Обеспечение нормируемых параметров воздушной среды в гермокабине проектируемого самолета.

Параметрами микроклимата для гермокабин ВС являются температура воздуха tоC,Относительная влажность, % , Скорость движения воздуха, м/с. Эти параметры нормируются СанПиН 2.5.1,05-96 в качестве оптимальных и допустимых. Оптимальные параметры микроклимата обеспечивают поддержание комфортного состояния организма человека без напряжения механизмов терморегуляции. Допустимые параметры микроклимата вызывают напряжение механизмов терморегуляции не выходящие за пределы приспособленных возможностей человека.

Оптимальные параметры микроклимата для кабин ВС Таблица 5.1.

Зона наблюдения	Температура tоC	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
Кабина экипажа	21,0 - 24,0	40,0 - 60,0	Не более 0,15



Задачу обеспечения достижения оптимальных или допустимых параметров микроклимата в кабине спроектированного самолета должна осуществлять система кондиционирования воздуха - СКВ.

Допустимые параметры микроклимата для кабин ВС

Таблица 5.2.

Зона наблюдения	Температура tоC	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
Кабина экипажа	20,0 - 25,0	30,0 - 70,0	Не более 0,30

Содержание вредных примесей в рабочей зоне пилотов и их состав зависит от применения новых ГСМ и спецжидкостей, декоративно- отделочных, лакокрасочных, клеющих и других материалов, предназначенных для использования на проектируемых ВС. Для их применения необходимо разрешение Госсанэпидемнадзора РФ. В таблице 5.3 представлен перечень веществ, концентрацию которых необходимо контролировать в пилотской кабине и пассажирских салонах самолета.

Таблица 5.3.

Вещество	ПДК, мг/м3
Углерода оксид (СО) Азота оксид (NOх) Аэрозоль синтетических смазочных масел Озон Углерода диоксид (СО2) Трикрезилфосфат Углеводороды (Сн Нш) Ацетон Аммиак И пр.	20,0 5,0 2,0 0,1 0,1% 0,5 300,0 50,0 20,0 -

Чистоту воздуха в пилотской кабине обеспечивает система фильтров, устанавливаемая в магистралях СКВ. Недопустимо применение системы рециркуляции в кабинах экипажа.

Для всех самолетов ГА с гермокабинами независимо от высоты полета величина барометрического давления не должна быть менее 567 мм рт. ст. (2400). Для обеспечения комфортных условий в полете скорость изменения давления в гермокабине на всех режимах полета допускается не более 0,18 мм рт. ст/с. Эти требования осуществляет установленная система регулирования давления- САРД.

Оборудование кабины экипажа

Компоновка кабины экипажа спроектированного самолета обеспечивает:

удобное размещение членов экипажа с учетом антропометрических характеристик;

возможность эффективно выполнять функциональные обязанности во всех режимах полета.

Конструкция кресла пилота обеспечивает поддержание рациональной рабочей позы и позволяет изменять её без напряжения мыши путем регулирования по углам наклона спинки и перемещения в продольном направлении. Поверхность элементов кресла - полумягкие, не электризуемые и воздухопроницаемые.

Обеспечение защиты от шума, ультра и инфразвука, вибрации.

Источниками шума, ультра и инфразвука являются, в основном, силовые установки самолета. Они же являются источником вибрации. Кроме того источниками шуму являются процесс аэродинамического обтекания кабины пилотов и работа СКВ.

Акустическая нагрузка на экипаж оценивается по эквивалентному уровню звука (la экв , gБА), состоящему из внутрикабинного шума и дополнительной звуковой нагрузки в результате прослушивания эфира и речевого радиообмена. Допустимые уровни шума в пилотской кабине не должны превышать величин, представленных в таблице 5.4.



Таблица 5.4.

Нормируемый параметр: уровни звукового давления, gБ	Октавные полосы со среднегеометрическими частотами, Гц.	Эквивалентный уровень звука,LA gБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Допустимые Оптимальные	95 83	87 74	82 68	78 63	75 60	73 57	71 55	69 54	80 65

Акустическое воздействие силовых установок на фюзеляж самолета в полете определяется шумом реактивной струи и компрессора, а механическое воздействие - вибрацией двигателя на частотах вращения роторов двигателей.

Для снижения шума в гермокабине наиболее эффективным решением является пассивный метод снижения шума, представляющий собой сочетание звукоизоляции и звукопоглощения, реализуемый в многослойных конструкциях обшивки.

Применяемые на самолете двигатели не являются малошумными.

Вибрация, и соответственно возбуждаемый ей шум, снижается благодаря упругой подвески двигателей на виброизолирующих устройствах, а также балансировкой ротора и облицовки обшивки самолета вибропоглощающим покрытием.

Ультра и инфразвуковые колебания присутствуют в спектре шума двигателя и борьба с ними осуществляется теми же методами, которые используются для снижения шума в гермокабине самолета.

5.2 Экологичность проекта

Совершенствование авиационной техники, усложнение её конструкции, повышение параметров рабочих режимов делает необходимым повышение эффективности технической и лётной эксплуатации ВС ГА, обеспечивающее как высокие экономические показатели, так и показатели надежности , регулярности, безопасности, полетов и их экологичности.

Экологичность летной эксплуатации самолета на сегодняшний день во многих аспектах не отвечает современным требованиям ИКАО.

Оценка летной эксплуатации самолета по выбросам в атмосферу загрязняющих веществ.

Стандартом ИКАО ( Приложение 16к Конвенции о гражданской авиации ) и соответствующим ему отечественным ГОСТом 17.2.2.04-86 регламентируются выбросы в атмосферу следующих загрязняющих веществ, входящих в состав отработавших газов при работе авиадвигателей на разных режимах взлетно-посадочного цикла : моноксида углерода (СО), несгоревших углеводородов (Cn Нm), окислов азота (Nox), Твердых частиц (сажа).

Характеристикой выброса загрязняющих веществ является удельная масса выброса загрязняющего вещества , выбрасываемая двигателем за условный цикл взлётно - посадачных операций.

Авиационный шум на местности характеризуется значениями эффективных уровней воспринимаемого шума EPNL ( EPN Б ) в трех контрольных точках.

1я контрольная точка (взлёт) находится сбоку от ВПП на линии, параллельной оси ВПП и отстоящей от неё на 650м

2я контрольная точка (набор высоты) находится на продолжении осевой линии ВПП на расстоянии 6500м от начала разбега.

3я контрольная точка (заход на посадку) находится на расстоянии 2000м от порога ВПП на продолжении её осевой линии.

Оценим выброс вредных веществ в районе аэропорта, влияющий на локальное загрязнение атмосферы как наиболее критическийслучай.

Произведем расчет выброса вредных веществ для проектируемого самолета (с 2-мя перспективными ДТРД) за взлетно-посадочный цикл. Масса выброса загрязненного вещества за взлетно-посадочный цикл определяется по формуле:

Мj=E*Jji*CRi*Ri*фi

где E*Jji - индекс выделенных в граммах загрязняющего вещества на 1 кг сгоревшего топлива.

CRi - удельный расход топлива на i-ом режиме работы двигателя;

Ri - тяга на i-ом режиме работы двигательной установки;

фi - продолжительность работы двигателя на i-ом режиме.

Исходные данные: R0=2*26200=52400 кгс;

CRo=0,34 (кг/ч)/кгс.

а) Расчет выброса несгоревших углеводородов (CxHy).

- Холостой ход, разбег перед взлетом, пробег после посадки (на режиме малого газа):

=R/Rmax=0,07

ф=22 мин.

=1,2

E*Jмг=6 г/кг

М1=6*(1,2*0,34)*(0,07*52400)*(22/60)=3292 [г];

Взлет (максимальный режим):

=R/Rmax=1,0



ф=0,7 мин.

=1

E*Jмах=4 г/кг

М2=4*(1*0,34)*(1*53400)*(0,7/60)=831 [г];

- Набор высоты до 1-го километра (номинальный режим):

=R/Rmax=0,85

ф=2,2 мин.

=0,96

E*Jном=4 г/кг

М3=4*(0,96*0,34)*(0,85*52400)*(2,2/60)=2132 [г];

- Заход на посадку с высоты с 1 км (полетный малый газ):

=R/Rmax=0,30

ф=4 мин.

=1,03

E*Jпмг=5 г/кг

М4=5*(1,03*0,34)*(0,30*52400)*(4/60)=1835 [г];

Суммарный выброс CxHy:

MУ=3292+831+2132+1835=7940 [г];



б) Расчет выброса окиси углерода (СО).

- Холостой ход, рулежка:

=R/Rmax=0,07

ф=22 мин.

=1,2

E*Jмг=35 г/кг

М1=35*(1,2*0,34)*(0,07*52400)*(22/60)=19206 [г];

- Взлет:

=R/Rmax=1,0

ф=0,7 мин.

=1

E*Jмах=5 г/кг

М2=5*(1*0,34)*(1*52400)*(0,7/60)=1039 [г];

- Набор высоты:

=R/Rmax=0,85

ф=2,2 мин.

=0,96

E*Jном=15 г/кг



М3=15*(0,96*0,34)*(0,85*52400)*(2,2/60)=7996 [г];

- Заход на посадку:

=R/Rmax=0,3

ф=4 мин.

=1,03

E*Jмг=32 г/кг

М4=32*(1,03*0,34)*(0,3*52400)*(4/60)=11744 [г];

Суммарный выброс

MУ=19206+1039+7996+11744=39985 [г];

в) Расчет выброса окислов азота (NOx)

- Холостой ход, рулежка

=R/Rmax=0,07

ф=22 мин.

=1,2

E*Jмг=18 г/кг

М1=18*(1,2*0,34)*(0,07*52400)*(22/60)=9877 [г];

- Взлет

=R/Rmax=1,0



ф=0,7 мин.

=1

E*Jмг=23 г/кг

М2=23*(1*0,34)*(1*52400)*(0,7/60)=4781 [г];

- Набор высоты

=R/Rmax=0,85

ф=2,2 мин.

=0,96

E*Jмг=17 г/кг

М3=17*(0,96*0,34)*(0,85*52400)*(2,2/60)=9062 [г];

- Заход на посадку

=R/Rmax=0,3

ф=4 мин.

=1,03

E*Jмг=17 г/кг

М4=17*(1,03*0,34)*(0,3*52400)*(4/60)=6239 [г];

Суммарный выброс

MУ=9877+4781+9062+6239=29959 [г];



Результаты анализ соответствия выбросов требованиям ИКАО представлены в таблице .

Определение соответствия требованиям ИКАО по выбросам загрязняющих ввеществ.

Таблица 5.5.

Загрязняющие вещества	Удельная масса выброса	Норма	Факт
Не сгоревшие углеводороды СxHy		19,6	15,15
Окись углерода СО	щi=Mi/R0	118	76,31
Окись азота NOx		60	57,17

В результате анализа было установлено, что выбранный для проекта двигатель соответствует требованиям ИКАО по выбросам загрязняющих веществ,



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был проведен расчет СКВ среднемагистрального пассажирского самолета . Полученные в результате расчета параметры СКВ при максимальной холодопроизводительности, а также полученная область применения СКВ удовлетворяет требованиям современных сверхзвуковых истребителей-перехватчиков. Данная схема СКВ поддерживает в норме параметры воздуха в гермокабине и в отсеках БРЭО, необходимые для нормальной работы самолета. Также СКВ удовлетворяет требованиям по минимальной взлетной массе и по габаритным характеристикам.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Спарин В.А. Влажностная обработка воздуха в СКВ летательных аппаратов. Учебное пособие. - Новосибирск: НГТУ, 1998

2 Спарин В.А. Тепловой расчет СКВ летательных аппаратов. Учебное пособие.- Новосибирск: НГТУ, 1995

3 Система оборудования летательных аппаратов / Под ред. А.М. Матвиенко и В. И. Бекасова.- М.: Машиностроение, 1995

4 Рывкин С.А. Трубопроводы систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов. Методическое указание. - Новосибирск: НГТУ, 1989

5 Прохоров В. И. Двигатель ПС-90А. Учебное пособие.- Москва: МАИ, 1990

6 Ту-204. Руководство по эксплуатации. Раздел КСКВ-051

7. Антонова Н.В., Дубровин Л.Д., Егоров Е.Е. Проектирование авиационных систем кондиционирования воздуха. - М.: Машиностроение, 2006. - 384 с.

8. Воронин Г.И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. - М.: Машиностроение, 1973. - 248 с.

9. Шустров Ю.М., Булаевский М.М. Авиационные системы кондиционирования воздуха. - М: Машиностроение, 1978. - 280 с.

10. Воронин Г.И. Конструирование машин и агрегатов систем кондиционирования. - М.: Машиностроение, 1978. - 544 с.

11. Антипенко М.Н., Данилов Н.В., Кузнецов В.И. Эксплуатация систем кондиционирования воздуха пассажирских самолётов. - М.: Транспорт, 1974. - 136 с.

Размещено на Allbest.ru

...