1.4. Сис­те­ма за­пус­ка, за­жи­га­ния и управ­ле­ния ре­жи­ма­ми ра­бо­ты

си­ло­вых ус­та­но­вок

Про­цесс вы­во­да си­ло­вой ус­та­нов­ки из не­под­виж­но­го со­стоя­ния на ре­жим ма­ло­го га­за на­зы­ва­ет­ся за­пус­ком.

За­пуск дви­га­те­ля сис­те­мой за­пус­ка мо­жет осу­ще­ст­в­лять­ся пря­мым ме­то­дом с по­мо­щью стар­тер-ге­не­ра­то­ров или кос­вен­ным ме­то­дом с по­мо­щью тур­бо­стар­те­ров.

За­пуск са­мих ге­не­ра­то­ров осу­ще­ст­в­ля­ет­ся элек­тро­стар­те­ра­ми мощ­но­стью не бо­лее 1 кВт.

Элек­тро­стар­тер пред­став­ля­ет со­бой элек­тро­дви­га­тель по­сто­ян­но­го то­ка. При обыч­ной ра­бо­те ГТД стар­тер-ге­не­ра­тор ра­бо­та­ет в ка­че­ст­ве ге­не­ра­то­ра, а в пе­ри­од за­пус­ка - в ка­че­ст­ве элек­тро­дви­га­те­ля (стар­те­ра), обес­пе­чи­ваю­ще­го хо­лод­ную про­крут­ку ТРД.

Сис­те­ма за­жи­га­ния обес­пе­чи­ва­ет вос­пла­ме­не­ние го­рю­чей сме­си в ос­нов­ных и фор­саж­ных ка­ме­рах сго­ра­ния.

Она со­сто­ит из ис­точ­ни­ков вы­со­ко­го на­пря­же­ния (пус­ко­вых ка­ту­шек), све­чей, со­еди­ни­тель­ных про­во­дов и ком­му­та­ци­он­ной ап­па­ра­ту­ры.

Ос­нов­ны­ми ре­гу­ли­руе­мы­ми па­ра­мет­ра­ми си­ло­вой ус­та­нов­ки яв­ля­ют­ся: час­то­та вра­ще­ния, тем­пе­ра­ту­ра га­зов пе­ред тур­би­ной и в фор­саж­ной ка­ме­ре. Ре­гу­ли­ров­ка этих па­ра­мет­ров осу­ще­ст­в­ля­ет­ся из­ме­не­ни­ем то­п­ли­ва в ра­бо­чих и фор­саж­ных ка­ме­рах, умень­ше­ни­ем вы­ход­но­го се­че­ния ре­ак­тив­но­го со­пла и др.

2. Системы обеспечения жизнедеятельности экипажа ла

В по­ле­те на эки­паж дей­ст­ву­ют раз­лич­ные фак­то­ры, спо­соб­ные на­ру­шить нор­маль­ную дея­тель­ность. К ним от­но­сят­ся:

- по­ни­же­ние ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния,

- ско­рость из­ме­не­ния дав­ле­ния воз­ду­ха,

- из­ме­не­ние тем­пе­ра­ту­ры и влаж­но­сти воз­ду­ха, пе­ре­груз­ки и др.

По­ни­же­ние ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния с уве­ли­че­ни­ем вы­со­ты полета при­во­дит к умень­ше­нию пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния кислорода, которое ве­дет к ки­сло­род­но­му го­ло­да­нию. Дли­тель­ное ки­сло­род­ное голодание при­во­дит к по­те­ре соз­на­ния и смер­ти.

Ми­ни­маль­ным до­пус­ти­мым пар­ци­аль­ным дав­ле­ни­ем ки­сло­ро­да яв­ля­ет­ся дав­ле­ние 0 мм. рт. ст., со­от­вет­ст­вую­щее дав­ле­нию на вы­со­те 4500 м. Та­кое парциальное дав­ле­ние обес­пе­чи­ва­ет на­сы­ще­ние кро­ви ки­сло­ро­дом на 80-85%.

С це­лью по­вы­ше­ния на­деж­но­сти ки­сло­род­но­го пи­та­ния эки­па­жей ЛА за ми­ни­маль­ную фи­зио­ло­ги­че­скую нор­му пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния ки­сло­ро­да при по­ле­тах днем при­ня­то дав­ле­ние в 98 мм. рт. ст., со­от­вет­ст­вую­щее вы­со­те 3000 м. В ноч­ных по­ле­тах ре­ко­мен­ду­ет­ся поль­зо­вать­ся ки­сло­ро­дом на вы­со­тах бо­лее 2 км.

На вы­со­тах бо­лее 8 км из жид­ко­сти ор­га­низ­ма начинается выделение пу­зырь­ков азо­та, со­про­во­ж­даю­щее­ся бо­лез­нен­ны­ми ощу­ще­ния­ми. На вы­со­тах, свы­ше 19 км на­блю­да­ет­ся за­ки­па­ние под­кож­ной жид­ко­сти, что мо­жет при­вес­ти к смер­тель­но­му ис­хо­ду.

Тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха на вы­со­тах бо­лее 11000 м сни­жа­ет­ся при­мер­но до -60 С, что тре­бу­ет при­ня­тия мер по обог­ре­ву ка­бин.

Влия­ние пе­ре­гру­зок на ор­га­низм за­ви­сит от ве­ли­чи­ны, на­прав­ле­ния и про­дол­жи­тель­но­сти их дей­ст­вия. Наи­бо­лее опас­ными яв­ля­ют­ся пе­ре­груз­ки, на­прав­лен­ные вдоль те­ла че­ло­ве­ка, ко­то­рые при 4-крат­ной пе­ре­груз­ке мо­гут при­во­дить к по­те­ре соз­на­ния.

Для обес­пе­че­ния жиз­не­дея­тель­но­сти эки­па­жей на ЛА при­ме­ня­ют­ся:

- сис­те­мы кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния воз­ду­ха в гер­мо­ка­би­нах (для соз­да­ния мик­ро­кли­ма­та),

- сис­те­мы ки­сло­род­но­го пи­та­ния эки­па­жей (для под­дер­жа­ния за­дан­но­го зна­че­ния пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния ки­сло­ро­да во вды­хае­мом воз­ду­хе) и

- вы­сот­ное спец­сна­ря­же­ние.

Сис­те­мы кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния воз­ду­ха в гер­мо­ка­би­нах. Ос­нов­ным сред­ст­вом обес­пе­че­ния жиз­не­дея­тель­но­сти эки­па­жей при по­ле­те яв­ля­ют­ся гер­ме­ти­че­ские ка­би­ны.

Не­об­хо­ди­мый мик­ро­кли­мат в этих гер­мо­ка­би­нах соз­да­ет­ся сис­те­мой кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния воз­ду­ха, обес­пе­чи­ваю­щей под­дер­жа­ние дав­ле­ния и тем­пе­ра­ту­ры в за­дан­ных пре­де­лах. В на­стоя­щее вре­мя при­ме­ня­ют­ся гер­мо­ка­би­ны вен­ти­ля­ци­он­но­го ти­па, в ко­то­рых осу­ще­ст­в­ля­ет­ся не­пре­рыв­ная по­да­ча спе­ци­аль­но от­ра­бо­тан­но­го воз­ду­ха и вы­пуск его из­лиш­ков в ат­мо­сфе­ру со­вме­ст­но с про­дук­та­ми жиз­не­дея­тель­но­сти эки­па­жа.

Сис­те­мы ки­сло­род­но­го пи­та­ния эки­па­жей. Сис­те­мы ки­сло­род­но­го пи­та­ния пред­на­зна­че­ны для под­дер­жа­ния нор­маль­но­го пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния ки­сло­ро­да во вды­хае­мом воз­ду­хе.

Сис­те­мы ки­сло­род­но­го пи­та­ния по прин­ци­пу по­да­чи ки­сло­ро­да чле­нам эки­па­жа под­раз­де­ля­ет­ся на:

- сис­те­мы ки­сло­род­но­го пи­та­ния не­пре­рыв­ной по­да­чи и

- ком­би­ни­ро­ван­ной по­да­чи.

В сис­те­ме ки­сло­род­но­го пи­та­ния не­пре­рыв­ной по­да­чи ко­ли­че­ст­во ки­сло­ро­да, по­сту­паю­ще­го к ды­ха­тель­ным пу­тям чле­нов эки­па­жей, ме­ня­ет­ся с вы­со­той по­ле­та по прин­ци­пу: чем боль­ше вы­со­та, тем боль­ше по­да­ча ки­сло­ро­да. Дан­ная сис­те­ма не обес­пе­чи­ва­ет эко­ном­но­го рас­хо­да ки­сло­ро­да.

В от­ли­чие от сис­те­мы ки­сло­род­но­го пи­та­ния не­пре­рыв­ной по­да­чи в сис­те­ме пре­рыв­ной по­да­чи по­сту­п­ле­ние ки­сло­ро­да к ды­ха­тель­ным пу­тям осу­ще­ст­в­ля­ет­ся толь­ко во вре­мя вдо­ха. При этом ко­ли­че­ст­во по­да­вае­мо­го ки­сло­ро­да со­от­вет­ст­ву­ет по­треб­ной ве­ли­чи­не ле­гоч­ной вен­ти­ля­ции и обес­пе­чи­ва­ет эко­ном­ное его рас­хо­до­ва­ние.

Сис­те­ма ки­сло­род­но­го пи­та­ния ком­би­ни­ро­ван­ной по­да­чи пред­став­ля­ет со­бой со­че­та­ние сис­тем не­пре­рыв­ной и пре­рыв­ной по­да­чи ки­сло­ро­да.

Благодаря вы­со­кой на­деж­ности такая система по­лу­чи­ла наи­боль­шее при­ме­не­ние на со­вре­мен­ных са­мо­ле­тах.

Состав системы кислородного питания: бал­ло­ны с га­зо­об­раз­ным и жид­ким ки­сло­ро­дом, ки­сло­род­ный ре­дук­тор, ре­гу­ля­тор не­пре­рыв­ной и пре­рыв­ной по­да­чи ки­сло­ро­да, ме­ха­низм ма­ло­го из­бы­точ­но­го дав­ле­ния, ав­то­мат под­со­са воз­ду­ха и ки­сло­род­ная мас­ка.

Часть ки­сло­ро­да по спе­ци­аль­но­му пу­ти по­сту­па­ет в вы­сот­но-ком­пен­си­рую­щую оде­ж­ду.

Га­зо­об­раз­ный ки­сло­род хра­нит­ся на са­мо­ле­тах в спе­ци­аль­ных бал­ло­нах под дав­ле­ни­ем 150 атм, жид­кий ки­сло­род - в са­мо­лет­ных ки­сло­род­ных га­зо­фи­ка­то­рах.

При­ме­не­ние га­зо­фи­ка­то­ров по­зво­ля­ет умень­шить га­ба­ри­ты ис­поль­зуе­мой для хра­не­ния ки­сло­ро­да ап­па­ра­ту­ры в 5-6 раз и сни­зить дав­ле­ние ки­сло­ро­да в пи­таю­щих ма­ги­ст­ра­лях со 150 до 8-10 атм.

Вто­рым эле­мен­том сис­те­мы ки­сло­род­но­го пи­та­ния яв­ля­ет­ся ки­сло­род­ный ре­дук­тор, осу­ще­ст­в­ляю­щий по­ни­же­ние и под­дер­жа­ние не­об­хо­ди­мо­го дав­ле­ния в ки­сло­род­ных ма­ги­ст­ра­лях са­мо­ле­та. Прой­дя ки­сло­род­ный ре­дук­тор, ки­сло­род по­сту­па­ет в ре­гу­ля­то­ры не­пре­рыв­ной по­да­чи ки­сло­ро­да.

В слу­чае от­ка­за ос­нов­ной бор­то­вой сис­те­мы ки­сло­род­но­го пи­та­ния или ава­рий­ном по­ки­да­нии са­мо­ле­та обес­пе­че­ние чле­нов эки­па­жа ки­сло­ро­дом осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью ава­рий­ных ре­гу­ля­то­ров ин­ди­ви­ду­аль­но­го поль­зо­ва­ния, на­хо­дя­щих­ся в кар­ка­се па­ра­шют­ной сис­те­мы ка­ж­до­го из чле­нов эки­па­жа са­мо­ле­та.

Па­рал­лель­но с ре­гу­ля­то­ром не­пре­рыв­ной по­да­чи ра­бо­та­ет ре­гу­ля­тор пре­рыв­ной по­да­чи ки­сло­ро­да. Он вклю­ча­ет­ся в ра­бо­ту при вдо­хе и об­ра­зую­ще­го­ся пе­ре­па­да дав­ле­ния, под дей­ст­ви­ем ко­то­ро­го про­ги­ба­ет­ся на­хо­дя­щая­ся внут­ри кор­пу­са мем­бра­на и от­кры­ва­ет­ся кла­пан по­да­чи ки­сло­ро­да. По­да­ча воз­ду­ха, по­сту­паю­ще­го в ре­гу­ля­то­ры че­рез ав­то­мат по­да­чи воз­ду­ха, умень­ша­ет­ся с на­бо­ром вы­со­ты и пол­но­стью пре­кра­ща­ет­ся на вы­со­те око­ло 10 км.

На вы­со­тах 12 км и бо­лее ре­гу­ля­тор пре­рыв­ной по­да­чи пе­ре­хо­дит на не­пре­рыв­ную по­дачу ки­сло­ро­да.

Вы­сот­ное спец­сна­ря­же­ние. Для за­щи­ты эки­па­жа от воз­дей­ст­вия ок­ру­жаю­щей сре­ды и спа­се­ния ис­поль­зу­ет­ся вы­сот­ное спец­сна­ря­же­ние, вклю­чаю­щее:

- ки­сло­род­ные мас­ки и гер­ме­ти­че­ские шле­мы,

- вы­сот­но-ком­пен­си­рую­щие, про­ти­во­пе­регрузоч­ные и вен­ти­ли­рую­щие кос­тю­мы.

Кро­ме то­го при по­ле­тах над мо­рем (океа­ном) для спа­се­ния эки­па­жей мо­гут ис­поль­зо­вать­ся мор­ские спа­са­тель­ные кос­тю­мы, а при по­ле­тах в стра­то­сфе­ре - вы­сот­ные ска­фан­д­ры.

Ки­сло­род­ные мас­ки пред­на­зна­че­ны для изо­ля­ции ды­ха­тель­ных пу­тей чле­нов эки­па­жей са­мо­ле­тов от ок­ру­жаю­щей ат­мо­сфе­ры и по­да­че к ды­ха­тель­ным пу­тям воз­ду­ха, обо­га­щен­но­го ки­сло­ро­дом или чис­то­го ки­сло­ро­да.

В сис­те­мах ки­сло­род­но­го пи­та­ния ис­поль­зу­ют­ся ки­сло­род­ные мас­ки от­кры­то­го, по­лу­за­кры­то­го, за­кры­то­го ти­пов и ки­сло­род­ные мас­ки за­кры­то­го ти­па с ком­пен­си­ро­ван­ным кла­па­ном вы­до­ха.

Ки­сло­род­ные мас­ки от­кры­то­го и за­кры­то­го ти­пов при­ме­ня­ют­ся в сис­те­мах не­пре­рыв­ной по­да­чи ки­сло­ро­да и применяются до вы­сот 8000-10000м. Ки­сло­род­ные мас­ки за­кры­то­го ти­па ис­поль­зу­ют­ся в сис­те­мах пре­рыв­ной по­да­чи и при­ме­ня­ют­ся на вы­со­тах до 12000 м.

Для по­ле­тов на вы­со­тах бо­лее 18 км и спа­се­ния чле­нов эки­па­жей при раз­гер­ме­ти­за­ции ка­би­ны или вы­ну­ж­ден­ном по­ки­да­нии са­мо­ле­та при­ме­ня­ют­ся гер­ме­ти­че­ские шле­мы. Они обес­пе­чи­ва­ют пол­ную изо­ля­цию го­ло­вы лет­чи­ка от ок­ру­жаю­щей сре­ды и вы­пол­ня­ют все функ­ции ки­сло­род­ных ма­сок.

По­ми­мо ки­сло­род­ных ма­сок и гер­мо­шле­мов, важ­ней­шим эле­мен­том вы­сот­но­го спец­сна­ря­же­ния ле­та­тель­ных ап­па­ра­тов яв­ля­ют­ся вы­сот­но-ком­пен­си­рую­щие кос­тю­мы (ВКК).

ВКК при­ме­ня­ют­ся при по­ле­тах на вы­со­тах свыше 12000 м и слу­жат для соз­да­ния на те­ло че­ло­ве­ка про­ти­во­дав­ле­ния, ком­пен­си­рую­ще­го из­бы­точ­ное дав­ле­ние в лег­ких. Он обес­пе­чи­ва­ет так­же безо­пас­ность чле­нов эки­па­жей при воз­ник­но­ве­нии ава­рий­ной си­туа­ции в хо­де вы­пол­не­ния по­ле­тов на этих вы­со­тах.

ВКК пред­став­ля­ет со­бой хо­ро­шо об­ле­гаю­щий те­ло комбинезон, из­го­тов­лен­ный из проч­ной хлоп­ча­то­бу­маж­ной или ка­про­но­вой тка­ни.

На­тяж­ные уст­рой­ст­ва рас­по­ла­га­ют­ся вдоль все­го кос­тю­ма и со­сто­ят из ка­мер с под­хо­дя­щи­ми к ним те­сем­ка­ми.

Соз­да­ние про­ти­во­дав­ле­ния на ту­ло­ви­ще че­ло­ве­ка осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в ВКК с по­мо­щью ды­ха­тель­но-ком­пен­си­рую­щей ка­ме­ры, в ко­то­рой соз­да­ет­ся дав­ле­ние, рав­ное из­бы­точ­но­му дав­ле­нию в лег­ких. Про­ти­во­дав­ле­ние на ру­ках и но­гах ка­ж­до­го из чле­нов эки­па­жа соз­да­ет­ся за счет ме­ха­ни­че­ско­го об­жа­тия их тка­нью кос­тю­ма.

При этом в ка­ме­ры на­тяж­но­го уст­рой­ст­ва че­рез ре­гу­ля­тор со­от­но­ше­ния дав­ле­ния по­сту­па­ет ки­сло­род, дав­ле­ние ко­то­ро­го в не­сколь­ко раз пре­вы­ша­ет из­бы­точ­ное дав­ле­ние в лег­ких и ки­сло­род­ной мас­ке.

В слу­чае воз­ник­но­ве­ния ава­рий­ной си­туа­ции за­пол­не­ние ка­мер на­тяж­но­го уст­рой­ст­ва ки­сло­ро­дом осу­ще­ст­в­ля­ет­ся ав­то­ма­ти­че­ски в те­че­ние 1,5-2 с. За счет это­го обес­пе­чи­ва­ет­ся бы­строе и на­деж­ное соз­да­ние про­ти­во­дав­ле­ния, ох­ва­ты­ваю­ще­го об­ласть ту­ло­ви­ща че­ло­ве­ка и ко­неч­но­стей.

Про­дол­жи­тель­ность на­хо­ж­де­ния че­ло­ве­ка в ВКК в ре­жи­ме ком­пен­са­ции из­бы­точ­но­го дав­ле­ния лег­ких ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся из-за силь­но­го сжа­тия груд­ной клет­ки 10-15 мин. Это­го вре­ме­ни дос­та­точ­но для сни­же­ния са­мо­ле­та в слу­чае раз­гер­ме­ти­за­ции ка­би­ны и чле­нов эки­па­жа, осу­ще­ст­в­ляю­щих ка­та­пуль­ти­ро­ва­ние на безо­пас­ные вы­со­ты.

Вы­сот­но-ком­пен­си­рую­щие кос­тю­мы при­ме­ня­ют­ся в со­че­та­нии с про­ти­во­пе­регрузоч­ны­ми кос­тю­ма­ми, обес­пе­чи­ваю­щи­ми сни­же­ние вред­но­го дей­ст­вия пе­ре­гру­зок на 2-3 еди­ни­цы и пре­пят­ст­вую­щи­ми сме­ще­нию внут­рен­них ор­га­нов и кро­ви в со­су­дах брюш­ной по­лос­ти и ниж­них ко­неч­но­стей. По­ми­мо вы­сот­но-ком­пен­си­рую­ще­го и про­ти­во­пе­регрузоч­но­го кос­тю­мов для за­щи­ты чле­нов эки­па­жей са­мо­ле­тов от тем­пе­ра­тур­ных воз­дей­ст­вий ок­ру­жаю­щей сре­ды при­ме­ня­ют­ся вен­ти­ли­рую­щие кос­тю­мы, ко­то­рые из­го­тав­ли­ва­ют­ся в ви­де комбинезонов, на­де­вае­мо­го на обыч­ную по­лет­ную оде­ж­ду или вы­сот­но-ком­пен­си­рую­щий кос­тюм. Вен­ти­ли­рую­щие кос­тю­мы име­ют сис­те­му вен­ти­ля­ции, обес­пе­чи­ваю­щую ре­гу­ли­руе­мую чле­на­ми эки­па­жей по­да­чу воз­ду­ха тем­пе­ра­ту­рой от 10 до 80 С.