Противообледенительная система авиационных силовых установок
Контрольная работа - Транспорт, логистика
Другие контрольные работы по предмету Транспорт, логистика
тенкой и внутренним дефлектором, воздух проходит вдоль обтекателя и выбрасывается через отверстия во входной канал двигателя.
Обогрев лопаток направляющего аппарата может производиться и таким способом, как это показано на рисунке 1.5. Здесь воздух по специальным отверстиям из-за одной из ступеней компрессора направляется во внутреннюю полость ротора двигателя, а затем через отверстия в диафрагмах дисков проходит в полость А. Из этой полости воздух подходит к нижним цапфам лопаток, проходит по внутреннему каналу в теле лопатки, а затем через отверстия в верхней ее части выходит в воздушный тракт двигателя.
Рисунок 1.5 - Схема обогрева лопаток входного направляющего аппарата двигателя
К недостаткам воздушно-тепловых систем необходимо отнести их незначительную эффективность при работе двигателей на режимах, близких к режиму малого газа, из-за понижения расхода и температуры воздуха. Особенно это относится к двигателям с низкой степенью повышения давления. Кроме того, при включении воздушно-тепловой системы уменьшается мощность (тяга) и повышается температурный режим двигателя, увеличивается удельный расход топлива. Для ТРД уменьшение тяги почти прямо пропорционально количеству отбираемого воздуха. ТВД более чувствителен к отбору воздуха: на 1% отбираемого системой воздуха приходится снижение мощности ТВД на 1,5-2% и ухудшению экономичности на 1-1,5%. Максимальное количество воздуха, которое может быть отобрано от двигателей, не должно превышать для ТРД - 12%, для ДТРД - 7%, и для ТВД - 5%.
Применение воздушно-тепловой системы целесообразно для воздухозаборников с радиусами закруглений входных кромок более 6-8 мм.
При острых носках сверхзвуковых воздухозаборников эти системы становятся малоэффективными, что вызывает необходимость перехода к электротепловым ПОС.
1.3.2 Электротепловые противообледенительные системы
Электротепловые системы не имеют недостатков, присущих воздушно-тепловым. Несмотря на это, они длительное время не находили применения из-за необходимости значительных по мощности источников электрической энергии.
Эти системы состоят из нагревательных элементов, программного механизма, источников энергии, контакторов и электропроводки.
Нагревательный элемент обычно выполняют в виде тонкой, укладываемой по секциям металлической фольги, токопроводящих лаков, ленточных нагревателей, изготовленных напылением и изолированных эпоксидной смолой, проволок, или в виде токопроводящего слоя резины. Эти элементы, расположенные между слоями изоляции, называют нагревательными пакетами. Для предохранения от механических повреждений и эрозии пакет после закрепления на защищаемой от обледенения поверхности закрывают снаружи накладкой.
Конструкция нагревательного пакета позволяет получить наиболее выгодное распределение энергии по обогреваемому профилю, а также дает возможность, изменяя толщину слоев изоляции, направить поток тепла в нужном для обогрева направлении. Электротепловая система обладает более высоким коэффициентом использования тепла. Располагаемая энергия практически не зависит от режимов работы двигателя, высоты и скорости полета, температуры окружающего воздуха. Кроме того, систему можно установить на любых по размерам и форме частях силовой установки. Эти системы применяют для защиты от обледенения воздушных винтов и сверхзвуковых воздухозаборников.
Они питаются от генераторов постоянного или переменного (желательно трехфазного) тока. С точки зрения простоты конструкции лучшей является система постоянного тока, однако удельный вес ее значительно больше (на единицу мощности).
Электротепловые системы могут быть постоянно или периодически (циклически) нагреваемыми. Циклические системы разрешают льдообразование в допустимых пределах и должны обеспечивать полное удаление льда за один цикл. Системы с постоянным нагревом применяют обычно для защиты агрегатов, требующих небольшой мощности, или там, где по условиям работы на защищаемых поверхностях не допускается льдообразование (например, воздухозаборники двигателей).
При циклическом нагреве вся защищаемая от обледенения поверхность делится на несколько секций, состоящих из нагревательных пакетов. Каждая секция посредством специального устройства (программного механизма) на некоторое время подключается к источникам энергии, а затем нагрев ее прекращается. При таком нагреве значительно экономится электрическая энергия, так как на режиме остывания на защищаемой поверхности образуется небольшой слой льда, резко уменьшающий снятие тепла с поверхности набегающим потоком воздуха.
При циклическом обогреве энергия расходуется на таяние только незначительной части льда, необходимой для нарушения сцепления отложившегося льда с защищаемой поверхностью. В дальнейшем оттаявший лед уносится набегающим потоком воздуха. Лед должен сбрасываться достаточно быстро. Это условие особенно строго необходимо выполнять для воздушных винтов ТВД или ПД, так как обледенение лопастей приводит к увеличению их сопротивления и снижению несущих свойств. Кроме того, асимметричное сбрасывание льда приводит к разбалансировке винта и увеличению вибраций. Для быстрого и полного сбрасывания льда с лопастей необходимо применять весьма большие удельные мощности при возможно меньшем времени обогрева. При условии одновременного сброса льда по всей длине лопасти желательно удельную мощность обогрева изменять от мак?/p>