Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• Глава 1. Обоснование применения ПОС на ВС
• 1.1 Противообледенительная система Ми-8,Ми-171
• 1.2 Обоснование применения ПОС
• Глава 2. Физическая сущность обледенения ВС. Особенности и последствия обледенения
• 2.1 Обледенение
• 2.1.1 Виды обледенения и их характеристики
• 2.1.2 Метеорологические условия обледенения
• 2.1.3 Синоптические условия обледенения
• 2.1.4 Условия возникновения обледенения
• 2.1.5 Методы борьбы с обледенением
• 2.2 Опасность обледенения для полета ВС
• 2.2.1 Полет в особых условиях
• Глава 3. Состав оборудования ПОС на Ми-8, Ми-171
• 3.1 Состав ПОС на Ми-8
• 3.1.1 ПОС винтов
• 3.1.2 ПОС стекол:
• 3.1.3 Радиоизотопный сигнализатор обледенения РИО-3
• 3.1.4 Противообледенительное устройство воздухозаборников двигателей и передних стекол кабины экипажа
• 3.1.5 ПОС двигателей
• 3.1.6 Противообледенительное устройство воздухозаборника
• 3.1.7 Противообледенительное устройство передних стекол кабины экипажа
• 3.2 Состав ПОС на МИ-171
• 3.2.1 ПОС винтов
• 3.2.2 ПОС стекол
• 3.2.3 ПОС двигателей
• 3.2.4 ПОС ПЗУ
• 3.2.5 Сигнализатор обледенения СО-121
• Глава 4. Технология предполетной проверки систем
• 4.1 Технология предполетной проверки противообледенительной системы вертолета Ми-171
• 4.1.1 Комплексная эксплуатация противообледенительной системы
• 4.1.2 Автоматическое включение противообледенительной системы
• 4.1.3 Особенности ручного включения системы
• 4.1.4 Проверка системы
• 4.1.5 Полеты в условиях обледенения
• 4.2 Технология предполетной проверки противообледенительной системы вертолета Ми-8
• 4.2.1 Включение системы, работа, особенности летной эксплуатации
• 4.2.2 Проверка противообледенительной системы
• Глава 5. Эксплуатация системы в полете
• 5.1 Эксплуатация системы в полете на вертолете Ми-8
• 5.1.1 При входе в зону обледенения
• 5.1.2 Во время полета
• 5.2.1 Полеты в условиях обледенения
• Глава 6. Статистика и анализ АП связанных с ПОС
• 6.1 История полёта
• 6.1.1 Заключение
• 6.1.2 Недостатки, выявленные в ходе расследования
• Список литературы

Введение

Актуальность. Характерной особенностью современной авиационной техники является взаимосвязь и взаимозависимость различных систем вертолета. Противообледенительные системы представляют собой сложный комплекс элементов, сочетания которых образуют подсистемы, входящие, в свою очередь, в подсистемы большей сложности, что приводит к необходимости рассмотрения проблемы надежности летательного аппарата, не только с точки зрения изменения ее во времени эксплуатации, но так же с точки зрения влияния отказов на создание аварийной ситуации и на непосредственную угрозу безопасности членов экипажа.

Цель - выявить различия и эффективность использования ПОС вертолетов Ми-8 и Ми-171. Закрепить, углубить и обобщить знания, полученные в процессе изучения противообледенительной системы вертолетов Ми-8,Ми-171.

Объект исследования - Оборудование и агрегаты ПОС вертолетов Ми-8 и Ми-171.

Предмет исследования - летно-техническая эксплуатация и условия работы ПОС вертолетов Ми-8 и Ми-171.

Задачи:

1. Изучить материал по ПОС вертолетов Ми-8 и Ми-171;

2. Провести сравнительный анализ этих ЛА;

3. Сделать выводы по эффективности использования этих систем.

Глава 1. Обоснование применения ПОС на ВС

1.1 Противообледенительная система Ми-8,Ми-171

Предназначена для защиты от обледенения лопастей НВ, РВ, двух передних стекол фонаря кабины, воздухозаборников и входных частей двигателя.

ПОС лопастей и стекол - электротеплового действия.

ПОС воздухозаборников и ВНА - воздушно-теплового действия.

Противообледенительные устройства винтов и передних стекол кабины экипажа питаются от сети переменного тока напряжением 208 В, источником которого является генератор СГО-ЗОУ-4, установленный на приводе главного редуктора.

1.2 Обоснование применения ПОС

Противообледенительные устройства вертолета и двигателей включаются автоматически от специального сигнализатора обледенения или вручную переключателями, расположенными в кабине экипажа.

Нагревательные элементы несущего и рулевого винтов представляют собой тонкие ленты из нержавеющей стали, которые проложены по носку лопасти. Каждая лопасть несущего винта имеет четыре нагревательные секции, а лопасть рулевого винта -- две. Переменный ток от бортовой сети на секции подается через токосъемники несущего и рулевого винтов. Нагревательные элементы секций включаются в работу циклически, в определенной последовательности, с помощью программного механизма ПМК-21.

Передние стекла кабины экипажа имеют пленочные электрообогреватели, предохраняющие стекла от обледенения, температура которых автоматически поддерживается постоянной в пределах 25...35°С.

Для выдачи сигнала о начале обледенения при нахождении вертолета в зоне обледенения и автоматического включения противообледенительной системы служит радиоизотопный сигнализатор обледенения РИО-3.

Комплект РИО-3 состоит из датчика и электронного блока. Датчик РИО-3 устанавливают в воздухозаборнике вентилятора, а электронный блок в радиоотсеке вертолета. Принцип действия РИО-3 основан на ослаблении потока бета-частиц, излучаемых радиоактивным источником при покрытии поверхности штыря датчика тонким слоем льда, чувствительность которого 0,3 мм к толщине льда. Появление слоя льда на штыре датчика РИО-3 уменьшает поток бета-частиц, попадающих на счетчик, в результате чего счетчик уменьшает скорость следования импульсов напряжения на регистрирующее устройство в электронном блоке. Сигнал с выхода электронного блока подается на красное табло сигнализации начала обледенения, на автоматическое включение противообледенительной системы и на включение электрообогрева датчика РИО-3. Обогрев корпуса РИО-3 обеспечивает предупреждение ложной сигнализации, периодический сброс льда с датчика и прекращение подачи светового сигнала о наличии обледенения при выходе вертолета из зоны обледенения.

Кроме сигнализатора РИО-3, на вертолете установлен визуальный датчик обледенения, установленный снаружи на левом сдвижном блистере кабины экипажа. Он представляет собой штырь, на котором нанесены красные и черные поперечные полосы в виде колец шириной 5 мм каждая. Цветные полосы позволяют видеть нарост льда на штыре, что в случае отказа электрического сигнализатора обледенения позволяет своевременно включить противообледенительные системы вручную выключателями, расположенными на панели управления противообледенительной системой.

Противообледенительная система может включаться и работать в одном из двух режимов: АВТОМАТ и РУЧНОЙ. В режиме АВТОМАТ все нагревательные элементы (кроме левого двигателя) включаются по сигналу РИО-3. В режиме РУЧНОЙ все элементы или при необходимости отдельно каждый могут быть включены вручную.

При входе вертолета в зону обледенения сигнализатор РИО-3 через электронный блок выдает сигнал на табло: ВКЛЮЧИ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ. Одновременно автоматически включаются противообледенительная система лопастей несущего и рулевого винтов (загорается табло: ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ВКЛЮЧЕНА); обогрев передних стекол экипажа; обогревы воздухозаборников и входных туннелей правого двигателя (загораются два табло: ОБОГРЕВ ВХОДА В ПРАВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВКЛЮЧЕН, и ОБОГРЕВ ПРАВОГО ДВИГАТЕЛЯ РАБОТАЕТ).

При необходимости вручную включается обогрев левого двигателя, и загораются два табло: ОБОГРЕВ ВХОДА В ЛЕВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВКЛЮЧЕН и ОБОГРЕВ ЛЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ РАБОТАЕТ. Раздельное включение обогрева двигателей введено с целью надежности работы двигателей в условиях обледенения.

При включении обогрева лопастей винтов программный механизм ПМК-21 циклически управляет включением силовых контакторов, которые подключают соответствующие секции нагревательных элементов к шине переменного тока 208 В. Для секций лопастей несущего винта имеются четыре силовых контактора, а для секций рулевого винта -- два. Каждым контактором несущего винта одновременно включаются одноименные секции нагревательных элементов на всех пяти лопастях, а контактором рулевого винта -- соответственно одноименные секции трех лопастей рулевого винта. Порядок включения секций несущего и рулевого винтов следующий: вторые секции лопастей рулевого винта включаются под ток одновременно с первыми и третьими секциями лопастей несущего винта, а первые секции лопастей рулевого винта -- со вторыми и четвертыми секциями лопастей несущего винта. Такая схема включения противообледенительных устройств винтов обеспечивает защиту генераторов СГО-ЗОУ-4 от чрезмерных нагрузок.

Для выключения противообледенительной системы, если она была включена автоматически, нажимается кнопка ВЫКЛЮЧЕНИЕ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНОЙ. При этом выключаются обогревы лопастей несущего и рулевого винтов, передних стекол и правого двигателя. Обогрев левого двигателя выключается отдельно вручную. Схемой предусмотрена возможность ручного включения нагревателей лопастей несущего и рулевого винтов, передних стекол и обогрева двигателей. Включение противообледенительной системы вручную производится при раздельной проверке каждого устройства на земле и при необходимости раздельного использования отдельных нагревателей в полете при отказе сигнализатора РИО-3. Для ручного включения устройств их переключатели устанавливают в положение РУЧНОЙ.

Глава 2. Физическая сущность обледенения ВС. Особенности и последствия обледенения

2.1 Обледенение

Обледенением называется отложение льда на обтекаемых частях самолетов и вертолетов, а также на силовых установках и внешних деталях специального оборудования при полете в облаках, тумане или мокром снеге. Обледенение возникает в том случае, если в воздухе на высоте полета имеются переохлажденные капли, а поверхность воздушного судна имеет отрицательную температуру.

Обледенение - одно из наиболее неблагоприятных метеорологических явлений, от которого в значительной мере зависит безопасность и регулярность полетов самолетов и вертолетов. Сильное обледенение может привести к авиационному происшествию.

Лед, сухой снег и град обычно сносятся потоком не вызывая обледенения. Оседание этих частиц наблюдается только при достаточно больших положительных значениях температуры поверхности самолета, когда частица успевает сначала расплавиться, а затем снова замерзнуть при столкновении на поверхности ВС с себе подобными. Сублимация водяного пара имеет место в тех случаях, когда упругость водяного пара в воздухе превышает упругость насыщения пара надо льдом. Это происходит при соприкосновении водяного пара (воздуха) с более холодными, чем воздух, частями самолета (при быстром снижении самолета из зоны холодного воздуха или при входе самолета в слой инверсии). При этом на поверхности самолета образуются кристаллы льда, которые быстро исчезают. В результате отложения льда на поверхности ВС изменяются аэродинамические условия обтекания самолета воздушным потоком. При этом увеличивается вес самолета и нарушается равновесие аэродинамических сил. Отложение льда на внешних частях воздухозаборника уменьшает поступление воздуха в двигатель, тем самым уменьшая его мощность и тягу. Отложение льда на антеннах ухудшает радиосвязь, а лед, образовавшийся на остеклении кабины вертолета, может исключить для экипажа возможность визуальной ориентировки. Неравномерный срыв кусков льда с обледеневшей поверхности вертолета и их попадание в двигатель или просто столкновение с поверхностью воздушного судна может вызвать поломку отдельных агрегатов и узлов и тем самым стать причиной летного происшествия или предпосылки к нему.

2.1.1 Виды обледенения и их характеристики

Обледенению подвержены все типы воздушных судов, включая сверхзвуковые самолеты, так как при взлете и посадке любой сверхзвуковой самолет летит со сравнительно небольшой дозвуковой скоростью.

Отложения льда в полете, их вид и структура зависят от микроструктуры облаков, температуры воздуха на эшелоне полета и режима полета. По своему характеру эти отложения могут быть в виде льда, изморози или инея.

Лед может быть прозрачным, матовым (полупрозрачным, смешанным) и белым (крупообразным).

Прозрачный лед образуется, как правило, при полете в облаках, состоящих только из переохлажденных капель, или под облаками в зоне переохлажденного дождя при температурах от нуля до -10єС. Лед отлагается весьма интенсивно, преимущественно на передних кромках крыла и стабилизатора, на носовом коке самолета и воздухозаборнике.

Образующийся лед гладкий плотно прилипает к поверхности самолета, удаляется с трудом. Обычно прозрачный лед незначительно искажает профиль несущих поверхностей самолета и мало опасен до тех пор, пока толщина льда небольшая. При значительной толщине такое отложение льда становится опасным.

Матовый (полупрозрачный, смешанный) лед возникает при полете в смешанных облаках, состоящих из большого количества мелких и крупных переохлажденных капель, а также из ледяных кристаллов и снежинок. Крупные капли растекаются и замерзают, а мелкие, сталкиваясь с самолетом, замерзают не растекаясь. Снежинки и кристаллы, прилипая к замерзающей водяной пленке, вмерзают в нее и образуют ледяное отложение с матовой шероховатой поверхностью, резко ухудшающей аэродинамические характеристики самолета. Такое отложение возникает чаще всего при температуре воздуха от -6 до -10єС и является наиболее тяжелым и опасным видом обледенения.

Белый (крупообразный) лед возникает вследствие замерзания мелких капель при температуре ниже -10єС. Обледенение такого характера обычно наблюдается в облаках, состоящих из сравнительно однородных мелких капель. Образующийся белый пористый лед, неплотно прилипает к поверхности самолета. При продолжительном полете и увеличении плотности льда он может представлять серьезную опасность.

Изморозь. Изморозь представляет собой белое крупнозернистое кристаллическое отложение, образующееся при полете в облаках при температуре значительно ниже -10єС. Изморозь возникает при замерзании капель вместе с ледяными кристаллами. Она имеет неровный шероховатый вид, непрочно прилипает к поверхности самолета и сдувается воздушным потоком.

Иней. Иней представляет собой белый мелкокристаллический налет, возникающий в результате сублимации водяного пара. При вибрации самолета он легко отделяется от его поверхности и обычно не создает трудностей для полета. Опасность представляет только отложение инея на остеклении кабины, что создает определенные трудности при визуальном обзоре и как следствие - при управлении самолетом. Ледяные отложения, встречающиеся в полете, можно также классифицировать по форме отложения льда на поверхности воздушного судна. При классификации ледяных отложений по этому признаку можно выделить следующие виды обледенения:

- профильное отложение льда. Этот вид обледенения чаще всего наблюдается в облаках с небольшой водностью при температуре воздуха ниже -20єС. Отложение льда по форме повторяет профиль (форму) той части воздушного судна, на которой этот лед отложился. Такой лед держится на поверхности очень прочно, но не очень опасен, так как только увеличивает вес самолета и не очень искажает (ухудшает) его аэродинамические характеристики.

- желобковый вид обледенения. Такой вид обледенения наблюдается тогда, когда на передней кромке крыла температура воздуха выше нуля градусов, а на остальной части крыла - ниже нуля градусов. Иногда такой вид обледенения наблюдается и полете в крупнокапельных облаках.

Капля в критической (передней) точке крыла из-за своих больших размеров не успевает сразу замерзнуть, растекается по поверхности крыла и замерзает на некотором удалении от передней кромки. За счет этого «наросты льда» появляются не на самой передней кромке, образуя желобковый вид обледенения. Этот вид обледенения образуется в облаках с большой водностью при температуре воздуха от -5 до -8єС. Такой вид обледенения достаточно опасен, так как, с одной стороны, он сравнительно прочно держится на поверхности самолета, а, с другой стороны, значительно изменяет форму обтекаемых частей самолета и ухудшает его аэродинамику.

- хаотический вид обледенения. Этот вид обледенения наблюдается при полетах в смешанных облаках и осадках. Наросты льда при этом в буквальном смысле слова «торчат в разные стороны». Этот вид обледенения достаточно опасен и был бы даже опаснее предыдущего, но он очень непрочно удерживается на поверхности самолета и легко сдувается потоком набегающего воздуха.

2.1.2 Метеорологические условия обледенения

Говоря о физике обледенения, можно еще раз подчеркнуть, что для его возникновения необходимыми условиями являются наличие отрицательной температуры поверхности воздушного судна (с учетом кинетического нагрева) и наличие в воздухе сконденсированной влаги (облака, осадки).

Справедливости ради нужно сказать, что иногда (сравнительно редко) обледенение поверхности ВС может произойти и при непосредственной сублимации водяного пара, но такое обледенение опасным, пожалуй, не назовешь, и перечисленных выше двух условий можно считать достаточным для возникновения обледенения.

2.1.3 Синоптические условия обледенения

Здесь в первую очередь нужно отметить, что в зоне атмосферных фронтов обледенение ВС встречается чаще, а его интенсивность значительно больше, чем при внутримассовой облачности. На теплых фронтах обледенение чаще всего наблюдается в теплом воздухе в интервале температур от -10 до -20°С. Чем активнее фронт, чем четче в зоне фронта прослеживаются все фронтальные характеристики и признаки, тем интенсивнее обледенение в зоне теплого фронта. На холодных фронтах, также как и на теплых, обледенение чаще наблюдается в теплом воздухе. Интенсивность обледенения зависит от типа холодного фронта. На холодных фронтах первого рода интенсивность обледенения, как правило, не превышает умеренную (если на этом фронте нет кучево-дождевой облачности), а на холодных фронтах второго рода интенсивность обледенения обычно сильная. На фронтах окклюзии обледенение чаще всего наблюдается в зоне точки окклюзии в районе холодного фронта.

Температурный слой, в котором обледенение ВС возникает наиболее часто, на всех фронтах остается примерно одинаковым: от -5 до -20°С.

С точки зрения выполнения полетов в условиях возможного обледенения для авиации наибольшую опасность представляют слоисто-дождевые облака при полетах магистральных самолетов и слоистые облака при полетах вертолетов и малой авиации.

Вертолеты более подвержены обледенению, чем самолеты, и их чисто технически значительно труднее защитить от обледенения. Это несмотря на то, что физические условия обледенения самолетов и вертолетов практически одинаковы.

Вертолеты могут обледеневать как при горизонтальном, так и при вертикальном полете. При горизонтальном полете с относительно большой скоростью в условиях, благоприятных для обледенения, лед обычно отлагается на винтах, лобовых частях вертолета, носовой части кабины, антеннах, приемнике воздушного давления и т.д. Во время полета с относительно малыми скоростями в режимах набора высоты и вертикального снижения или при висении обледеневают только винты. При переохлажденном дожде, мороси, мокром снеге кроме винтов могут обледеневать и другие части вертолета.

Наибольшую опасность представляет обледенение несущего винта, которое возможно при любом режиме полета вертолета. Обледенение лопастей винтов отличается значительным своеобразием. Скорость обтекания лопасти воздушным потоком изменяется в значительных пределах: от почти звуковой на конце лопасти до отрицательной в зоне обратного обтекания. Последняя представляет собой зону в комлевой части лопасти, в пределах которой лопасть движется задней кромкой вперед. Интенсивность обледенения винтов при постоянном числе оборотов двигателя зависит от линейной скорости движения лопастей при вращательном движении, от материала, из которого сделаны лопасти, и качества его обработки, а также от метеорологических факторов. Среди последних наиболее существенны водность облака, размер облачных капель и температура воздуха. Интенсивность обледенения тем больше, чем больше водность облака и крупнее капли.

При температуре воздуха -10°С и ниже лопасти несущего винта большинства вертолетов обледеневают практически по всей длине. При полете с поступательной скоростью лед отлагается вдоль лопасти неравномерно. Так, в зоне обратного обтекания интенсивность обледенения невелика и лишь немного возрастает вдоль лопасти. По мере удаления от оси винта интенсивность обледенения начинает довольно быстро увеличиваться. Когда температура воздуха выше некоторой предельной величины, концевые части лопастей перестают обледеневать, поскольку кинетический нагрев этой части лопастей становится достаточным для того, чтобы температура здесь была положительной.

Вследствие совместного воздействия температуры воздуха и скорости потока отложение льда по длине лопасти может иметь разные формы. На форму отложения льда влияют также различные небольшие неровности поверхности лопасти.

По сравнению с самолетами вертолеты более чувствительны к обледенению, так как на лопастях винтов лед откладывается быстрее, чем на плоскостях самолетов при одних и тех же погодных условиях. Поэтому очень часто в тех случаях, когда в прогнозах погоды указывается умеренное или сильное обледенение, полеты вертолетов не производятся. Обледенение вертолетов наиболее вероятно при полетах в облаках, в зоне переохлажденного дождя и над открытыми водными пространствами при температурах воздуха от 0 до -10°С. Если полет выполняется при температурах воздуха -20°С и ниже, лед может образоваться на внутренней поверхности фонаря кабины вертолета, в результате чего сильно ухудшаются условия обзора и затрудняется визуальная ориентировка.

2.1.4 Условия возникновения обледенения

Отложение льда на самолетах и вертолетах наблюдается как на земле, так и в полете. Обледенение на земле отмечается при выпадении переохлажденного дождя и других метеорологических явлениях, связанных с образованием гололеда или инея. Выпускать в полет самолет, покрытый льдом, снегом или инеем, запрещается.

Обледенение самолета обычно происходит при полете облаках, мокром снеге, переохлажденном дожде, тумане и мороси, а также в условиях повышенной влажности воздуха, как при отрицательной, так и при небольшой положительной температуре наружного воздуха. Наиболее часто возникает обледенение при температуре от 0 до -20?С (на высотах ниже 5000 м). Обледенение самолета на больших высотах полета встречается редко, но возможно в любое время года.

Обледенению подвергаются крыло, оперение, воздухозаборники двигателей, стекла фонаря и другие выступающие детали на поверхности самолета. Интенсивность обледенения обычно характеризуется толщиной образовавшегося льда за одну минуту и колеблется от нескольких сотен сотых миллиметра до 5-7 мм/мин. Наблюдались случаи обледенения с интенсивностью до 25 мм/мин.

При малых скоростях полета отложение льда облачности обычно происходит на передних кромках деталей самолета. Особую опасность для полета вызывает обледенение передних кромок крыла, стабилизатора, киля и воздухозаборников двигателей.

При больших скоростях вследствие адиабатического сжатия и трения воздуха в пограничном слое потока значительно повышается температура поверхности самолета, отчего интенсивность обледенения и температуры воздуха уменьшается. Кроме того, изменяются формы ледяных наростов и их расположение на поверхности самолета. Наибольшему нагреву подвергается передняя кромка крыла, стабилизатора и киля.

В зависимости от скорости полета форма отложения льда может быть клинообразная (профильная, гладкая), желобкообразная (рогообразная, шероховатая), бугристая (грибовидная).

2.1.5 Методы борьбы с обледенением

Обледенение воздушного судна в полете настолько опасно, что практически на каждом типе самолета и вертолета предусмотрена и используется какая-нибудь противообледенительная система (ПОС). Все способы борьбы с обледенением можно разделить на несколько групп.

Основные из них следующие:

Механический способ. Этот способ заключается в механическом удалении образовавшегося льда с лобовых частей самолета, его плоскостей и хвостового оперения. Способ применялся давно на не скоростных самолетах. Его суть заключается в следующем. В передних кромках крыла, хвостового оперения и т.д. прокладываются резиновые протекторы (проще - резиновые шланги), через которые периодически пропускают сжатый воздух.

Протекторы начинают пульсировать, ломать лед, который на них отложился, а остальное делает воздушный поток, который этот лед сдувает. Недостатком этой противообледенительной системы является нарушение аэродинамических характеристик крыла и оперения при вздутии протекторов, а также их слабая эффективность.

Физико-химический способ. Физико-химический способ борьбы с обледенением основан на уменьшении сцепления льда с поверхностью самолета или на уменьшении температуры замерзания воды. Для уменьшения силы сцепления льда с обшивкой самолета или вертолета использовались различные защитные покрытия в виде лаков, паст или смазок, а также вещества, не смачивающиеся водой (парафин, вазелин, жиры и т.д.), однако эти средства не дали желаемого эффекта.

Тепловой (термический) способ. Тепловой способ борьбы с обледенением основан на термическом способе удаления льда. Этот способ в настоящее время получил самое широкое распространение. А для удаления льда всего-то нужно повысить температуру обледеневающих поверхностей до значений более 0°С. С этой целью широко применяются воздушно-тепловые противообледенительные устройства, обеспечивающие нагрев передних кромок крыла и хвостового оперения, воздухозаборников и остекления кабины экипажа. Воздушно-тепловые системы достаточно просты, однако они имеют один существенный недостаток. Дело в том, что если после двигателя горячие газы не сразу попадают в выходное сопло, а «гуляют» по самолету (даже делая «доброе дело» - борясь с обледенением), то в этом случае происходит заметная потеря мощности двигателя. Поэтому в последнее время все большее применение находят электротепловые противообледенительные системы, в которых рабочей частью является токопроводящий слой. Располагая его между изоляционными слоями и пропуская ток, можно обеспечить нагрев обледеневающей поверхности и удаление льда. Для уменьшения расхода электроэнергии электротепловая система работает в импульсном режиме, но исправно делает свое дело. Обогрев остекления кабины также осуществляется электрическим способом. В стекла кабины (а это далеко не обычное оконное стекло) вмонтирована тонкая проволока, по которой при необходимости пропускают электрический ток. При прохождении тока стекло нагревается как в обычной бытовой электроплитке, лед тает, и у экипажа пропадают все проблемы, связанные с обледенением.

Комбинированный способ. Этот способ заключается в совместном использовании всех трех, изложенных выше. Однако обычно так не делается. На воздушных судах одного типа, как правило, используется только какой-нибудь один способ борьбы с обледенением.

Косвенные приемы борьбы с обледенением. Косвенные приемы борьбы с обледенением заключаются в комплексном анализе метеорологических условий на предмет оценки возникновения обледенения и при возможности - изменения маршрута и профиля полета, а также в увеличении скорости полета.

Если позволяют условия и полетное задание, то можно изменить маршрут полета, т.е. обойти стороной зону возможного обледенения. При изменении высоты полета экипажу следует или выйти из облаков, или снизиться так, чтобы на высоте полета была положительная температура воздуха, или, наоборот, набрать высоту так, чтобы на эшелоне температура воздуха оказалась ниже -20°С. Что же касается увеличения скорости полета, то это тривиальный кинетический нагрев, который доводит поверхность ВС до положительных температур.

2.2 Опасность обледенения для полета ВС

При обледенении значительно нарушается плавность обтекания крыла, горизонтального и вертикального оперений. Нарушение плавности обтекания вызывает значительное перераспределение давления по профилю и изменяет величину сил трения. Вследствие этого коэффициент подъемной силы уменьшается, коэффициент лобового сопротивления увеличивается, а аэродинамическое качество самолета резко уменьшается. Такое изменение аэродинамических характеристик самолета вызывает ухудшение и летных характеристик на всех этапах полета.

Скорость и тяга, потребные для горизонтального полета, возрастают вследствие уменьшения Сy, увеличения Cx и падения аэродинамического качества самолета.

В случае обледенения воздухозаборников двигателей возможно падение тяги силовой установки, а также повреждения двигателей.

Увеличение потребной тяги и некоторое уменьшение располагаемой вызывает уменьшение запаса тяги. Минимальная и минимально допустимая скорости горизонтального полета увеличиваются, а максимальная и максимально допустимая скорости, а также число М уменьшаются. Диапазон скоростей, практический потолок, скороподъемность и угол подъема уменьшаются. Увеличение лобового сопротивления приводит к тому, что уменьшается скорость полета. Чтобы сохранить скорость неизменной, необходимо увеличить режим работы двигателей, а это связано с увеличением расхода топлива и, следовательно, с сокращением дальности полета.

Нарушение плавности обтекания крыла и оперения значительно уменьшает диапазон центровок, при которых можно обеспечить устойчивое продольное равновесие, также вызывает и ухудшение и боковой устойчивости самолета. Значительно ухудшается и эффективность рулей.

При заходе на посадку самолетов с обледеневшим горизонтальным оперением и при наличии ряда неблагоприятных факторов у самолета может возникнуть сильный пикирующий момент, который вызовет клевок самолета. Для некоторых типов самолетов это проявляется внезапно и резко, для других - достаточно плавно, что позволяет пилоту предпринять правильные действия для вывода самолета из клевка.

Учитывая вышеизложенное можно сделать вывод - обледенение представляет собой реальную опасность при выполнении полетов.

Наибольшую опасность обледенение представляет собой при выполнении взлетов и посадок воздушных судов, что подтверждает печальная статистика катастроф.

2.2.1 Полет в особых условиях

Влияние обледенения на аэродинамические и летные характеристики вертолета.

Обледенение - это опасное метеоявление, сопровождающееся отложением льда на обтекаемых поверхностях вертолета.

Обледенение наиболее вероятно при tнв =-5°….10°C. Входные устройства двигателей подвергаются обледенению при tнв =+5°С. Лёд образуется: на лобовых частях НВ, РВ, остекления, датчиках приборов, воздухозаборниках двигателей и др. Виды льдообразования: прозрачный лёд (облака, tнв =0. ..-10°0); матовый лёд (смешанные облака, tнв =-6...-10°С); иней (сублимация водяного пара на охлажденной поверхности вертолета).

Несущий винт. Лёд искажает форму профиля лопасти и ухудшает качество поверхности. Это приводит к уменьшению значений: Су ; бкр; К ; увеличивается Сх . Следовательно, падает тяга НВ; увеличивается Мкр возникает преждевременный срыв потока с лопастей.

Обледенение распределяется по длине лопасти неравномерно (из-за аэродинамического нагрева концевых сечений лопастей). Под действием центробежных сил происходит самоудаление льда. Нарушается весовая балансировка лопастей, инерционные свойства лопастей. Эти явления приводят к следующим последствиям:

- снижаются обороты НВ, возникает просадка вертолета;

- усиливаются вибрации вертолета;

- появляется разбалансировка вертолета;

- возможна механическая повреждаемость лопастей и планера;

- возможна потеря авторотационных свойств НВ (при толщине льда 12-15 мм), обороты НВ ниже оборотов авторотации.

Двигатель. При отложении льда на поверхностях входных устройств суживаются проходные сечения, уменьшается секундная масса воздуха. Засасываемый воздух более разрежен, поэтому на 4-5°С уменьшается его температура. Следовательно, обледенение входных устройств возможно при t нв до +5°С. Причиной переохлаждения является также то, что V вертолета меньше V потока во входном канале. При позднем включении ПОС двигателей возможно засасывание частиц льда на лопатки НА двигателя. Вследствие уменьшения расхода воздуха через двигатель уменьшатся эффективная мощность двигателей.

Таким образом, вследствие увеличения потребной мощности НВ, с одной стороны, и уменьшения располагаемой мощности двигателей, с другой, снижаются запасы мощности на вертолете.

Рулевой винт. Обледенение лопастей РВ приводит к уменьшению путевой устойчивости и управляемости, особенно на малых V , висении, при боковом ветре. Из-за увеличения мощности потребляемой на вращение РВ, дополнительно уменьшается располагаемая мощность НВ.

Вывод:

Обледенение приводит к значительному ухудшению летных свойств и динамики вертолета на всех режимах полета, может явиться причиной отказа двигателя (двигателей).

Признаки начавшегося обледенения:

- уменьшается зн;

- увеличивается з тк , автоматика выводит двигатели на повышенный режим;

- появляется тенденция вертолета к снижению;

- увеличиваются вибрации вертолета.

Рекомендации:

- при случайном попадании в зону обледенения при tнв ниже -12°С необходимо принять меры к немедленному выходу из этой зоны.

- полеты ночью в условиях обледенения запрещаются;

- в условиях обледенения при tнв =+5°С и ниже, повышенной влажности воздуха (свыше 80%) руление после прогрева двигателей и главного редуктора производить на з тк не ниже 80%;

- ПОС двигателей включать вручную перед входом в облачность, туман, снегопад, дождь, морось при tнв =+5°С и ниже.

Необходимо учитывать ограниченную мощность электрической тепловой ПОС. Поэтому заблаговременное включение - основное условие БП.

Глава 3. Состав оборудования ПОС на Ми-8, Ми-171

3.1 Состав ПОС на Ми-8

3.1.1 ПОС винтов

- нагревательные элементы лопастей;

- токосъемники НВ и РВ;

- коробка программного механизма ПМК-21;

1. Нагревательный элемент лопасти НВ состоит из 8 лент. Которые соединены попарно между собой образуя 4 секции. У РВ нагревательный элемент состоит из 4-х лент, которые соединены попарно в 2 секции.

Одноименные секции нагревательных элементов НВ и РВ включены параллельно и питаются переменным током = 208 В. И подается с помощью контактных колец и щеток токосъемника НВ и РВ.

2. Коробка ПМК-21, расположена в радиоотсеке по левому борту между 14 - 15 шп. Программный механизм коробки обеспечивает последовательное включение в работу секций нагревательных элементов по определенной временной программе.

3.1.2 ПОС стекол:

- 2 эл. обогреваемого стекла;

- 2 термоэлектронного регулятора ТЭР-1;

- 2 термодатчика ТД-2;

1. Нагревательными элементами стекол служат прозрачные токопроводящие пленки. Питание осуществляется переменным током (190, 208, 230, 250)В.

2. Термоэлектронный регулятор вместе с термодатчиком автоматически поддерживает температуру поверхности стекла постоянной равной (+25 - +35)⁰С. Термоэлектронные регуляторы расположены на правом борту кабины экипажа.

3. Термодатчики наклеены на электрообогреваемые стекла

Противообледенительное устройство передних стекол кабины экипажа питается от сети переменного тока напряжением 190, 230 и 250В в зависимости от характеристики стекол. Передние стекла, выполненные из двух слоев силикатного стекла, имеют пленочный электрообогреватель, предохраняющий их от запотевания и обмерзания. Пленочный электрообогреватель представляет собой тонкий молекулярный слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стекол. Для подвода напряжения к пленочному обогревателю вдоль его верхней и нижней границ нанесены в виде ленты слои металла, являющиеся шинами, к которым крепятся подводящие силовые провода. Питание нагревательных элементов стекол осуществляется через автотрансформатор АТ-8-3. Поддержание постоянной температуры стекол в заданных пределах обеспечивается двумя терморегуляторами ТЭР-1М, которые работают с термодатчиками ТД-2, вмонтированными между слоями обогреваемых стекол. Регулирование температуры стекол достигается периодическим включением и выключением пленочного электрообогревателя стекла. Для удаления атмосферных осадков с двух передних электрообогреваемых стекол на них установлены стеклоочистители ЭПК-2Т-60, цепи питания которых подключены к аккумуляторной шине. Стеклоочиститель ЭПК-2Т-60 может работать в четырех режимах: пусковом, первой рабочей скорости, второй рабочей скорости, сбросе щетки в исходное положение. Число двойных поворотов электромеханизма на первой рабочей скорости составляет 64...90 в мин, а на второй - 38...60. Управление режимами производится позиционным переключателем.

3.1.3 Радиоизотопный сигнализатор обледенения РИО-3

- выдает световую сигнализацию обледенения в кабину и автоматически включает систему в работу;

- непрерывно сигнализирует при выполнении полетов в зоне обледенения;

- снимает сигнализацию при выходе из зоны обледенения;

В состав РИО-3 входят:

1. Датчик, расположен в тоннеле вентилятора.

2. Электронный блок, в радиоотсеке, правый борт 18 - 19 шп. На вертолетах последних серий выпуска на левой этажерке кабины экипажа.

ОТХ:

Напряжение питания……………………………………… 27 В и ~115 В

Чувствительность……………… 0,3 мм льда на поверхности штыря датчика

Уровень фона …………………………………………10 мкРентг/час

Принцип действия РИО-3 основан на ослаблении потока -частиц радиоактивным изотопом стронций 90 + иттрий 90 слоем льда, нарастающем на чувствительной поверхности штыря датчика.

Защита электрических цепей ПОС выполнена АЗС расположены на правой панели АЗС :

«Обогрев стекол»

«Обогрев РИО-3»

«Противообледенительное управление»

«Противообледенительная сигнализация»

«Обогрев левого двигателя»

«Обогрев правого двигателя»

Управление системой и контроль за ее работой осуществляется с левой панели электропульта.

Эксплуатация изделия РИО-3 на борту летательного аппарата.

Перед полетом экипаж летательного аппарата должен включить тумблер +27 В питания РИО-3.В процессе полета и особенно при входе в облачность экипаж должен следить за сигнальной лампочкой «ЗОНА ОБЛЕДЕНЕНИЯ». Загорание лампочки является сигналом экипажу о начале обледенения. При этом происходит автоматическое включение противообледенительной системы. Если на летательном аппарате автоматическое включение противообледенительной системы не предусмотрено, то ее необходимо включить вручную.

После выхода летательного аппарата из зоны обледенения сигнализатор прекращает подачу сигналов, при этом выключение противообледенительной системы производится вручную.

Примечание. При эксплуатации изделия в различных аэродромных и климатических условиях необходимо иметь в виду, что сигнализатор сохраняет свои параметры во включенном состоянии в условиях, указанных в разделе 30.80.01, п.2.2.5.

Особенности эксплуатации сигнализатора РИО-3.

В процессе эксплуатации изделия необходимо следить за внешним состоянием датчика, не допускать отложений пыли, грязи, снега и т.п. на экране штыря и фланце датчика, так как это может привести к изменению чувствительности и ложным срабатываниям. Не допускать механических повреждений фланца датчика. Прерывистая красная линия на фланце датчика ограничивает чувствительное к механическим воздействиям окно, толщина стенки которого не превышает 0,3 мм.

При стоянке летательного аппарата экран штыря датчика должен быть защищен защитным кожухом с красным флажком.

ВНИМАНИЕ:

Перед полетом защитный кожух должен быть снят с экрана штыря датчика.

При снятии и установке защитного кожуха необходимо принимать меры, исключающие возможность механического повреждения экрана штыря датчика.



Датчик сигнализатора обледенения РИО-3

1- источник радиоактивного излучения БИ-4А; 2- кожух штыря; 3- электронагревательный элемент; 4- штырь;5- герметизирующие прокладки; 6- фланец.; 7- корпус датчика; 8- счетчик заряженных частиц СТС-5

Рис. 1. Лопасть несущего винта:

а - общий вид лопасти несущего винта; б - комлевая часть лопасти; в - сечение лопасти; г - концевая часть лопасти; д- типовой отсек лопасти 1- штепсельный разъем; 2- наконечник; 3- вентиль; 4- заглушка; 5- сигнализатор давления воздуха; 6- болт; 7- лонжерон; 8- хвостовой отсек; 9- лампа контурного огня; 10- концевой обтекатель; 11- балансировочные пластины; 12- заглушка; 13- резиновый вкладыш; 14- прижим; 15- винтовой упор; 16- противовес;17- уплотнительный вкладыш; 18- сотовый заполнитель; 19- нервюра; 20-нагревательные элементы противообледенительной системы; 21- обшивка; 22- хвостовой стрингер; 23- триммерная пластина.

3.1.4 Противообледенительное устройство воздухозаборников двигателей и передних стекол кабины экипажа

Воздухозаборники туннелей входа воздуха в двигатели при полете в условиях обледенения обогреваются горячим воздухом, отбираемым из компрессоров двигателей.

3.1.5 ПОС двигателей

- 2 эл. управляемые воздушные заслонки изделия 1919Т. По одной заслонке на каждом двигателе. Обеспечивают обор горячего воздуха из-за 8-й ступени Т.К и подают воздух на обогрев воздухозаборников.

ОТХ:

Напряжение питания …………………………………………………. 27 В

Сила тока ……………………………………………………………. 0,4 А

Давление на выходе…………………………………………… 8 кгс/см²

Температура на выходе ………………………………………............300?С

Время управления …………………………………………….28 - 35 сек

- 2 электромеханизма ЭМТ-244 по одному механизму на каждом двигателе. Обеспечивают отбор воздуха из-за 10 ступени ТК двигателя и подают воздух на обогрев ВНА.

ОТХ:

Напряжение питания………………………………………………… 27 В

Сила тока……………………………………………………………. 2 А



Рис.2. Противообледенительное устройство воздухозаборников двигателей:

1- коллектор; 2-трубопровод горячего воздуха для обогрева командного агрегата КА-40; 3,4-шланги; 5- электромеханический переключатель; 6-распределительные профильные кольца. 

3.1.6 Противообледенительное устройство воздухозаборника

Противообледенительное устройство воздухозаборника каждого двигателя состоит из коллектора 1, шлангов 3 и 4, трубопровода 2 подачи горячего воздуха к агрегату КА-40 двигателя и электромеханического переключателя 5 воздуха. Электромеханический переключатель воздуха 1919Т предназначен для перекрытия подачи горячего воздуха в коллектор воздухозаборника. Он состоит из двух основных узлов: заслонки и электромеханизма, соединенных между собой болтами. Корпус заслонки отлит из алюминиевого сплава. Снаружи он имеет два штуцера для входа и выхода воздуха. В центральную проточку корпуса вмонтирована стальная полированная пластина, в фигурный паз которой установлен ролик поводка. Поводок жестко связан с валиком, который, в свою очередь, шлицевым хвостовиком соединен с приводом редуктора электромеханизма. Для повышения герметичности при установке пластины в закрытое положение в корпусе смонтированы две втулки, имеющие армированные манжеты. Электромеханизм состоит из реверсивного электродвигателя постоянного тока, редуктора и блока концевых выключателей. При работе электродвигателя, редуктор понижает частоту вращения его ротора до необходимой, что позволяет через кинематическую связь редуктора с заслонкой обеспечить плавный ход пластине. Концевые выключатели обеспечивают автоматическое отключение электродвигателя при крайних положениях заслонки при ее возвратно-поступательном движении. При включении противообледенительного устройства переключатель 5 воздуха открывается, и горячий воздух от компрессора по шлангам 4 и трубопроводу 3 поступает в коллектор 1. Коллектор представляет собой цилиндрическое замкнутое кольцо, в стенках которого имеются отверстия для выхода воздуха в щель между обечайкой воздухозаборника и коллектором. Горячий воздух обогревает воздухозаборники и туннели входа воздуха в двигатели. Включение переключателя воздуха осуществляется автоматически от сигнализатора обледенения или вручную. Горячий воздух для обогрева агрегата КА-40 подается по трубопроводу 2, который проложен сверху вдоль компрессора двигателя и подсоединен непосредственно к штуцеру отбора горячего воздуха от компрессора.

противообледенительный вертолет предполетный проверка

3.1.7 Противообледенительное устройство передних стекол кабины экипажа

Противообледенительное устройство передних стекол кабины экипажа питается от сети переменного тока напряжением 190, 230 и 250В в зависимости от характеристики стекол. Передние стекла, выполненные из двух слоев силикатного стекла, имеют пленочный электрообогреватель, предохраняющий их от запотевания и обмерзания. Пленочный электрообогреватель представляет собой тонкий молекулярный слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стекол. Для подвода напряжения к пленочному обогревателю вдоль его верхней и нижней границ нанесены в виде ленты слои металла, являющиеся шинами, к которым крепятся подводящие силовые провода. Питание нагревательных элементов стекол осуществляется через автотрансформатор АТ-8-3. Поддержание постоянной температуры стекол в заданных пределах обеспечивается двумя терморегуляторами ТЭР-1М, которые работают с термодатчиками ТД-2, вмонтированными между слоями обогреваемых стекол. Регулирование температуры стекол достигается периодическим включением и выключением пленочного электрообогревателя стекла. Для удаления атмосферных осадков с двух передних электрообогреваемых стекол на них установлены стеклоочистители ЭПК-2Т-60, цепи питания которых подключены к аккумуляторной шине. Стеклоочиститель ЭПК-2Т-60 может работать в четырех режимах: пусковом, первой рабочей скорости, второй рабочей скорости, сбросе щетки в исходное положение. Число двойных поворотов электромеханизма на первой рабочей скорости составляет 64...90 в мин, а на второй - 38...60. Управление режимами производится позиционным переключателем.

3.2 Состав ПОС на МИ-171

3.2.1 ПОС винтов

- эл. нагревательные элементы лопастей;

- токосъемники НВ и РВ;

- коробка программного механизма ПМК-21;

Электрооборудование ПОС винтов включает в себя:

- нагревательные элементы лопастей;

- токосъемники несущего и рулевого винтов;

- коробка программного механизма ПМК-21ТВ-2серии.

Нагревательные элементы лопастей несущего и рулевого винтов выполнены из тонких лент нержавеющей стали, которые проложены в носовой части, лопасти по всей её длине. Нагревательный элемент каждой лопасти несущего винта состоит из четырех секций, две из которых первая и вторая обогревают верхнюю часть носка лопасти, третья переднюю часть лопасти, четвертая - нижнюю часть лопасти. Нагревательный элемент каждой лопасти рулевого винта состоит из двух секций. Одноименные секции нагревательных элементов соединены параллельно.

Питание нагревательных элементов осуществляется переменным током линейным напряжением 200 В. Напряжение подается на секции, нагревательных элементов через токосъемники винтов. Токосъемник представляет собой агрегат, состоящий из узла контактных колец со щетками; основания, на котором смонтированы пять контакторов и пять трансформаторов тока; защитного колпака и основания, за фланец которого он крепится к втулке несущего винта.

Контактные кольца токосъемника размещены на неподвижной части токосъемника, все остальные элементы - на подвижной.

Секции нагревательных элементов включаются в работу циклично в определенной последовательности с помощью программного механизма коробки ПМК-21 ТВ.

Коробка ПМК-21ТВ установлена на потолке грузовой кабины шп. 2-3 справа по борту.

Длительность цикла программного механизма составляет 154 секунды. Программный механизм за время цикла формирует четыре импульса длительностью по 38,5 секунд на включение обогрева секций. Каждая секция НВ за цикл греется 38,5 сек и охлаждается 115,5 сек. Каждая секция РВ за цикл греется дважды по 38,5 сек и дважды по 38,5 сек охлаждается. Все одноименные секции пяти лопастей несущего винта греются одновременно поочередно с первой по четвертую. Секции №1 рулевого винта обогреваются одновременно с секциями №1 и №3 несущего винта, а секции №2 рулевого винта обогреваются одновременно с секциями №2 и №4 несущего винта. Питание противообледенительной системы винтов осуществляется через автомат защиты сети АЗЗК-100 для несущего винта и предохранители ПМ-25 - для рулевого винта.

Цепь управления подключена к шине ВУ 2к через автомат защиты сети АЗСГК-5 «УПРАВЛЕНИЕ».

Вся основная аппаратура защиты и коммутации системы размещена в правой РК, а автоматы защиты сети цепей управления - на правой панели АЗС. Выключатели управления, сигнальные табло, амперметр с переключателем размещены на левой панели электропульта.

Управление работой системы ведется выключателем ОБЩЕЕ Ручное - автомат и кнопкой ОТКЛ расположенными на щитке управления противообледенительными системами.

Токи, потребляемые каждой секцией лопастей несущего и рулевого винтов, контролируются общим амперметром противообледенительной системы АФ1-150 с помощью трансформаторов тока ТФ-50/1А и галетного переключателя. Трансформаторы установлены в общей цепи секций нагревательных элементов каждой лопасти.

При установке галетного переключателя в положение соответствующей лопасти срабатывает реле контроля и подключает трансформатор лопасти к амперметру через контакты 1-2 остальных токовых реле.

3.2.2 ПОС стекол

- 2 эл. обогреваемого стекла;

- 2 термоэлектронного регулятора ТЭР-1;

- 2 термодатчика ТД-2;

Передние стекла кабины экипажа имеют пленочные электрообогреватели, предохраняющие стекла от обледенения, температура которых автоматически поддерживается постоянной в пределах 25...35°С.

3.2.3 ПОС двигателей

Состав и назначение электрооборудования.

В состав электрооборудования входят следующие изделия:

-две электрические воздушные заслонки 1919T;

-электронагревательные элементы ПЗУ;

-четыре термоэлектронных регулятора ТЭР-1М;

Терморегуляторы ТЭР-1М установлены на потолке грузовой кабины в районе шпангоута № 4 по оси симметрии вертолета:

-четыре термодатчика ТД-2. Термодатчики наклеены на поверхность электрообогреваемых элементов.

Электрические заслонки 1919T расположены в отсеках двигателей. После открытия заслонок обеспечивается отбор горячего воздуха от двигателей и подача его на обогрев входных частей двигателей и элементов конструкции ПЗУ.

-Время открытия и закрытия заслонки, составляет 23...38 сек.

-Электропитание заслонки постоянным напряжением 27 В.

...