На несущих винтах вертолетов жидкость подается обычно по всей длине лопасти через отверстия или щели в лобовой части оковки. Основным недостатком противообледенителей с отверстиями является неравномерное и недостаточное смачивание поверхности. В результате, несмотря на непрерывную подачу жидкости, лед между отверстиями все же нарастает, после чего жидкость начинает течь только по канавкам, образуемым ею во льду, и при повышенной интенсивности лед постепенно затягивает большую часть поверхности. Такое явление особенно сильно сказывается при запоздалом включении системы.
На несущих поверхностях подвод жидкости иногда осуществляется изнутри через пористую стенку, что должно обеспечить равномерную смачиваемость всей поверхности.
Из таких противообледенителей представляет интерес система циклического действия английской фирмы ТК5, применяемая для защиты несущих поверхностей ряда самолетов с поршневыми двигателями. Принцип устройства их следующий: защищаемая обшивка выполнена из пористого металла, на некотором расстоянии от нее расположена обычная внутренняя обшивка. В эту щелевую полость и подается периодически противообледенительная жидкость, в качестве которой используется обычно гликолевая жидкость R-328. Для более равномерного распределения жидкости по поверхности и обеспечения необходимого в этом случае малого расхода ее под пористой обшивкой имеется слой из пористого эластичного материала. Система обеспечивает достаточно эффективное удаление льда при очень небольших расходах жидкости порядка нескольких десятков кубических сантиметров в минуту на квадратный метр защищаемой поверхности.
Такая система имеет даже некоторые преимущества перед тепловой, заключающиеся в том, что у нее отсутствует растекание воды, приводящее к образованию барьерного льда, и зона защиты, следовательно, может быть минимальной и, кроме того, в отличие от тепловой системы, для которой требуется значительное время на разогрев поверхности, действие жидкости практически начинается сразу же после ее подачи и продолжается еще некоторое время под слоем льда после прекращения подачи, т. е. ледяной нарост не примерзает снова к поверхности после выключения секции (как при тепловом методе в том случае, когда лед не успевает слететь за время цикла).
Противообледенители с пористой стенкой могут применяться и для лопастей вертолетных винтов, но при этом, как показал опыт исследований, в лопасти нужно подводить не жидкость, а ее пену (для уменьшения влияния центробежной силы, вытесняющей жидкость неравномерно по длине лопасти), которая выдавливается через пористую стенку сжатым воздухом.
При рассмотрении возможности использования противообледенителей с пористой стенкой важнейшим фактором является гарантия сохранения фильтрующих свойств пористой обшивки в процессе эксплуатации, так как в противном случае, естественно, эффективность такого противообледенителя окажется совершенно неудовлетворительной.
1.4 Тепловые противообледенительные системы
На современных самолетах в подавляющем большинстве случаев для защиты от обледенения используются тепловые противообледенительные системы, так как они обеспечивают наиболее эффективную и надежную защиту в широком диапазоне условий [2].
Тепловые ПОС могут быть как постоянного так и циклического действия. Для несущих поверхностей применяются главным образом противообледенительные системы циклического действия, так как защищаемые поверхности имеют большие размеры и для их обогрева потребная мощность может достигать нескольких сот киловатт. ПОС постоянного действия применяют чаще всего для поверхностей, сбрасывание льда с которых может привести к опасным последствиям. Например (рис 1.3), образование льда на поверхности центроплана при расположении двигателей в хвостовой части может повлечь за собой повреждение лопаток компрессора и выход их из строя.
Следует отметить, что при постоянном обогреве капли воды, попадая на нагретую до положительной температуры поверхность, растекаются по ней, постепенно испаряясь и частично сдуваясь потоком воздуха (рис 1.4). При определенных условиях часть воды выдувается за пределы обогреваемой зоны, в результате этого образуется так называемый «барьерный» лед. Естественно, что интенсивность образования барьерного льда при одних и тех же условиях обледенения зависит от протяженности зоны обогрева и температуры поверхности. В связи с этим существуют две разновидности тепловых противообледенительных систем постоянного действия - противообледенители полного испарения (с сухой поверхностью) и неполного испарения (с влажной поверхностью).
При проектировании ПОС неполного испарения предусматривают в нaиболее тяжелых случаях обледенения возможность образования барьерного льда. Расчет ведут на обеспечение лишь минимальной (т. е. равной 0 0С) температуры на поверхности. Эти системы получили наибольшее распространение, так как потребляемая ими мощность значительно меньше, Противообледенительные системы полного испарения, как правило, применяют лишь для защиты частей летательных аппаратов, на которых недопустимо образование барьерного льда.
Рис 1.4
Схема образования барьерного льда:
1 – эпюра количества улавливающей воды,
2 – пленка воды,
3 – граница зоны нагрева,
4 – барьерный лед.
Рис 1.3 К выбору режима работы тепловых ПОС:
1 – постоянного действия
1.4.1 Воздушно-тепловые ПОС постоянного действия
Воздушно-тепловые ПОС постоянного действия - наиболее простые и распространенные системы. Источником горячего воздуха для них могут быть: компрессоры газотурбинных двигателей; теплообменники, обогреваемые выхлопными газами (рис 1.5); калориферные печи, использующие в качестве топлива бензин или керосин (применяются только на самолетах с поршневыми двигателями; выхлопные газы в смеси с атмосферным воздухом.
Рис 1.5 Компоновка теплообменника противообледенительной системы:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.