Файл: Контрольная работа по дисциплине Приборное оборудование самолётов.pdf

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный университет»
Факультет авиационной и морской техники
Кафедра «Авиастроение»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Приборное оборудование самолётов»
Типы гермокабин, требования к их герметичности, наддув ГК, регулирование давления воздуха в ГК.
Студент группы 7ТС
в
–1
А.Ю. Дехтерёв
Преподаватель
А.В. Бобков
2022

2
Содержание
Введение ................................................................................................................... 3 1 Виды гермокабин ................................................................................................. 5 2 Наддув ГК ............................................................................................................. 8 3 Регулирование давления воздуха в ГК .............................................................. 9
Заключение ............................................................................................................ 12
Список использованных источников .................................................................. 13

3
Введение
Дальняя авиация ВВС России является одной из важнейших составляющих стратегической безопасности России, обеспечения ее суверенитета и территориальной целостности. Впервые она появилась на военно-исторической арене в нашей стране, Российской Империи, ровно 90 лет назад, 23 декабря 1914 года. Тогда было создано специальное подразделение – Эскадра воздушных кораблей, командовал которой генерал
Михаил Шидловский. На вооружении Эскадры состояли самые мощные и современные на тот момент четырехмоторные тяжелые бомбардировщики
«Илья Муромец» конструкции молодого русского ученого Игоря Ивановича
Сикорского. Первое боевое крещение Эскадра воздушных кораблей получила в феврале 1915, и с тех пор без ее участия не обходилась ни одна крупная операция русской армии. «Муромцы» бомбили железнодорожные станции в глубоком тылу противника, районы развертывания резервов, мосты, важные транспортные коммуникации, мешая противнику успешно развивать боевые действия. Ни в одной армии мира того времени не было ни самолетов, подобных «Муромцу», ни аналога Эскадры воздушных кораблей.
В современной войне Дальней авиации отводилась одна из самых важнейших ролей, учитывая ее универсальность, которая заключается в возможности нанесения ударов по стационарным подвижным объектам противника на всю оперативно-стратегическую глубину расположения ВС агрессора с применением обычного и ядерного оружия как на континентальных, так и на океанских (морских) театрах военных действий. А с принятием на вооружение сверхзвукового ракетоносца Ту-160 Дальняя авиация стала грозным средством сдерживания агрессивных поползновений вероятного противника. Ведь с этого момента Дальняя авиация получила высочайшую мобильность, недоступную ни ракетным подводным крейсерам стратегического назначения, ни даже ракетным комплексам РВСН. Налет летчиков советской Дальней авиации составлял 120-180 часов в год, будучи

4 на одном уровне с аналогичным показателем в стратегической авиации
США.
Современная военно-политическая ситуация, складывающаяся в мире, ставит перед Дальней авиацией новые задачи. Первая - традиционная – нанесение массированного удара по стратегическим объектам вероятного противника на всю оперативно-стратегическую глубину расположения ВС агрессора с применением обычного и ядерного оружия. Для этого предназначены принятые в последнее время на вооружение новые малозаметные крылатые ракеты, способные нести как обычный, так и ядерный заряд на расстояние до 5 тысяч километров, успешно обходя систему ПВО противника.
Вторая задача, которая недавно была поставлена перед Дальней авиацией – это достойный ответ на террористические вызовы, брошенные нашей стране. Для решения этой задачи на вооружение самолетов ДА была принята принципиально новая крылатая ракета, которая должна обладать дальностью, превышающей 5000 км, иметь эффективную поверхность рассеивания, соизмеримую с сотыми долями метра и коэффициент вероятного отклонения порядка 5-6 м (образно говоря, ракета должна иметь возможность влететь в футбольные ворота). Летные испытания такой ракеты начались в 2000 г. Вторая задача, стоящая на этом направлении развития ДА
– это участие в разработке перспективного авиакомлекса Дальней авиации
(ПАК ДА). Как заявил недавно командующий 37 воздушной армии
Верховного главного командования Игорь Хворов, прообразом для этого комплекса будет выбран стратегический бомбардировщик Ту-160 – машина, в которую заложен громадный модернизационный потенциал, и которая в настоящее время реализует свои возможности лишь на 60% Также генерал- лейтенант Хворов считает, что если работы по проектированию такого комплекса начнутся в 2006 году, то даже при нынешнем финансировании военных разработок через 8-10 лет в войска уже начнут поступать серийные образцы новой боевой техники.

5
1 Виды гермокабин
Гермокабина – это один из элементов конструкции планера, который воспринимает нагрузку от внутреннего избыточного давления, от аэродинамических сил, а также сосредоточенные силы от других элементов конструкции (крыла, шасси и т.д.).
На большинстве современных ЛА применяются атмосферные
(неавтономные) гермокабины, которые вентилируются воздухом из окружающей среды, в отличие от автономных гермокабин, для которых запас кислорода находится на борту ЛА.
Важнейшее требование к гермокабинам – герметичность ее оболочки, вводов всех коммуникаций, люков и т.п. Так создать абсолютную герметичность практически невозможно (кроме того, увеличение степени герметичности приводит к усложнению и утяжелению конструкции), то существуют допустимые утечки воздуха, которые определяются исходя из следующих соображений:
-количество воздуха, поступающее через систему наддува, должно превышать возможные потери из-за негерметичности;
-необходимо обеспечить медленное снижение избыточного давления в гермокабине при аварийном прекращении подачи воздуха от системы наддува.
Герметические кабины могут быть следующих типов:
- регенерационные (с циркуляцией воздуха по замкнутому контуру и его регенерацией);
- вентиляционного типа (почти все воздушные суда);
- комбинированные (смешанные).
Для кабины регенерационного типа необходимый запас воздуха и кислорода хранится в баллонах. При необходимости воздух и кислород выпускаются в кабину. Такие кабины применяются на военных самолетах с

6 большой высотой полета, космических кораблях, спутниках Земли. Они требуют обслуживания на земле, высокой степени герметизации.
При полетах на высоте 0-25000 м используют кабины вентиляционного типа. В таких кабинах нормальные условия для жизнедеятельности человека создаются высотным оборудованием, которое состоит из системы кондиционирования воздуха
(СКВ) и системы автоматического регулирования давления в гермокабине (САРД). Воздух поступает в кабину обычно от компрессора двигателя. По пути в кабину он подогревается или охлаждается, в зависимости от необходимости, в специальных установках под определенным давлением и через регулятор подачи поступает в кабину.
Одновременно с постоянной подачей воздуха все время происходит и его утечка через специальный регулятор давления, поддерживающий определенный перепад давления между давлением в кабине и в окружающей атмосфере, а также за счет наличия некоторой допускаемой негерметичности кабины. Вытекающий воздух уносит с собой из кабины углекислоту и влагу, выделяемую человеком при дыхании.
«Высота в кабине» пассажирского самолета не может превышать 2400-
2500 м (полное давление в кабине должно быть не менее соответствующего атмосферному на высоте 2400-2500м). Это требование определяет величину перепада между давлением в герметической кабине самолета и атмосферным давлением. Кроме того, скорость изменения давления в пассажирской кабине должна быть не более 0,18 мм рт.ст/с. Быстрое изменение давления в кабине подвергает пассажиров и экипаж большой физиологической опасности.
Идеальным вариантом регулирования давления в гермокабине является поддержание давления близкого в атмосферному на уровне моря. Однако поддержание такого давления на всех высотах полета является нецелесообразным, так как увеличение избыточного давления с подъемом на высоту требует увеличения прочности кабины, а следовательно, и массы конструкции. Человеческий организм может приспосабливается к пониженному давлению воздуха в некоторых допустимых пределах.

7
На воздушных судах средних авиалиний (Ан-24, Ан-26, Як-40) принят закон регулирования давления, в соответствии с которым в кабине поддерживается давление, равное земному до высоты 2800м.
На дальних магистральных воздушных судах в гермокабине поддерживается давление, равное наземному до высоты 7200 м, что соответствует перепаду давлений между кабиной и атмосферой (ΔРкаб) 0,64 кгс/см2.

8
2 Наддув ГК
СКВ обеспечивает наддув (превышение давления в кабине над атмосферным давлением), вентиляцию, отопление и охлаждение гермокабин, очистку (кондиционирование) подаваемого в гермоотсеки воздуха от аэрозольного, химического и других видов загрязнений, дезодорацию и ионизацию воздуха в кабине при полете и на земле. Большинство современных самолетов имеют атмосферные (неавтономные) гермокабины.
Одна из возможных принципиальных схем СКВ гермокабины пассажирского самолета представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Одна из возможных принципиальных схем СКВ гермокабины пассажирского самолета

9
3 Регулирование давления воздуха в ГК
Потенциальная опасность быстрой разгерметизации ГК на больших высотах задает условия обязательного использования кислородного оборудования во время всего полета и применения высотного снаряжения для членов экипажа, что значительно снижает работоспособность членов экипажа за счет сковывания движений высотным снаряжением.
Проведенная оценка технических возможностей систем регулирования давления воздуха в ГК современных ВС показала, что на режимах интенсивного боевого маневрирования в вертикальной плоскости, а также при разгерметизации кабины ВС на больших высотах существующие технические средства не обеспечивают регулирование давления в ГК согласно требованиям ОТТ ВВС, тем самым на этих режимах не обеспечивается надежная защита членов экипажа от неблагоприятных факторов высотного полета.
В этих условиях задача повышения точности регулирования давления воздуха в ГК ВС согласно медико-технических требований обеспечения безопасности членов экипажа в экстремальных условиях высотного полета является актуальной.
Анализ научных исследований, проводившиеся по обоснованию технических путей совершенствования режимов работы автоматических систем регулирования давления воздуха в ГК ВС были направлены на повышение надежности функционирования и точности поддержания давления воздуха в ГК ВС заданной медико-техническими требованиями обеспечения безопасности членов экипажа в экстремальных условиях высотного полета.
Анализ существующего научно-методического аппарата показывает, что он не обеспечивает оценку точности регулирования давления воздуха в
ГК при интенсивном маневрировании ВС в вертикальной плоскости с учетом

10 ограничений накладываемых на скорость изменения давления воздуха и не позволяет оценить возможности компенсации падения давления воздуха в ГК за счет управления подачей воздуха.
Выполнение задач регулирования давления воздуха и поддержания требуемого давления в ГК, при изменении атмосферного давления, требует постановки и решения задачи оптимального управления. Это обусловлено ростом требований к быстродействию и точности указанного процесса.
Увеличение быстродействия и точности возможно лишь при правильном распределении ограниченных ресурсов управления. Математически сформулированные задачи регулирования, являются задачами вариационного исчисления. В данной работе применяется математический прием, который называется принцип максимума Понтрягина.
При рассмотрении предлагаемого способа, внешнее давление изменяется в связи с разнонаправленным изменением высоты с различной скоростью.
Регулирование давления осуществляется путем изменения проходного сечения клапанов регулятора подачи и регулятора давления воздуха, при этом сечение клапанов зависит от вертикальной скорости.
Для достижения выбранного критерия оптимизации, не выходя за рамки накладываемых ограничений, предложен способ регулирования давления воздуха.
Его принцип основан на контроле параметров полета. Вычислении на заданный вперед интервал времени, в зависимости от изменения ручки управления самолетом (пространственном положением), значений изменения высоты и вертикальной скорости полета. По полученным значениям вычислении необходимого давления в ГК и скорости его изменения. При ее отклонении от предельно допустимого значения – упреждающем изменении давления в ГК на интервал времени вычисления высоты полета за счет воздействия на заслонку регулятора подачи воздуха и на заслонку регулятора давления для выполнения требуемого закона изменения давления в ГК.

11
Блок-схема способа регулирования давления воздуха по прогнозным значениям представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Блок-схема способа регулирования давления воздуха по прогнозным значениям

12
Заключение
Дальняя авиация была и останется одной из составляющих российских стратегических ядерных сил. Об этом сейчас не так часто говорят и пишут, как раньше, поэтому и может создаться иллюзия того, что наша роль в ядерном сдерживании уменьшается. Наш бомбардировщик Ту-22М3 способен достичь практически любого района, откуда исходит угроза терроризма, а точностные характеристики применяемых им авиабомб, поверьте, не оставят боевикам шансов на выживание.
Дальняя авиация принимала участие во всех оперативных мероприятиях, касающихся Вооруженных Сил в целом. В начале года по плану стратегической командно-штабной тренировки успешно осуществили пуски крылатых ракет на полигоне под Воркутой. Учение авиадивизии, которая базируется на востоке, началось с перебазирования части ее сил.
Затем Ту-22М3 отработали на незнакомом полигоне бомбометание, Ту-22МР
- разведку, причем не во внутреннем море, а с выходом в океан. А Ту-95 пустили ракеты на полигоне и с победой вернулись домой. В феврале нас проверяла Главная инспекция Минобороны. В сложнейших климатических условиях экипажи, перебазировавшись на запад, находились в воздухе по двенадцать часов. Кроме того, мы провели ряд летно-тактических учений с практическими пусками крылатых ракет и масштабные сборы по подготовке молодого летного состава.
Вселяет надежды на успешное развитие отечественной Дальней авиации и тот факт, что в целом авиапарк России гораздо «моложе» авиапарка стратегических бомбардировщиков
США: основа их стратегической авиации – В-52Н выпускались в 1960-х годах; наши же бомбардировщики произведены в 1980-90 годах. То есть, после нескольких продлений назначенного срока службы наша авиатехника сможет успешно, прослужить до 2020-х годов, хотя стремиться к этому не следует, а делать упор на разработку принципиально новых машин.