактные кольца токоприемника; 3 — текстолитовые изоля­ ционные шайбы; 4 — электропровод НЭ лопасти и обтекателя винта; 5, 6 — узлы крепления заднего диска обтекателя винта; 7 — корпус токосъемника

ли. О бщ ая толщ ин а нагревательного пакета, вклю чая оковку, не превы ш ает 2...3 мм.

Д ля передачи электроэн ерги и н а винт используется коллектор ­ ны й узел (рис. 12.37), состоящ ий из контактны х колец 2, вращ а­