Источники наддува ГК

Наддув атмосферных кабин (создание в них повышенного давления) осуществляется атмосферным воздухом. Выбор источника наддува кабин или отсеков зависит от назначения самолета, типа силовой установки и объекта наддува.

На современных самолетах наибольшее распространение имеет наддув гермокабин и отсеков от компрессоров самолетных газотурбинных двигателей. При этом способе наддува возможно загрязнение воздуха парами и продуктами пиролиза масла и топлива. Количество подаваемого в кабину воздуха зависит от режима работы двигателя, а расход воздуха, отбираемого от компрессора двигателя, снижает его характеристики. При больших расходах воздуха от двигателя для нужд СКВ на пассажирских самолетах-аэробусах применяется система с частичной рециркуляцией воздуха. В случае применения на самолете вспомогательной силовой газотурбинной установки наддув кабин может производиться oт компрессора этой установки.

К автономным источникам наддува относятся специальные компрессоры или нагнетатели, работающие за счет отбора мощности от маршевого двигателя. Эти компрессоры забирают забортный воздух и после его сжатия подают в СКВ. Наддув кабин от специальных кабинных нагнетателей, как правило, производится только на самолетах с поршневыми двигателями. Основным преимуществом наддува кабин от специальных нагнетателей является более высокая чистота подаваемого воздуха.

Подача сжатого воздуха или кислорода из баллонов является наиболее простым способом наддува кабин. Недостатками этого способа наддува являются большие габаритные размеры и масса баллонов, а также необходимость значительного их количества для обеспечения длительных полетов и сложность эксплуатации. Поэтому наддув кабин от баллонов применяется на специальных самолетах, имеющих небольшую продолжительность полета (как правило - экспериментальных).

На современных пассажирских и военных самолетах преобладает наддув ГК от компрессоров маршевых газотурбинных двигателей самолета. Для этого патрубки отбора через обратные клапаны (иногда регуляторы давления) объединяются в один или несколько трубопроводов, и через систему кондиционирования воздух направляется в кабину. Схемы отбора воздуха показаны на рис. 3.6.

Источники наддува должны обеспечивать:

- заданный расход воздуха для вентиляции и поддержания температурного режима в кабинах;

- потребное давление воздуха перед агрегатами СКВ, необходимое для их нормальной работы;

- температуру воздуха, которая должна быть достаточной для обогрева кабины, но не должна превышать некоторого допустимого предела, определяемого работоспособностью агрегатов системы.

Рис. 3.6. Типовые схемы отбора воздуха от компрессоров двигателей: а – от одного двигателя и двух ступеней; б – от двух и более двигателей; в – от четырех двигателей с двумя сетевыми регуляторами давления; 1 – фланец отбора воздуха; 2 – обратный клапан; 3 – регулятор избыточного давления; 4 – запорный кран; 5 – предохранительный и запорный клапаны

Расход воздуха, отбираемого от компрессора двигателя, оказывает определенное влияние на характеристики двигателя.

Считается допустимым отбор воздуха для нужд СКВ до 5% от общего расхода воздуха через двигатель. Так, например, для маневренного самолета для обеспечения охлаждения (нагрева) кабины и охлаждения радиоэлектронного оборудования нужен расход воздуха в количестве 1000...2000 кг/ч или 0,3...0,6 кг/с, что составляет около 0,5% от расхода через двигатель (80...150 кг/с).

Иначе обстоят дела на больших пассажирских самолетах-аэробусах, на которых для нужд СКВ расход увеличивается в (10...15) раз. На этих самолетах в СКВ используют системы с частичной рециркуляцией кабинного воздуха.

Давление и температура отбираемого от компрессора воздуха зависят от скорости и высоты полета, от температуры атмосферного воздуха.

Температура отбираемого от компрессора воздуха в зависимости от высоты, скорости полета и степени сжатия воздуха в компрессоре двигателя также изменяется в широких пределах от 350 до 800 К. Однако при полетах на больших высотах и режимах планирования тепловой потенциал отбираемого воздуха иногда недостаточен для обогрева кабины. В связи с этим, кроме установки регулятора

давления, применяется отбор воздуха от двух ступеней компрессора двигателя. Причем отбор воздуха от низшей ступени происходит на режимах взлета, набора высоты, разгона, когда работает двигатель на максимальных режимах, и автоматически переключается на отбор за более высокой ступенью на менее напряженных режимах работы двигателя. На рис. 3.6, а изображена такая схема, в которой питание СКВ происходит от низшей ступени до тех пор, пока давление в месте отбора будет выше, чем давление за регулятором второй ступени. Если давление в малонапорной ступени станет меньше, чем за регулятором, то регулятор откроется и увеличенным давлением закроет обратный клапан (ОК) низшей ступени. Воздух с более высоким давлением и температурой поступит в систему.

На рис. 3.6, б показаны схемы отбора воздуха от компрессоров двух и более двигателей. ОК препятствуют перетеканию воздуха из работающего в неработающий двигатель. Запорные краны и сетевые регуляторы давления могут устанавливаться как за каждым двигателем, так и на общей магистрали (см. рис. 3.6, в).