В свою очередь каждая из них может рассматриваться по виду применяемой энергии и физической сущности, заложенной в основу работы. Например, к механическим системам относятся: пневматические ПОС, в которых используется энергия сжатого воздуха, электроимпульсные системы - электрическая энергия высокой частоты, подаваемая импульсами. К тепловым - воздушно-тепловые, электротепловые ПОС. В первых теплоносителем является воздух, во-вторых - электрическая энергия преобразуется в тепловую.
Наряду с этим все противообледенительные системы па характеру работы можно разбить на два класса: постоянного действия, циклического действия.
ПОС постоянного действия не допускают образование льда при своей работе. ПОС циклического действия - допускают образование льда на защищаемой поверхности до определенной толщины, безопасной для полета, а затем удаляют образовавшийся лед.
Рассмотрим основные типы противообледенителей, уделив главное внимание тепловым системам.
1.2 Механические противообледенители
Механические ПОС относят к системам циклического действия [2]. Для эффективной работы их необходимо образование определенной толщины льда. Удаление льда при работе механических противообледенительных систем условно можно разделить на два этапа: разрушение льда или уменьшение сцепления его с обшивкой и удаление его действием аэродинамического напора. Последнее, очевидно, накладывает условие при проектировании противообледенительной системы – обеспечение максимально допустимой при безопасности полета толщины льда. Для каждого типа летательного аппарата допустимая толщина льда, как правило, определяется при экспериментальных продувках модели. Обычно в практике на несущих поверхностях для большинства современных самолетов допускается толщина 4-5 мм. Сила сцепления льда с обшивкой зависит от структуры льда, чистоты обработки поверхности, покрытий, а также от температуры окружающего воздуха, и может достигать по нормали 85-160 Н/см2.
1.2.1 Пневматические противообледенители
Рис 1.1 Пневматические
противообледенительные протекторы:
а- с продольными поочередно наполняющимися камерами; б – с продольными одновременно наполняющимися камерами; в – с поперечными камерами: 1-работающие секции, 2-неработающие секции, 3-наполненная камера, 4-ненаполненная камера
Принцип действия такого противообледенителя состоит в следующем. На защищаемой поверхности крепится тонкий резиновый протектор, выполненный в виде продолговатых эластичных камер, плотно прилегающих к поверхности. При включении противообледенителя камеры лед давлением сжатого воздуха периодически раздуваются и взламывают образующуюся на них корку льда. По длине (размаху) защищаемой поверхности протекторы обычно состоят из нескольких секций. Такие противообледенители довольно широко применялись в 1930-1940 гг. для защиты крыла и оперения. С появлением самолетов с газотурбинными двигателями они уступили место тепловым системам, но на некоторых иностранных самолетах, преимущественно с поршневыми двигателями, они применяются до настоящего времени. Более того, в последнее время появилась тенденция к расширению диапазона их использования, что можно объяснить усовершенствованием конструкции и повышением надежности протекторов. Неплохих результатов в этом достигла, например, английская фирма «Раlmer», выпускающая несколько вариантов пневматических противообледенителей: с продольными (по размаху крыла) и поперечными камерами, с поочередным и одновременным действием камер (рис.1). По данным фирмы общий удельный вес противообледенителя составляет 3+3,5 кг/м», расход сжатого воздуха около 0,4 кг/мин.
Пневматические противообледенители могут быть использованы также для защиты таких частей, как радиопрозрачные обтекатели радиолокационных антенн (рис.2), на которых применение тепловых способов невозможно или весьма затруднено, а физико-химические способы неэффективны. Влияние таких противообледенителей на аэродинамику летательного аппарата (которое ограничивает возможность их применения на несущих поверхностях скоростных самолетов) будет незначительным.
Рис 1.2 Использование пневматических противообледенителей для защиты обтекателей антенн: 1-обтекатель, 2-протектор, 3-камеры протектора
1.2.2 Вибрационные противообледенители
Возможны два варианта таких противообледенителей. Первый основан на том, что под воздействием ультразвуковых колебаний, создаваемых специальной сиреной и направленных против потока, переохлажденные капли воды должны кристаллизироваться; кристаллы же, достигая поверхности, будут сдуваться потоком. Однако этот способ требует экспериментальной проверки, эффективность его пока что представляется сомнительной и он, по-видимому, потребует затраты значительной энергии. Поэтому применить его, скорее всего можно будет только для защиты отдельных небольших частей, для которых другие способы по каким-либо причинам окажутся непригодными.
Второй вариант основан на использовании специальных вибраторов, которые периодически встряхивают участки (секции) защищаемой поверхности короткими сериями высокочастотных импульсов и таким путем разрушают ледяную корку. Продолжительность серий может быть очень короткой, а периодичность - как у обычных циклических противообледенителей.
Однако для оценки возможности практической реализации способа потребуются серьезные исследования как с точки зрения эффективности удаления льда, так и прочности конструкции защищаемых частей.
1.2.3 Гидрофобные покрытия
Идея использования гидрофобных (несмачиваемых) покрытий для защиты от обледенения заключается в том, чтобы получить такое уменьшение силы сцепления льда с защищаемой поверхностью, чтобы он сбрасывался внешними силами, не успев достигнуть нежелательных размеров. Такое средство могло бы по существу служить противообледенителем механического принципа действия с периодичностью удаления льда, произвольно устанавливающейся в зависимости от условий обледенения, режима полета и т. п. К сожалению, до настоящего времени не удалось найти такого вещества для покрытия, которое удовлетворяло бы необходимым требованиям. Даже на вращающихся частях толщина льда перед сбросом достигает значительной величины. Причем сам сброс происходит неравномерно и очень несимметрично, что приводит к довольно сильной тряске винта.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.