5.7. Выводы

Основным преимуществом, ожидаемым от конфигурации без отбора воздуха самолёта Boeing 787, является уменьшение расхода топлива в результате получения более эффективного цикла двигателя и выработки дополнительной мощности, передачи электроэнергии и её использования. Также ожидается, что устранение сложной системы подачи воздуха приведёт к снижению необходимости частого технического обслуживания и ремонта самолётов, а также улучшит надёжность воздушного судна, так как при установке двигателя потребуется меньшее количество комплектующих деталей; не будет IDG (Integrated Drive Generator – Генератор со встроенным приводом), трубопроводов, узлов предварительного охлаждения, клапанов, устройств защиты от повышения давления в трубопроводах и избыточного нагрева; также не будет сжатого воздуха из вспомогательной силовой установки, на смену которой пришла более простая и более надёжная ВСУ. Конфигурация без отбора воздуха В-787 также характеризуется современной электроникой больших мощностей и двигателями, которые обеспечивают увеличение суммарной надёжности, снижение затрат и повышение производительности. И наконец, данная конфигурация подразумевает уменьшение массы самолёта, уменьшение количества деталей и более простой монтаж системы.

Выводы и рекомендации

На основании полученных результатов анализа трёх различных типов систем кондиционирования воздуха следует, что СКВ самого эксплуатируемого отечественного самолёта Ту-154М более сложна, имеет большую массу и имеет большее число отказов, чем СКВ одного из самых эксплуатируемых самолётов иностранного производства – самолёта А-320. После Ту-154М на отечественных самолётах следующего поколения, таких как Ту-204/214 и Ил-96-300 СКВ были кардинально изменены, и изменены действительно в лучшую сторону.

Характерными отказами и неисправностями КСКВ самолёта Ту-154М являются отказы воздухо-воздушного теплообменника (ВВТ 5307АТ), турбохолодильной установки (ТХУ 3318), пневматической системы весовой подачи воздуха (ПСВП), обратных клапанов 3203Т, 4477, 4672.

По модернизации КСКВ Ту-154М предлагаются следующие мероприятия:

1. ВВТ 5307АТ разместить в передней кромке пилона и сделать его работу, основанную на принципе работы ВВР 4458Т, т.е. роль продувочного воздуха в полёте будет выполнять набегающий поток (скоростной напор), а не воздух, отбираемый от второго контура двигателя. На земле, продувочный воздух будет по-прежнему отбираться от второго контура. Данное решение уменьшит расход топлива;

2. Для ПОС носков крыла использовать воздух не из КСКВ, а отработанный продувочный воздух либо за ВВТ 5307АТ, либо за ВВР 4458Т. Данное решение уменьшит расход воздуха в КСКВ, отбираемого от двигателей, тем самым снизит расход топлива;

3. Установить ограничитель оборотов на ТХУ 3318 и/или установить датчик превышения оборотов, соответственно с выводом светосигнализатора предупреждения об этом на панель бортинженера;

4. Установить ТХУ 3318 в звукопоглощающий корпус, а в патрубок сброса продувочного воздуха ВВР 4458Т установить глушитель шума;

5. Выполнить замену ВВТ 5307АТ на ВВТ 154.03.7603.300 разработки АНТК им. А.Н. Туполева и “Хамильтон Стандарт-Наука” с матрицей (собственно теплообменной частью конструкции) из материала “Инконель”;

6. Изменить конструкцию ПСВП;

7. Заменить все лепестковые клапаны на гравитационные клапаны.

В течение 2001…2004 года 14 % прерванных полётов самолётов семейства А-320 имеет отношение к главе 21, т.е. к СКВ, при этом характерными отказами и неисправностями СКВ семейства самолётов А-320 являются сбои в блоке AEVC (Avionics Equipment Ventilation Computer), разрушение хомутов во вторичном узле охлаждения, разрывы стенок конденсатора.

В течение 2004 года 8 % прерванных полётов самолётов семейства А-320 имеют отношение к главе 36 (системе отбора воздуха), при этом характерными отказами и неисправностями являются утечки отобранного воздуха из магистралей, ведущих от двигателя ко вторичному узлу охлаждения (к Pack), отбор продувочного воздуха высокой температуры от вентилятора двигателя на Precooler (ВВТ или первичный узел охлаждения), вследствие неправильной работы TCT (Temperature Control Thermostat), отбор продувочного воздуха высокой температуры по причине загрязнения фильтра TCT.

В течение 2001…2004 года невозможность совершения полёта или возвращение из полёта на базу самолётов семейства А-320 по причине неисправности СКВ соответствует 14 % от общего количества отказов, включающих отказы других самолётных систем. Наряду с отказами систем шасси и двигателей, это самый высокий показатель.

По модернизации СКВ самолётов семейства A-320 предлагаются следующие мероприятия:

1. Изменить схему управления клапанами и заслонками с пневматической на электромеханическую;

2. Установить новый блок AEVC, с обновлённой платой;

3. Заменить хомуты трубопроводов и патрубков в Pack на коррозионно-стойкие;

4. Увеличить толщину стенок конденсатора в Pack;

5. Установить испарительный увлажнитель воздуха;

6. Изменить установку датчика TCT в подсистеме отбора;

7. Уменьшить периодичность смотровых работ на предмет загрязнения фильтров TCT с 40 до 20 месяцев.

Как показывают тенденции развития самолётостроения, перспективными будут электрифицированные СКВ, собственно как и большинство других самолётных систем. В основе такой СКВ будут использоваться автономные компрессоры, приводимые во вращение от электрических двигателей, мощность электропривода на всех режимах будет в точности соответствовать той величине, которая необходима для функционирования СКВ.

Исследования показали [23], что электрификация СКВ позволит обеспечить:

- снижение потерь мощности до 30 %;

- сокращение массы трубопроводной системы и агрегатов на 20…30 %;

- сокращение расхода топлива на 1…2 %.

И уже сейчас примером такой системы может служить СКВ самолёта Boeing 787, которая позволит повысить уровень безопасности и регулярности полётов, а также сэкономить деньги на расходе топлива и обслуживании, в чём сейчас заинтересованы все авиакомпании мира.