Устройство для определения интенсивности обледенения и толщины отложения льда, страница 6

Работа электротепловых противообледенительных систем ос­нована на преобразовании электрической энергии в тепловую, при­чем токопроводящим нагревательным элементом могут быть как металлические, так и неметаллические проводники тока с большим удельным сопротивлением.  ПО сравнению с воздушно-тепловыми ПОС электротепловые противообледенительные системы имеют следующие достоинства:

·  более высокий КПД, так как позволяют распределять тепловую энергию в соответствии с потребной мощностью;

·  выигрывают в массовом соотношении при использовании их для нагрева поверхностей, удаленных от источников тепла (электро­энергия легче транспортируется);

·  могут быть установлены на агрегатах, где устройство каналов невозможно или затруднено из-за малых геометрических размеров;

·  мощность, потребляемая системами, практически не зависит от режима работы силовых установок, высоты и скорости полета, а также температуры окружающего воздуха;

·  влияние отбора механической энергии от вала компрессора для привода генераторов на характеристики двигателей значительно меньше.

Недостатки: по сравнению с воздушно-тепловыми противо­обледенительными системами электротепловые системы сложнее, имеют большую вероятность отказа, и более трудоемки в обслу­живании.

Так же как и первые они потребляют для своей работы боль­шие мощности. Используются при постоянном ре­жиме работы только для нагрева поверхностей, имеющих неболь­шие площади.

Электротепловая ПОС включает в себя наряду с нагревательными элементами коммутатор, который может вклю­чаться экипажем как ручную, так и автоматически при cpaбатывании сигнализатора обле­денения; контакторы, позволяющие обеспечить дистанционное уп­равление включением силовой части питания системы (системы питания нагревательных элементов); термовыключатели, предо­храняющие нагревательные элементы и конструкцию несущих поверхностей от перегрева, и сеть электропитания.

В качестве нагревательных элементов применяют: ряд параллельно соединенных проволочек из высокоомных материалов, металлическую фольгу, различные токопроводящие составы, пленки, ткани.

Для равномерного распределения подводимого тока по площа­ди нагревательного элемента устанавливают специальные шины, изготавляющиеся из листового металла с высокой электропровод­ностью.

Для питания электротепловых систем используют источники переменного тока с напряжением 115 В или 208 В 400 Гц, а также с трехфазным током. Удельная потребительная мощность лежит в пределах

6-15 кВт/м2.

1.4.3 Электротепловые ПОС циклического действия

Источники тепловой энергии не всегда позволяют производить постоянный нагрев защищаемой поверхности из-за недостатка мощ­ности, тем более, что из года в год непрерывно растут площади несущих поверхностей и для их защиты требуются мощности, достигающие сотен киловатт. Поэтому в настоящее время применяют, в основном, тепловые системы циклического действия. При этом все защищаемые на летательном аппарате поверхности раз­бивают на участки (секции), которые обогревают последовательно в течение строго ограниченного времени. Возможна группировка секций отдельно для крылa и хвостового оперения и, соответственно, их параллельная рабата. При работе одной (или двух параллельных секций) на поверхностях всех остальных секций образуется лед, толщина которого зависит от цикла работы, количества секций и интенсивности обледенения. В течение цикла при нагреве секции подтаивает, слой льда, соприкасаю­щийся с обшивкой, и, вследствие уменьшения силы их сцепления лед сбрасывается набегающим потоком. Однако образование пленки воды под слоем льда не обеспечивает надежное сбрасывание слоя льда в момент работы секции, так как он прижимается к поверхности набегающим  потоком. Поэтому в отличие от нагревательных элементов противообледенительных систем постоянного действия, нагревательные элементы ПОС пульсирующего действия включают в себя, наряду с нагревательными элементами секции, работающей циклически, постоянно обогреваемый элемент в области передней кромки в виде узкой полосы, высотой около 15 мм, который называется теп­ловым «ножом». Тепловой «нож», не допускает образования льда на передней кромке и, тем самым, как бы разрезает ледяной на­рост на верхнюю и нижнюю части, что облегчает удаление льда с поверхности секций.

2 ВЫБОР КРИТЕРИЕВ СРАВНЕНИЯ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ

Существует много методов измерения обледенения самолета, и каждый раз, когда возникает необходимость измерения, по определенным критериям выбирают наиболее оптимальный, который удовлетворяет всем требованиям технического задания. К критериям сравнения можно отнести чувствительность, рабочий диапазон температур, потребляемую мощность. Одним из главных критериев сравнения является точность, потому что чем выше точность, тем выше стоимость прибора. Когда высокая точность не требуется, не целесообразно использовать дорогой высокоточный прибор. Тоже можно сказать и о надежности. Масса также занимает не последнее место в анализе выбора метода измерения, так как в авиационной промышленности стремятся к уменьшению массы самолета и всей аппаратуры, для снижения стоимости.

По выделенным критериям и проставленным балам по таблице выберем оптимальный метод для реализации условий, поставленных в ТЗ.

Таблица 2.1  Характеристики различных методов определения обледенения.

Характеристики	Типы противообледенительных систем
	Тепловые	Механические	Физико-химические
Порог чувствительности,  мм	0,5	1	0,5
Масса, кг, не более	1,7	2	1,8
Быстродействие	1 мин	10 с	5 мин
Рабочий диапазон температур, оС	-60...+60	-50...+50	-55...+55
Потребляемая мощность по постоянному току, Вт	55	60	60