24. Сигнальная и контрольно-измерительная аппаратура

Для сигнализации рабочего и отказного состояния агрегатов и систем используются сигнальные лампы и табло, мнемосигнализаторы, а на самолётах и вертолётах последнего поколения – текстовая и графическая информация на экранах дисплеев.

Для сигнализации рабочего состояния состояния агрегатов и систем как правило используются сигнальные лампы и табло зелёного цвета. Для устройств, предназначенных для эксплуатации в течение непродолжительного времени – жёлтого цвета.

Для сигнализации об отказах используются сигнальные лампы и табло жёлтого или красного цвета. Для сигнализации о пожаре используются сигнальные лампы и табло красного цвета.

На некоторых самолётах используются мнемосигнализаторы, которые представляют собой комплект из сигнальной лампы, светофильтра и металлической маски, в которой вырезан соответствующий символ (например № генератора, символ ГС, или СКВ и т.д.) которые помещены друг за другом в гнезде в форме цилиндра на приборной панели. Соответственно при загорании в мнемосигнализаторе лампы экипаж увидит не загоревшуюся сигнальную лампу, а условное обозначение системы, агрегата, или номер конкретного устройства.

На части самолётов для информации экипажу применена звуковая сигнализация (чаще всего имитирующая удар колокола), которая срабатывает при отказах. Также на некоторых больших самолётах применяются речевые информаторы. При особо серьёзных отказах речевой информатор приятным женским голосом делает сообщение о соответствующем отказе, например – «Переход на аккумуляторное питание».

Контрольно-измерительные приборы

На самолётах с основной системой электроснабжения постоянного тока и двумя вторичными системами электроснабжения переменного тока для контроля работы систем используются следующие электроизмерительные приборы:

1. В системе постоянного тока:

- амперметры контроля тока генераторов – по числу генераторов;

- амперметр контроля аккумуляторов, генератора ВСУ и РАП;

- вольтметр с поворотным переключателем контроля напряжения генераторов, аккумуляторов, РАП и на шинах сети;

2. В системе однофазного переменного тока напряжением 115 в частотой 400 Гц:

- вольтметр с поворотным или перекидным переключателем для контроля напряжения основного, резервного и аварийного источника (аварийной шины);

3. В системе 3х фазного переменного тока напряжением 36 в частотой 400 Гц:

- вольтметр с поворотным переключателем для контроля линейных напряжений основного и резервного источников и источников питания авиагоризонтов.

Преобразователи постоянного тока в переменный ток На самолётах с основной системой электроснабжения постоянного тока для электропитания вторичных систем электроснабжения переменного тока используются преобразователи постоянного тока в однофазный переменный ток напряжением 115 В частотой 400 Гц и трёхфазный переменный ток напряжением 36 В частотой 400 Гц.

На сегодняшний день на самолётах гражданской авиации используются два вида преобразователей:

- электромашинные преобразователи; - статические преобразователи.

Электромашинные преобразователи

Электромашинные преобразователи появились на самолётах ГА перед началом второй мировой войны и несмотря на имеющиеся недостатки продолжают использоваться и в настоящее время.

Основными элементами электромашинного преобразователя являются элек-тродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением и синхронный одно-фазный, или трёхфазный, генератор переменного тока, расположенные в общем корпу-се цилиндрической формы. Их роторы расположены на общем валу. Электродвигатель получает питание из бортовой сети постоянного тока и приводит во вращение ротор генератора, вырабатывающего электроэнергию переменного тока. Таким образом, в процессе работы преобразователя дважды происходит преобразование одного вида энергии в другой, что обуславливает низкий коэффициент полезного действия.

Внешн вид электромашинного преобразователя постоянного тока в 3хфазный переменный ток 36 В 400 Гц

Сверху на корпусе преобразователя расположена коробка управления и регулирования. Размещённая в ней аппаратура обеспечивает включение и выключение преобразователя и стабилизацию напряжения и частоты на его выходе.

В системах стабилизации используются магнитные усилители, как наиболее простые и надёжные, но имеющие относительно большую массу.

Электромашинные преобразователи просты конструктивно, но имеют следующие недостатки:

- значительная масса, которая у мощных преобразователей превышает 60 кг;

- громоздкость конструкции;

- шум и вибрация при работе;

- необходимость в процессе эксплуатации контроля состояния щёток и коллекторов;

- не мгновенный выход на режим после включения преобразователя;

- низкий КПД – у лучших преобразователей – не более 53 %, а у большинства трёхфазных преобразователей – порядка 30 %.

Обозначения электромашинных преобразователей:

- буквы «ПО» обозначают преобразователь однофазный;

- буквы «ПТ» обозначают преобразователь трёхфазный .

За буквами идёт числовое значение номинальной выходной мощности в ВА (вольтамперах).

Статические преобразователи постоянного тока в переменный состоят из следующих устройств:

- высокостабильный задающий генератор (настроенный, как правило, на частоту 1200 Гц), собранный на полупроводниках; - делитель частоты; - полупроводниковый усилитель мощности.

Таким образом в статических преобразователях отсутствуют подвижные элементы..

Статические преобразователи постоянного тока в переменный заменили электромашинные на всех магистральных самолётах в течение последних 30 – 40 лет, что обусловлено следующими достоинствами:

- более высокая надёжность;

- бесшумность в работе;

- меньше габариты и масса;

- мгновенный выход на режим (не более 0,2 сек);

- не требуют обслуживания в процессе эксплуатации на самолёте;

- имеют более высокий КПД (у некоторых преобразователей до 90 %).

Обозначения статических преобразователей:

Буквы ПТС обозначают – преобразователь трёхфазный статический.

Буквы ПОС обозначают – преобразователь однофазный статический.

На сегодняшний день наиболее часто используются преобразователи: ПОС-25, ПОС-125ТЧ; ПТС-250; ПТС-800БМ; ПОС-1000Б

26. Электромеханизмы дистанционного управления (назначение, состав)

Электромеханизмы дистанционного управления служат для дистанционного управления устройствами, системами и агрегатами – открывать и закрывать заслонки и краны, управлять триммерами, механизацией крыла, перестановкой стабилизатора и т.д.

Электромеханизмы могут использоваться в любом месте самолёта и вертолёта, на требуют герметизации и дополнительного источника энергии, менее уязвимы в сравнении в пневматическими и гидравлическими механизмами, практически не подвержены влиянию температуры и давления.

В состав электромеханизмов дистанционного управления входят:

- малогабаритный высокооборотный электродвигатель постоянного тока, способный работать как при напряжении 27 В, так и 24 В, то есть от аккумуляторов;

- понижающий редуктор с большим коэффициентом передачи, как правило планетарный, или червячный, или их сочетание, обеспечивающий при понижении частоты вращения получение достаточно большого крутящего момента на валу;

- выходное устройство в виде штока, рейки, шестерни, вала со шлицами, обеспечивающее непосредственный привод к управляемому устройству или агрегату;

- фрикционная муфта, служащая для передачи к выходному устройству заданного крутящего момента, при достижении механизмом крайнего положения (достижении упора) сопротивление вращению резко возрастает, что приводит к пробуксовыванию муфты, предотвращая поломку устройства;

- концевые выключатели, размыкающие в крайних положениях механизма цепи электропитания и обеспечивающие включение соответствующей сигнализации;

- электромагнитные тормозные муфты (рис. 9.1. – обеспечивают останов вала электродвигателя при снятии с электромеханизма питания.

Электромагнитная тормозная муфта.

Вал 6 является валом электродвигателя. Якорь 3 может продольно перемещаться по шлицам вала. В обесточенном положении электромеханизма пружина 5 прижимает якорь вместе с фрикционным кольцом 1 к тормозному диску 2, обеспечивая заторможенное состояние привода. При подаче напряжения на электромеханизм напряжение поступает на электродвигатель и на обмотку 4 электромагнитной муфты. Обмотка создаёт магнитное поле, якорь притягивается к магнитопроводу 8, преодолевая усилие пружины и растормаживая вал электродвигателя. При обесточивании электромеханизма с помощью концевого выключателя или при снятия напряжения соответствующим выключателем из кабины экипажа пружина обеспечивает останов вала двигателя, прижимая фрикционное кольцо к тормозному диску. Электромагнитные тормозные муфты являются надёжными, эффективными устройствами, но при затормаживании мощных высокооборотных электродвигателей сложно обеспечить быстрый останов вследствие большой инерции ротора, большое количество кинетической энергии вращения переходит в тепловую энергию. Происходит значительный износ фрикционных элементов муфты. Учитывая, что на разгон электродвигателя и набор соответствующего уровня кинетической энергии тратится значительное количество электроэнергии, возможно от аккумуляторов, более рациональным выглядит останов не электродвигателя, а выходного вала механизма.

- электромагнитные муфты сцепления-торможения (рис. 9.2.) – в отличие от рассмотренных ранее электромагнитных тормозных муфт в них происходит нарушение механической связи между электродвигателем и приводным валом механизма, затормаживается только вал механизма, в то время, как вал электродвигателя продолжает вращаться по инерции.

Подвижный диск 1, дополнительный диск 9 и приводной вал 3 выполнены, как единое целое. В обесточенном положении механизма пружина 4, упирающаяся вправо в дополнительный диск 9, прижимает подвижный соединительный диск 1 к неподвижному фрикционному диску 2, обеспечивая его заторможенное состояние. При этом механической связи вала 3 с электродвигателем нет.

Электромагнитная муфта сцепления-торможения

При подаче напряжения на электромеханизм оно подаётся на электродвигатель и на обмотку муфты сцепления-торможения, в обмотке 8 электромагнита муфты появляется ток, создавая магнитное поле. Преодолевая усилие пружины, электромагнит притягивает подвижный диск и прижимает его к фрикционным кольцам 5, 6, связывая этим электродвигатель с приводным валом 3. Вал начинает вращаться. При обесточивании электромеханизма пружина упирается в дополнительный диск 9, посредством вала связанный с диском 1, вызывая его отсоединение от фрикционных дисков 5, 6 и перемещение вправо до упора в фрикционный диск 2. Таким образом приводной вал 3 отсоединяется от электродвигателя и затормаживается.

Электромагнитные муфты сцепления-торможения нашли применение на самолётах практически во всех ответственных электромеханизмах большой мощности (в электромеханизмах управления закрылками, предкрылками, стабилизатором и др.).

- для быстрой остановки электромеханизмов дистанционного управления небольшой мощности используют схемы электродинамического торможения

Схема электродинамического торможения привода:

а) для параллельного возбуждения

б) для последовательного возбуждения

Принцип электродинамического торможения состоит в том, что при отключении питания контакты 1-2 размыкаются, а 3-4 – замыкаются, отключенный и продолжающий вращаться по инерции электродвигатель переводится в режим генератора, работающего на нагрузку, которой является резистор R. Чем больше нагрузка, то есть чем больше ток, отбираемый от генератора, тем больше кинетической энергии вращения ротора преобразуется в электрическую энергию, тем быстрее происходит его останов, так как ротор вращается по инерции. При электродинамическом торможении происходит сильный нагрев резистора R, который тем больше, чем мощнее останавливаемый двигатель и чем больше его частота вращения, по этой причине электродинамическое торможение используется только для быстрого остановы маломощных электромеханизмов;

- для привода наиболее ответственных элементов самолётов (перемещение закрылков и предкрылков, перестановка стабилизатора и др.) используются электромеханизмы, включающие в себя два электродвигателя, объединённые через дифференциальный (суммирующий) редуктор. Электродвигатели получают электропитание от разных распределительных устройств с помощью проводов, проложенных по разным бортам. При прекращении подачи напряжения на один из электродвигателей электромеханизм сохраняет работоспособность с сохранением крутящего момента на выходном валу, но скорость вращения выходного вала при этом уменьшается в 2 раза. В таком электромеханизме каждый электродвигатель комплектуется электромагнитной муфтой сцепления-торможения, а в выходном валу дополнительно устанавливается фрикционная муфта.

27. Системы запуска поршневых двигателей (виды. Их особенности)

применяются два вида систем запуска: - воздушные - электрические.

В воздушных системах запуска поршневых двигателей сжатый воздух из баллона, размещённого на борту самолёта, или из баллона на стоянке самолёта, через систему газораспределения двигателя подаётся в цилиндры, вызывая перемещение поршней, вращение коленчатого вала и засасывание в цилиндры топливовоздушной смеси, которая воспламеняется от свечей.

В состав системы запуска входят:

- ЭПК (электропневматический клапан) подачи сжатого воздуха, под напряжением клапан открывыается;

- пусковая катушка, которая преобразует постоянный ток напряжением 24÷27 В в высокое напряжение величиной 12÷18кВ, которое необходимо, чтобы при малых оборотах коленчатого вала двигателя при запуске, (когда магнето малоэффективны), обеспечить на свечах напряжение, достаточное для гарантированного воспламенения топливовоздушной смеси;

при этом для получения пульсирующего тока в обмотке низкого напряжения используется прерыватель звонкового типа

Запуск производится при включенных автомате защиты «ЗАПУСК» и выключателях магнето левом и правом. При нажатии на кнопку запуска напряжение поступает на обмотку реле, которое срабатывает и контактами 2-3 подаёт напряжение на ЭПК, обеспечивая его открытие и подачу сжатого воздуха в цилиндры двигателя. Одновременно контакты 5-6 подают напряжение на пусковую катушку, которая преобразует напряжение 24÷27 В в напряжение 12÷18 кВ, которое через контакты в магнето подаётся на свечи, воспламеняя засасываемую в цилиндры двигателя топливовоздушную смесь. Двигатель начинает работать.

При устойчивой работе двигателя кнопку запуска следует отпустить и затем выключит АЗС «ЗАПУСК».

Достоинства системы: -

максимальная простота в конструктивном исполнении, (минимал вес, если баллон со сжатым воздухом находится на стоянке)

Недостатки: требуется нахождения на борту самолёта баллона со сжатым воздухом, который имеет значительную массу.

при отсутствии на борту воздушного баллона - отсутствует автономность запуска двигателя.

требует обязательного присутствия на местах стоянок самолётов баллонов со сжатым воздухом с арматурой для подсоединения к бортовой воздушной магистрали запуска, что во многих случаях неосуществимо.

(В настоящее время в отечественной авиации подобные системы используются преимущественно на легкомоторных самолётах.)

Системы электрического запуска поршневых двигателей

делятся на две группы:

- системы прямого запуска, в которых вращение коленчатого вала двигателя обеспечивается электрическим стартёром, работающим непосредственно на коленчатый вал двигателя;

- системы электроинерционного запуска, в которых для привода коленчатого вала используется энергия вращения, накопленная маховиком.

Системы прямого запуска поршневых двигателей

Системы прямого запуска в своём составе имеют электростартёр и пусковую катушку.

( что рационально с точки зрения простоты и массы конструкции и обеспечивает автономный запуск от бортового аккумулятора поршневого двигателя с мощностью до 250÷300 л.с. )

Запуск, как от бортового аккумулятора, так и от бортового источника.

Стартёр состоит из:

- высокооборотного малогабаритного электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, обеспечивающего вращение коленчатого вала двигателя;

- редуктора, понижающего обороты электродвигателя и одновременно увеличивающего крутящий момент на валу стартёра;

- электромагнитной муфты, которая при подаче на неё напряжения соединяет стартёр с коленчатым валом двигателя.

Электрическая принципиальная схема прямого электрического запуска ПД.

При нажатии на кнопку «ЗАПУСК» или при повороте ключа напряжение поступает на пусковое реле, которое срабатывает и одной парой контактов подаёт напряжение на электродвигатель и электромагнитную муфту стартёра, а другой парой контактов – на пусковую катушку. Электродвигатель стартёра начинает работать, а ЭММ соединяет выходной вал стартёра с коленчатым валом двигателя, который начинает вращаться.

Пусковая катушка, аналогично рассмотренному, вырабатывает высокое напряжение, которое через магнето поступает на свечи двигателя, обеспечивая воспламенение топливовоздушной смеси. Двигатель начинает работать.

Сразу после того, как двигатель начинает работать, необходимо отключить кнопку запуска (вернуть ключ в исходное положение), так как на большинстве стартёров такого вида отсутствует обгонная муфта. Удержание кнопки запуска (ключа) в положении на запуск при работающем двигателе может привести к повреждению коллекторно-щёточного узла.

Такого вида запуски применяются на большинстве легкомоторных самолётов зарубежного производства. Системы электроинерционного запуска

28. Внешнее светотехническое оборудование

К внешнему светотехническому оборудованию относятся:

- взлётно-посадочные фары;

- рулёжные фары;

- посадочно-рулёжные фары;

- фары подсвета передних кромок крыла, стабилизатора, воздухозаборников дви-гателей;

- фары подсвета государственной эмблемы;

- аэронавигационные огни;

- габаритные огни;

- светосигнальные маяки;

На вертолётах также могут быть дополнительно установлены:

- посадочно-поисковая фара;

- поисковая фара;

- контурные огни.

Взлётно-посадочные фары

Взлётно-посадочные фары обеспечивают освещение взлётно-посадочной полосы при проведении взлёта и посадки, а при необходимости – освещение рулёжных дорожек.

Уборка и выпуск фар производятся с помощью электромеханизмов постоянного тока.

Отключение электромеханизмов при полном выпуске и полной уборке фар производится с помощью концевых выклю-чателей. На некоторых самолётах одна пара фар располагается на стойках (или на пе-редней стойке) шасси. В этом случае предусмотрена блокировка включения света до постановки соответствующих стоек шасси на замки выпущенного положения.

При взлёте в тёмное время суток взлётно-посадочные фары включают на испол-нительном старте, непосредственно перед взлётом. Выключают – после взлёта, на вы-соте не менее 50 м. При входе в облачность и образовании светового экрана фары вы-ключают раньше, чтобы избежать ослепления.

Перед посадкой фары выпускают при входе в глиссаду

Рулёжные фары

Рулёжные фары предназначены для освещения рулёжных дорожек и перрона в процессе руления. Они жёстко устанавливаются на передней стойке шасси и включа-ются перед началом руления

Аэронавигационные огни

Аэронавигационные огни служат для определения пространственного положения самолёта при плохой видимости и в тёмное время суток.

В состав аэронавигационных огней входят два бортовых аэронавигационных огня БАНО-64 с красным светофильтром на левой законцовке крыла и зелё-ным светофильтром – на правой

На большей части самолётов аэронавигационные огни питаются от сети по-стоянного тока. На самолётах последнего поколения они получают электропитание от основной системы электроснабжения через понижающий трансформатор, благодаря чему предусмотрены два режима работы – «сильно», при напряжении питания 27 В и «слабо» при пониженном напряжении.

Лампы внешней сигнализации положения шасси XC-39 – на стойках шасси.

Светосигнальные маяки

Светосигнальные маяки служат для обозначения самолётов в пространстве на большом удалении с целью предотвращения столкновений, а также на земле – для обозначения самолёта при рулении или буксировке.

Светосигнальный маяк МСЛ-3 (маяк светосигнальный ламповый) имеет две зеркальные лампы 9, которые установлены в патронах 8 и вращаются с помощью электромеханизма постоянного тока. Лампы направлены в противоположные стороны и сверху закрыты светофильтром 11 красного цвета.

При включенном маяке наблюдатель видит 80÷100 проблесков в минуту.

Дальность видимости составляет 25÷30 км в хорошую погоду