Что такое пос на самолете

Механические противообледенительные системы

Пневматические противообледенительныесистемы являются разновидностью механических – это одни из первых систем, которые были установлены на самолетах для борьбы с обледенением.

Устройство и принцип действия. На защищаемой поверхности закрепляют тонкий протектор из эластичного материала (различных эластомеров) с встроенными в него камерами (рис.11). Ширина протектора выбирается из условия длины хорды равной или немного превышающей область улавливания капель (для дозвуковых самолетов, как известно, она составляет 5… 6% хорды). В зависимости от типа самолета, размеров защищаемой поверхности, расчетной скорости полета и допустимой толщины льда протектор противообледенителя разбивается на ряд секций. Они включаются в работу в соответствии с принятой программой (поочередная или одновременная работа камер). Количество камер зависит в основном от ширины протектора и может быть до 10.

Недостатками системы является увеличение сопротивления крыла примерно на 5. 6% в нерабочем состоянии протектора и на 100. 110% в рабочем состоянии. Для уменьшения влияния протектора на аэродинамическое сопротивление ЛА желательно его камеры располагать вдоль хорды профиля.Протекторы, выполненные по такой схеме, применяются зарубежными фирмами «Лукас» (Англия) и «Клебер Коломбо» (Франция). Кроме того, к недостаткам пневматических ПОС относится довольно быстрое старение эластомеров под воздействием переменных температур и солнечной радиации, приводящее к растрескиванию и разрушению протектора.

Рис.11. Схема рабочей части пневматического противообледенителя несущих поверхностей: а) с продольными поочередно-наполняющимися камерами 3, 4; б)с продольными одновременно наполняющимися рабочими камерами; 1 – работающая секция, 2 – неработающая секция

В отечественной авиации пневматические ПОС в настоящее время не применяются, в то время как за рубежом широко используются на малых самолетах так называемого административного класса.

Следует отметить, что появление новых более совершенных эластомеров и малый отбор воздуха может вывести такие системы в разряд перспективных.

Электроимпульсная ПОС, разработанная советским инженером И.А. Левиным, впервые появилась в качестве штатной системы на самолете Ил-86.

Действие электроимпульсной ПОС (ЭИ ПОС) заключается в создании в защищаемой обшивке и слое льда, находящегося на ней, повторяющихся импульсных силовых деформаций, разделенных определенными временными интервалами.

Преобразование электрических импульсов в импульсы упругих деформаций осуществляется в индукторах вихревых токов, представляющих собой соленоиды без сердечников (см. рис.12). Поступающие из конденсаторных накопителей импульсы электроэнергии проходят через обмотки соленоидов и создают в них переменное магнитное поле.

Рис.12. Схема работы электромагнитного индуктора: 1 – индуктор; 2 – защищаемая обшивка; 3 – направление кольцевого тока в индукторе; 4 – наведенный кольцевой ток в обшивке; 5 – положение обшивки в момент возникновения деформации

ЭИ ПОС перед тепловыми системами имеют следующие преимущества:

К недостаткам этих систем относятся:

— большое количество индукторов, поскольку область их действия ограничена как размерами индукторов, так и стыками обшивки и элементами силового набора агрегата;

— наличие остаточных льдообразований в случае, если зона улавливания составляет более 2%хорды по верхней или нижней поверхности профиля;

— необходимость повышения мощности импульса по мере возрастания жесткости конструкции (этим, в частности, объясняется тот факт, что рассматриваемые системы не находят применения на легких и средних самолетах).

Дата добавления: 2016-03-04 ; просмотров: 1878 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

FrequentFlyers.ru

Ликбез

Как, чем и для чего проводится противообледенительная обработка самолёта

06/12/2021

В холодное время года перед вылетом командир часто объявляет: «Наш самолет должен пройти противообледенительную обработку». Это важнейшая процедура, обеспечивающая безопасность полетов, и что самое интересное – она не обязательно происходит в мороз. Более того, в сильный мороз как раз самолёты не обрабатывают. Рассказываем всё о физике процесса:

Обледенение аэродинамических поверхностей (поверхность крыла, элероны, рули высоты и направления) изменяет течение воздушного потока на них, в итоге значительно падает подъёмная сила крыла и эффективность рулей – грубо говоря, самолёт становится неуправляемым и теряет высоту.

Обледенение других элементов, например, приёмников давления (трубок Пито) или датчиков угла атаки приводит к отказу ряда приборов – это не значит, что самолёт после этого не может лететь (достаточно выставить тангаж и режим двигателей, при которых борт не будет терять высоту, они известны из руководства лётной эксплуатации для каждого конкретного типа ВС). Однако выдерживать заданную высоту при этом будет крайне затруднительно, нельзя будет пользоваться автопилотом, и в целом эта ситуация для пилотов, мягко говоря, стрессовая.

Обмерзание трубок Пито

Во время полёта работают штатные противообледенительные системы самолёта: важные элементы конструкции обогреваются либо электронагревательными элементами, либо горячим воздухом от двигателей.

«Змей Горыныч» в аэропорту Красноярска

Как же происходит обработка? Для этого нужен «слон». Это относительно свежее название: в советское время никаких «слонов» не было, а были «Змеи Горынычи». «Горыныч» представлял собой ЗиЛ или МАЗ с установленным на него старым реактивным двигателем от самолёта. Он потоком горячего воздуха «сдувал» лёд и снег, а затем из шланга самолёт поливали противообледенительной жидкостью «Арктика». «Слоны» заменили «Змеев» в постсоветское время, когда появились машины Elephant датской фирмы Vestergaard, а потом название распространилось на всю технику такого рода, примерно как ксероксами примерно в те же годы стали называть любые фотокопировальные аппараты.

У «Слона» нет реактивного двигателя, зато есть резервуары с горячей водой и противообледенительными жидкостями разных видов. Они смешиваются с водой в нужной в данных погодных условиях пропорциях, и через распылитель на конце стрелы попадают на самолёт. Там же расположена кабина или открытая люлька оператора, который и занимается процессом обработки. Для работы в люльке надевают костюм химзащиты.

«Слоны», для ускорения процесса может работать несколько машин одновременно

Всего существует 4 типа жидкостей, но в аэропорту вы, скорее всего, увидите две. «Оранжевая» липкая жидкость типа I подаётся в горячем виде (60-80 градусов) под давлением, она используется для удаления льда и снега, то есть, собственно, де-айсинга. Струя направлена под углом 45 градусов и движется от передней кромки крыла назад и от конца крыла к фюзеляжу – в этом случае жидкость стекает в сторону центра крыла, что снижает ее расход.

«Зелёная» жидкость типа IV имеет ещё более густую консистенцию, не подогревается и не разбавляется водой. Её делают на основе пропиленгликоля или этиленгликоля; последний из-за ядовитости используется редко, но на всякий случай на время обработки пилоты выключают систему кондиционирования салона, чтобы пассажиры не надышались парами. Жидкость типа IV – собственно, и является противообледенительной, она предотвращает налипание льда во время взлета и набора высоты, и полностью «сдувается» с самолёта до того, как он наберет высоту 200-300 метров. После этого наземная обработка никак не влияет на обледенение, в дело вступает штатная ПОС самолёта.

«Прозрачная» жидкость типа II имеет то же назначение, что и жидкость типа IV. Она имеет меньший «срок годности» (holdover time) и поэтому сейчас почти не используется. «Жёлтая» жидкость типа III – универсальная, позволяет и растапливать лёд, и препятствовать образованию нового. Обычно используется для маленьких винтовых тихоходных самолётов, у которых скорость в момент отрыва от полосы не превышает 100 узлов.

Снег такого цвета не ешьте

Что такое «срок годности»? Это время, в течение которого сохраняются защитные свойства жидкости (holdover time): после обработки самолёт должен вылететь не позднее определённого срока. Он варьируется от 9 минут до 160 в зависимости от погоды. В некоторых аэропортах есть специальные приборы, анализирующие интенсивность снегопада и автоматически рассчитывающие срок действия обработки жидкостью типа IV.

И если вы не успели взлететь, например, из-за «пробки» на рулёжках, то нужно возвращаться и проводить обработку заново. Второй пилот может также в этих случаях выйти в салон и визуально оценить состояние крыла.

В зависимости от погоды расход противообледенительной жидкости различается: на тот же Boeing 737-800 может уйти и 100 литров, и тысяча; литр жидкости «Арктика», MaxFlight или OCTAFLO стоит порядка 100 рублей, дополнительно авиакомпания оплачивает саму процедуру обработки (10-15 тысяч рублей).

Интересно, что «слоны» есть не во всех аэропортах – в тёплых странах, например, их в принципе не закупают за ненадобностью. Но иногда погода преподносит сюрпризы, и тогда поливать самолёты приходится в буквальном смысле слова со стремянкой и ведром.

Источник

ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА САМОЛЕТА

Образование во время полета на поверхности различных частей самолета ледяных наростов представляет большую опасность. Обледенение уменьшает подъемную силу самолета и увеличивает его лобовое сопротивление, мешает работе органов управления, ухудшает пилотам видимость, увеличивает вибрацию и нагрузку отдельных элементов планера. Вызывая увеличение потребной для полета мощности, обледенение приводит к снижению располагаемой мощности вследствие уменьшения проходного сечения воздухозаборников двигателей и значительных потерь скоростного напора воздуха, поступающего в двигатель.

Обледенение воздушного винта вызывает резкое уменьшение его коэффициента полезного действия. Вместе с тем нарушается весовая и аэродинамическая балансировка винта, приводящая к тряске двигателей. Тряска вызывает дополнительные динамические напряжения в конструкции самолета, а также неприятные физиологические воздействия на экипаж и пассажиров. Отрывающиеся от лопастей куски льда могут повредить обшивку фюзеляжа и крыла.

Поэтому эффективная защита самолета от обледенения является одной из важнейших задач и в настоящее время противообледенительные устройства на самолете являются обязательными.

Существуют два основных метода борьбы с обледенением — пассивный и активный.

Пассивный метод предусматривает вывод самолета из зоны обледенения. Вполне очевидно, что пассивный метод не может удовлетворить требований безопасности и регулярности полетов. Ак

тивные методы борьбы с обледенением по характеру воздействия можно разделить на механические, химические и термические.

Механические методы зашиты основаны главным образом на применении надувающихся резиновых протекторов, которые монтируются на передней кромке крыла и хвостового оперения. Внутри протекторы имеют продольные камеры, куда попеременно поступает сжатый воздух. Противообледенительное устройство включается в действие после образования льда на передней кромке. Вначале надувается центральный протектор и ломает лед, затем надуваются два остальных протектора и надломленный лед отрывается и сносится воздушным потоком.

Химический метод основан на применении различных веществ в виде жидкости или пасты, имеющих температуру замерзания ниже 0° С и способных в разных пропорциях с водой образовывать смесь, которая замерзает лишь при температуре значительно ниже 0° С.

Защищаемая часть самолета покрывается каким-либо пористым материалом, например специально обработанной кожей, металлокерамическим листом или прутком. Через поры этих элементов подается жидкость, которая растворяет лед. В некоторых случаях защищаемая поверхность обливается антиобледенительной жидкостью.

В результате сцепление между льдом и поверхностью профиля уменьшается и отложившийся лед сдувается воздушным потоком. Этот метод применяется как для устранения, так и для предупреждения обледенения. Жидкостью, применяемой в таких противообледеннтельных устройствах, может быть спирт, спирто-глицериновые смеси и др.

Химические методы борьбы с обледенением нашли широкое применение в противообледенительных устройствах стекол фонаря кабины пилотов и воздушных винтов.

Термические системы могут применяться как для предупреждения, так и для устранения обледенения. Работа термических противообледенительных устройств основана на нагреве защищаемой поверхности самолета до температуры, исключающей возможность ее обледенения.

В зависимости от способа защиты поверхностей самолета различают электротермические и воздушно-тепловые противообледенительные системы. Во-первых, в качестве источника тепла используют электричество, во-вторых — теплый воздух, воздух, смешанный с отработавшими газами, или одни отработавшие газы. Электротермический способ защиты от обледенения позволяет подавать тепло в защищаемой поверхности с перерывами. При этом методе допускается образование небольшого количества льда на поверхности, после чего к этой поверхности подается тепло, лед подтаивает и сдувается воздушным потоком. После удаления льда обогрев прекращается, температура понижается и лед образуется вновь; этот процесс повторяется через определенный промежуток времени.

В этом случае стекание воды назад можно совершенно исключить, что позволяет ограничить площадь обогрева зоной оседания воды. При цикличном обогреве расход энергии на обогрев в несколько раз меньше, чем при обогреве непрерывного действия.

ПОС САМОЛЕТА SSJ-100

Противообледенительная система (ПОС) обеспечивает нормальную эксплуатацию самолета в условиях обледенения.

Для защиты самолета от обледенения используется горячий воздух или электрический обогрев, с помощью которых обогревается необходимая зона самолета.

Горячим воздухом обогреваются:

— передняя кромка секций 3 и 4 предкрылка левой и правой консолей крыла,

Горячий воздух поступает от системы отбора воздуха от двигателя.

Электрический обогрев имеют следующие компоненты:

— приёмники полного и статического давлений,

— датчики температуры воздуха,

— датчики угла атаки,

— лобовые стёкла и стёкла форточек,

— панели наземного обслуживания систем водоснабжения и удаления отбросов.

Для очистки лобовых стёкол от снега и воды и улучшения видимости на них установлены стеклоочистители с электрическим приводом.

Для улучшения видимости в условиях сильного дождя, при недостаточной эффективности стеклоочистителей, применяется система подачи гидрофобизирующей жидкости на лобовые стекла.

Рисунок 9. Обогреваемые части ПОС

ПОС крыла

ПОС крыла — воздушно-тепловая. Обогреваются передние кромки секций 3 и 4 предкрылков. ПОС крыла состоит из левой и правой подсистем.

Воздух для обогрева отбирается от пневматической системы. Подача воздуха регулируется в зависимости от высоты полёта. Регулирование расхода воздуха обеспечивается клапаном регулирования давления. После прохождения горячего воздуха через обогреваемые секции №3 и 4 предкрылков охлажденный воздух выбрасывается в атмосферу.

В качестве источника тепла для обогрева используется воздух от двигателей (см. рис 10-11).Предварительно охлажденный воздух, отбираемый от двигателя, перед подачей в ПОС, имеет температуру 200°C (392 °F) при нормальном режиме работы двигателей и 230 °C (446 °F) при отказе одного из двигателей.

Электропневматический отсечной регулирующий клапан осуществляет управление подачей воздуха в ПОС. Клапан управляет давлением воздуха на входе в обогреваемую зону предкрылка. Контроль за давлением воздуха после клапана осуществляют два датчика давления.

После прохождения клапана воздух поступает в телескопическую трубу, соединенную с подводящим трубопроводом, через который воздух поступает в коллектор. Далее воздух поступает в обогреваемую часть предкрылка через отверстия на передней стенке коллектора, расположенные по всей его длине.

Для сокращения потерь тепла трубопровод ПОС крыла имеет теплоизоляцию. При отказе одного из двигателей, второй двигатель обеспечивает воздухом ПОС обоих предрылков через трубопровод перекрестного отбора.

Для наблюдения за реальным обледенением предкрылков из кабины экипажа на фюзеляже установлены фары для освещения передней кромки крыла.

Рисунок 10. ПОС крыла

Отбираемый воздух через входной штуцер, расположенный в корпусе заслонки, поступает в редуктор давления, который подает постоянное давление в сервоклапан.

Электродвигатель в зависимости от тока на обмотке поворачивает секторную качалку, которая управляет потоком воздуха, проходящего через сервоклапан. Давление после сервоклапана, поступает в полость пневмопривода. Посредством диафрагмы и поршня пневмопривод перемещает тягу, закрепленную на поршне, под действием давления воздуха. Тяга поворачивает поворотную заслонку, закрепленную на ней, тем самым управляя подачей воздуха.

Концевой выключатель позволяет индицировать закрытое или открытое состояние заслонки.

Рисунок 11. Обогрев предкрылок

Органы управления и индикация

Потолочный пульт (См. рис.12)

Органом управления ПОС крыла является трехпозиционный переключатель WING на пульте управления ANTI-ICE, имеющий положения OFF, AUTO и ON.

В положении переключателя AUTO включение и отключение подачи воздуха в ПОС происходит по сигналу сигнализатора обледенения.

В положении переключателя ON пилот принудительно включает подачу воздуха в ПОС, при этом сигналы сигнализатора обледенения игнорируются.

В положении переключателя OFF ПОС принудительно выключается.

Источник

Противообледенительные системы самолетов

Противообледенительные системы, сокращенно ПОС – это специальные наработки, которые позволяют удалять нарастающий лед с фюзеляжа самолета, прямо во время полета. Эти технологии необходимы для самолетов, которые летают на больших высотах, так как лед, образовывавшийся на корпусе самолета, значительно ухудшает общие летные свойства, и утяжеляет самолет – что ведет к росту расхода топлива.

Существует несколько типов ПОС. Конечно, каждая система намного более сложная, нежели домашний конвектор – но суть и противообледенительных систем схожа с принципом работы конвекторов и обогревателей. Давайте поговорим о типах ПОС.

Самый примитивный способ избавиться ото льда, который образовался на высоте – это подогреть самолет изнутри. Данный тип ПОС называется Электротепловой. Его устанавливают, как правило, только в передней кромке винтов двигателя, работает он на электронагревательных элементах. Данная система ПОС активно применяется на отечественных самолетах. Например на Ил-18 или на Ту-154. Питание на старых самолетах данного типа ПОС обеспечивалось всего 27В, что по тем временам было мощной технологией. Сегодня современные самолеты, оборудованные данной системой обогрева, питаются уже напряжем от 115 до 208 В.

Второй тип ПОС – это Воздушно-тепловая система. Данная система, как правило, применяется совместно с первым типом, только в отличие от электротепловой системы, воздушно-тепловая устанавливается только на неподвижных частях. Данная система одна из самых экономичных, так как она использует тепло, которое вырабатывают двигатели самолета. В данном типе системы очень важно грамотно развести тепло от двигателя – это позволяет его одновременно охлаждать, и растапливать лед.

Третий тип – Химическая ПОС. Активно применяется на современных самолетах. Данная система основана на растворении льда химическим реагентом. В отличие от остальных систем ПОС, Химическая ПОС применяется до полета. Самолет просто «обливают» реагентом, который не дает во время полета образовываться корочке льда. Такие системы активно применяют на современных рейсах и в России и за рубежом. На фотографии сверху, как раз представлена химическая ПОС, когда работник аэропорта обрабатывает фюзеляж самолета Аэробус А319.

Четвертый тип – Механическая ПОС. Одна из самых редких систем. Данная система ПОС используется, как правило, лишь на небольших самолетах. Принцип простой – льду дают образоваться, но его «стряхивают» с самолета, деформацией обшивки. То есть, самолет во время полета, поднимает и опускает части обшивки, тем самым стряхивая с себя образовавшийся лед. Данная ПОС редко применяется, и ее вряд ли можно встретить в гражданской авиации.

Источник

Противообледенительная система

(ПОС) — предназначается для защиты летательного аппарата от обледенения. Выполняется защита лобовых частей несущих поверхностей летательного аппарата, воздухозаборников силовых установок, воздушных винтов, остекления, приёмников воздушного давлений.

Общие сведения о датчиках и сигнализаторах обледенения.

В полете экипаж о начавшемся обледенении может судить по осаждению льда на отдельных частях летательного аппарата, по тряске двигателей, уменьшению скорости полета и т. п. Для определения интенсивности обледенения на некоторых типах летательных аппаратов в поле зрения летчика устанавливают визуальный указатель обледенения. Он представляет собой небольшую профилированную стойку, снабженную штырем, разделенным по длине на участки по 10 мм. При помощи этого указателя можно оценить толщину слоя льда и интенсивность обледенения.

Камера 6 при помощи отверстий 1 воспринимает полное давление набегающего потока воздуха. Камера 5 воспринимает статическое давление через отверстие 3, расположенное на боковой поверхности заборника. В полете при отсутствии льда на поверхностях летательного аппарата, а, следовательно, и на датчике сигнализатора в отверстиях 1 создается полное давление воздушного потока, которое передается в камеру 6. Под действием разности давлений мембрана прогибается и удерживает контакты 7 в разомкнутом достоянии. При полете в зоне обледенения отверстия 1 закупориваются пленкой льда, в результате чего прекращается доступ полного давления в камеру 6. Давление в камерах 5 и 6 через жиклер 4 выравнивается, мембрана возвращается в исходное положение, замыкая контакты 7 цепи питания сигнальной лампы «Обледенение» 9 и обогревателя 2 заборника сигнализатора. Под действием тепла, выделяемого обогревателем, лед стаивает, отверстия в заборнике открываются. Восстановившийся перепад давлений в камерах размыкает контакты, выключая при этом сигнальную лампу и обогреватель заборника сигнализатора. Если к этому времени летательный аппарат не выйдет из зоны обледенения, то датчик полного давления снова подвергается обледенению и цикл вновь повторяется.

Недостатком сигнализаторов мембранного типа является запаздывание в выдаче сигнала начала обледенения, а также невозможность замера скорости нарастания льда и регистрации вида обледенения.

Среди других типов сигнализаторов обледенения находит применение радиоактивный сигнализатор (рисунок 2). Датчик сигнализатора включает в себя источник β-излучения (стронций 90 и иттрий 90) и счетчик радиоактивного излучения. Электронный блок обеспечивает питание счетчика напряжением 450 В и усиливает сигнал, получаемый от счетчика. Блок задержки преобразует периодический сигнал в непрерывный при входе летательного аппарата в зону обледенения.

Принцип действия прибора основан на торможении β-излучения слоем льда, нарастающим на выносном цилиндрическом штыре. Датчик работает следующим образом. Поток β-частиц, непрерывно излучаемых радиоактивным источником, попадает на счетчик. Импульсы напряжения, снимаемые со счетчика, регистрируются электронным блоком. Изменение потока β-частиц в электронном блоке преобразуется в изменение напряжения. Если напряжение превысит определенный уровень, срабатывает релейная схема, контакты которой включают световую сигнализацию, предупреждающую летчика об обледенении. Одновременно включается обогревательный элемент датчика, что обеспечивает удаление льда с поверхности штыря. После того как лед удален, прибор возвращается в исходное состояние. Процесс повторяется до тех пор, пока самолет находится в зоне обледенения. Толщина льда на штыре датчика, при которой срабатывает сигнализатор, находится в пределах 1 мм.

На некоторых типах летательных аппаратов устанавливают сигнализаторы обледенения, в основу работы которых положена электропроводность льда, оседающего на поверхности датчика. При оседании на поверхности датчика льда происходит замыкание контактных колец датчика. Так как к одному из колец подведено напряжение от бортовой сети, а к другому присоединена управляющая сетка тиратрона, то при замыкании цепи на сетку поступит напряжение, достаточное для отпирания тиратрона. Это приводит к срабатыванию системы, т. е. включению обогрева датчика и сигнальной лампы «Обледенение». В блоке слежения сигнализатора имеются устройства, предохраняющие систему от ложных срабатываний при полетах в дождь, от преждевременных отключений, случайных замыканий цепи.

Заслуживает внимания система сигнализации, построенная на следующем принципе. В качестве датчика используют цилиндрический зонд, который специальным генератором поддерживается в условиях осевых вибраций при резонансной частоте. При полете в зоне обледенения в канале датчика накапливается лед, что снижает резонансную частоту датчика. Изменение частоты ниже определенной величины воспринимается системой управления, которая выдает предупредительный сигнал «Обледенение» и включает на несколько секунд систему обогрева датчика. Время подогрева выбирают достаточным для удаления льда и подготовки датчика к последующему циклу работы.

Разновидности ПОС самолетов с ТРД и ТВД.

По принципу действия ПОС подразделяются на тепловые, механические, физико-химические и комбинированные.

Тепловые ПОС могут быть непрерывного действия (предотвращают льдообразование на защищаемой поверхности) и периодического, или циклического, действия. Последние периодически удаляют лёд, образующийся на секциях противообледенителя, на которые разделяется защищаемая поверхность с целью сокращения одновременно потребляемой энергии (лёд подплавляется и затем сдувается потоком воздуха или сбрасывается центробежной силой с вращающихся частей). В зависимости от источника нагрева различают электротепловые, воздушно-тепловые и жидкостно-тепловые ПОС.

Механические ПОС удаляют образующийся лёд обычно путём деформации поверхности, например, с помощью эластичных накладок с камерами, которые поочерёдно раздуваются сжатым воздухом (пневматические ПОС), или в результате взаимодействия электромагнитного поля индукторов, расположенных под обшивкой, с наведённым в обшивке полем.

В физико-химических ПОС применяются жидкости, образующие с водой незамерзающие смеси и растворяющие лёд, либо покрытия, которые при взаимодействии со льдом растворяют прилегающий его слой; эффективность их ограничена.

В комбинированных ПОС используются различные принципы действия (например, на лобовом стекле устанавливается механическая щётка, действующая одновременно с тепловой или физико-химической ПОС).

Наиболее распространены тепловые ПОС, являющиеся самыми энергоёмкими. Наименее энергоёмки электроимпульсные ПОС, но они плохо удаляют лёд небольшой толщины, поэтому устанавливаются в случаях, когда такое льдообразование допустимо, имеется упруго-деформируемая обшивка и можно разместить под ней индукторы. Пневматические ПОС применяются на некоторых дозвуковых лёгких и средних самолётах. Для защиты различных элементов одного и того же летательного аппарата могут использоваться ПОС различных типов, выбор их зависит от располагаемых источников энергии, их размещения, конструкции защищаемого элемента и т. п..

ПОС могут включаться либо вручную, либо автоматически от сигнализатора обледенения. Сигнализатор состоит из датчика (реагирует на образующийся на нём лёд либо на наличие в потоке воздуха переохлаждённой воды), преобразователя и индикатора (лампочка, табло). Для повышения эффективности применяются автоматические системы управления работой ПОС в зависимости от условий обледенения

Для защиты силовых установок от обледенения наибольшее распространение получили тепловые системы. В зависимости от источников энергии они подразделяются на воздушно-тепловые и электротепловые. В первых используют тепловую энергию воздуха, отбираемого от компрессора двигателя. Чем выше температура и давление воздуха за компрессором, тем эффективнее работают эти системы. В случае небольшого расхода воздуха через двигатель (ПД, ТВД) горячий воздух может быть получен при помощи теплообменников, обогреваемых выходящими газами.

ПОС могут быть постоянного действия и циклические. Системы постоянного действия не допускают образования льда на защищаемых поверхностях. Они применяются для предохранения от обледенения воздухозаборников двигателей и деталей, расположенных в воздухозаборном канале, скопление льда на которых и последующее его удаление может нарушить нормальную работу двигателя или вызвать его повреждение. Системы циклического действия периодически сбрасывают образующийся на защищаемых поверхностях слой льда.

Воздушно-тепловые противообледенительные системы

В этой системе предусмотрен подвод горячего воздуха от компрессора в кольцевую камеру, расположенную на глубине 200-250 мм в носке воздухозаборника. Камера отделена от подкапотного пространства двигателя герметической перегородкой. При открытии заслонки горячий воздух поступает в камеру. Пройдя по кольцевому каналу, воздух выбрасывается в подкапотное пространство. Для создания равномерного температурного поля подвод горячего воздуха в кольцевую камеру может осуществляться в нескольких точках по окружности. Понижение температуры и увеличение количества поступающего воздуха обеспечиваются эжектором, посредством которого происходит подсасывание воздуха из подкапотного пространства, смешение его с воздухом, поступающим от компрессора, и подача в обогреваемые полости.

Для защиты от обледенения элементов конструкции, расположенных во входном тракте двигателя (обтекатель, лопатки входного направляющего аппарата, воздухоразделительные перегородки и т. п.), используется воздух, отбираемый от компрессора двигателя. В рассматриваемой схеме горячий воздух по трубопроводу поступает внутрь лопаток направляющего аппарата, обогревает их, а затем подходит к передней части обтекателя. Далее по кольцевому каналу, образованному наружной стенкой и внутренним дефлектором, воздух проходит вдоль обтекателя и выбрасывается через отверстия во входной канал двигателя.

Обогрев лопаток направляющего аппарата может производиться и таким способом. 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.

ПОС самолета суперджет 100 является тепловой воздушной системой постоянного действия. В системе используется воздух от маршевых двигателей, предварительно охлажденный в системе отбора воздуха до 200°С (в нормальном режиме работы силовой установки) или 230°С (при отказе одного из двигателей).

Основной режим работы системы предусматривает ее автоматическое включение по сигналу от сигнализатора обледенения (на самолете устанавливается два сигнализатора для обеспечения надежности). Также предусмотрена возможность ручного принудительного включения системы. В процессе работы ПОС заслонка подачи воздуха регулирует количество подаваемого воздуха в зависимости от температуры поверхности передней кромки предкрылка. В отказном режиме предусмотрена возможность автоматического переключения на управление расхода по давлению в трубопроводах системы.

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.

Принцип работы электротепловых и электроиндукционных ПОС винтов и коков двигателей, крыла и хвостового оперения, стекол фонаря кабины экипажа, приемников полного давления.

Электротепловые системы не имеют недостатков, присущих воздушно-тепловым. Их применение требует 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 ПОС применяют для защиты от обледенения воздушных винтов и сверхзвуковых воздухозаборников.

Они питаются от генераторов постоянного или переменного 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 (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 максимального значения у корня до минимального на конце лопасти.
Эксплуатация ПОС самолета на земле и в воздухе.

Эксплуатация ПОС не вызывает особых затруднений. Работу системы проверяют в сроки, указанные регламентом технического обслуживания, после длительной стоянки (более двух месяцев) летательного аппарата и после проведения работ, связанных с демонтажем отдельных элементов ПОС. Если ЛА оборудован воздушно-тепловой системой, то проверку ее работы на земле производят на режимах работы двигателей от 0,2 номинального до номинального включительно. Работу системы контролируют по загоранию ламп, сигнализирующих об открытии кранов подачи воздуха, или по температуре воздуха, поступающего в систему. Проверку ПОС воздухозаборников можно производить при неработающих двигателях путем визуального контроля за перекладкой каждой заслонки из закрытого положения в открытое и обратно. При этом необходимо убедиться, что заслонка и ее электромеханизм двигаются плавно, без заеданий, и люфты в тягах управления заслонкой отсутствуют.

Проверку ПОС электротеплового типа можно производить как от бортовых генераторов (при работающих двигателях), так и от аэродромных источников энергии. Работу системы контролируют по амперметрам и времени включения и выключения сигнальных ламп. Во избежание перегрева, в результате которого возможна деформация защищаемых от обледенения поверхностей, ПОС на земле включают на время, не превышающее указанного в инструкции по эксплуатации данного типа летательного аппарата. Если при этом режим работы сигнальных ламп не выдерживается или показания амперметра не соответствуют установленным, необходимо выключить систему и проверить исправность контакторов программного механизма и нагревательных элементов. Состояние наружных поверхностей противообледенителей проверяют путем визуального осмотра, в результате которого убеждаются в отсутствии механических повреждений, коробления обшивки, прогара и других дефектов.

Отрицательные температуры окружающего воздуха и повышенная водность приводят к обмерзанию воздухозаборников двигателей при стоянке летательного аппарата. Кроме того, из-за малого радиального зазора между лопатками и корпусом компрессора (турбины) иногда наблюдаются случаи примерзания лопаток к корпусу. Поэтому перед запуском двигателя при подготовке силовой установки к полету необходимо осмотреть входной канал двигателя, направляющий аппарат и первые ступени компрессора. В случае обнаружения на этих поверхностях льда, снега или инея рекомендуется прогреть и просушить входной канал горячим воздухом.

Запуск двигателя в условиях обледенения с включенной электротепловой ПОС не представляет опасности, так как обогреваемые поверхности достигают расчетной температуры достаточно быстро. Воздушно-тепловая ПОС из-за медленного прогрева защищаемых поверхностей не исключает возможности образования льда на этих поверхностях в процессе запуска двигателя. При достижении оборотов малого газа обледенение входных устройств прекращается.

Для некоторых типов двигателей с низкой степенью повышения давления за компрессором при работе на режиме малого газа или близком к нему тепловой энергии может быть недостаточно, чтобы устранить обледенение. В этом случае рекомендуется ограничивать или же полностью избегать опасных в отношении обледенения режимов работы двигателя.

Полеты в условиях обледенения необходимо производить с постоянно включенными ПОС двигателей и воздушных винтов. Их следует включать до входа в зону обледенения и выключать после выхода летательного аппарата из этой зоны. Необходимо помнить, что электротепловая система имеет тепловую инерцию значительно меньшую, чем воздушно-тепловая, а это значит, что воздушно-тепловую систему необходимо в опасных для обледенения случаях включать заблаговременно, чтобы защищаемые поверхности смогли как следует прогреться.

Источник