Конструкция и эксплуатация систем кондиционирования воздуха магистральных пассажирских самолетов
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
жимах полёта. Такими нормативными документами являются: в России - ЕНЛГС (Единые нормы лётной годности гражданских самолётов). СКВ посвящена 5 глава. В США - FAR (Федеральные Авиационные Правила), определяющие нормы лётной годности для самолётов, отнесённых по терминологии FAR к категории транспортных, и соответствующих в отечественной классификации магистральным самолётам. СКВ посвящена 25 глава.
Системы кондиционирования воздуха на современных самолётах гражданской авиации по принципу работы одинаковы, но по конструктивному исполнению различны.
Принцип работы состоит из следующих этапов. Сначала происходит отбор воздуха от компрессоров двигателей. Эту функцию выполняет так называемая подсистема отбора или горячая часть системы (в ЭТД раздел 36 и на иностранных ВС - Pneumatic System, ATA 36), где воздух проходит первую стадию охлаждения, понижается его давление и регулируется расход. Затем воздух поступает в систему распределения (вентиляции) или холодную часть системы (в ЭТД раздел 21 и на иностранных ВС - Air Conditioning System & Ventilation, ATA 21), где проходит вторую стадию охлаждения, регулирования оптимального количество влаги, уменьшения шума и создания выходной (заданной) температуры перед подачей его в герметичную часть фюзеляжа с параметрами, необходимыми для нормальной жизнедеятельности пассажиров и членов экипажа.
В настоящее время совершенство систем кондиционирования и обеспечиваемый ими уровень комфортности условий в кабине летательного аппарата во время полёта входят в число важных факторов, определяющих его конкурентоспособность.
Произведём анализ и сравнение систем кондиционирования воздуха самого эксплуатируемого отечественного самолёта в России Ту-154М (на сегодняшний момент эксплуатируется 119 машин из 320 построенных) и одного из самых эксплуатируемых самолётов в мире иностранного производства - самолёта А-320 (на сегодняшний момент эксплуатируется 2161 машина из 2214 построенных). Сделаем оценку перспективной системы кондиционирования воздуха самолёта нового поколения В-787.
1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА В ПОЛЁТЕ
Человеческий организм достаточно хорошо приспособлен к разнообразным, но вполне определённым условиям среды обитания на земной поверхности. Однако полёты в земной атмосфере на воздушных шарах, начавшиеся в 1783 г., показали, что подъём на высоту может быть опасным для жизни. Человеку для совершения таких полётов необходимы специальные защитные средства. Для создания соответствующих эффективных средств потребовалось изучение особенностей условий полёта и способностей человека к преодолению воздействия неблагоприятных факторов.
1.1 Основные свойства земной атмосферы
Воздушная оболочка, образующая атмосферу Земли, по данным последних исследований, простирается до высот 2...3 тыс. км [2]. Теоретическая граница атмосферы - граница удерживания земным притяжением газовых частиц - лежит на высоте 28 тыс. км над полюсами и 42 тыс. км над экватором. Масса земной атмосферы составляет одну миллионную долю массы Земли и оценивается в 5,271018 кг. В нижнем слое атмосферы высотой 5,5 км сосредоточена половина всей её массы, а в нижнем слое высотой 20 км - 94 %.
Земная атмосфера в основном состоит (без учёта водяных паров) из азота (78,09 % по объёму), кислорода (20,95 %), аргона (0,93 %) и углекислого газа (0,03 %). Такой состав сохраняется неизменным до высот 80...100 км, в связи с чем данный слой называют гомосферой. Выше располагается гетеросфера - слой, где состав воздуха изменяется с изменением высоты. Под действием космического излучения молекулы компонентов воздуха разрушаются, и вещества переходят в атомарную и ионизированную форму. На высотах до 800 км главным газовым компонентом является атомарный кислород, а на высотах более 900 км преобладающими становятся водород и гелий, после чего земная атмосфера постепенно переходит в межпланетный газ.
Наличие водяных паров в самых нижних слоях атмосферы может быть весьма заметным. Во влажных тропиках водяной пар теоретически может занимать около 10 % объёма воздуха, соответственно тесня все остальные газовые компоненты. Решающим фактором, определяющим содержание водяного пара в воздухе, является сильная зависимость насыщающего влагосодержания от температуры. При +45 С в воздухе может находиться в парообразном состоянии 65 г/м3 воды, при 0 С - около 5 г/м3, при -50 С - только 0,05 г/м3. Учитывая, что в нижних слоях атмосферы её температура быстро понижается с увеличением высоты (градиент равен -6,5 С/км), можно легко объяснить факт присутствия в атмосфере водяных паров (в том числе и в виде облаков) лишь на малых высотах.
Следует отметить наличие в атмосфере озона - аллотропного видоизменения кислорода, отличающегося от обычной формы наличием трёх атомов в молекуле и образующегося из кислорода под действием коротковолновой ультрафиолетовой части спектра излучения Солнца на высотах 20...60 км. Распределение озона в атмосфере неравномерно, оно зависит от географической широты и, кроме того, имеет четко выраженные сезонные и суточные изменения. В средних широтах максимум концентрации озона наблюдается на высотах 19...21 км и составляет примерно 2,510-4 мг/л.
Озон весьма токсичен для человеческого организма: его предельно допустимая концентрация составляет 210-4 мг/л, что соответствует, например, предельно допустимой концентрации для отравляющего вещества фосгена. Отметим, что на высотах 19...21 км концентрация озона в атмосфере превосходит предель