Принципы работы противообледенительной системы

Виды ПОС: механические, физико-химические (жидкостно-химические), тепловые (воздушно-тепловые и электротепловые).

Механические ПОС (пневматические и электроимпульсные). Образовавшийся лед разрушается в результате силового воздействия на него, и его обломки удаляются набегающим потоком.

Пневматические ПОС. На защищаемой поверхности закрепляется протектор (от лат. protector – прикрывающий, защищающий) из эластомерного материала с пневмокамерами, внутрь которых в определенном порядке подается под давлением воздух, отбираемый от компрессора реактивного двигателя или специального компрессора, установленного на поршневом двигателе. При подаче воздуха камеры раздуваются, отрывают и раскалывают лед, который удаляется с защищаемой поверхности набегающим потоком. Конструкция пневматической ПОС увеличивает профильное сопротивление крыла на 5...6 % в нерабочем состоянии и на 80...100 % в рабочем состоянии (при раздутых камерах). Пневматические ПОС имеют относительно небольшую массу и энергоемкость и поэтому широко применяются на малых нескоростных самолетах.

Электроимпульсные ПОС. Принцип работы заключается в создании в защищаемой обшивке и находящемся на ней слое льда импульсных деформаций. При этом возникающие в слое льда механические напряжения достаточны для его разрушения, но в обшивке напряжения меньше предела усталости или предела циклической прочности. Деформации создаются индукторами (от лат. inductor, induco – ввожу, навожу, побуждаю) – электромагнитными катушками без сердечника, закрепленными с некоторым зазором относитель­но внутренней стороны обшивки вдоль передней кромки защища­емой поверхности (предкрылка). Каждый индуктор защищает определенную зону обшивки. При подаче импульса тока высокого напряжения в индукторе возникает кольцевой ток и возбуждается электромагнитное поле, в обшивке возбуждаются кольцевые токи, и возникает свое электромагнитное поле. Результатом взаимодействия этих полей будет отталкивание гибкой обшивки от закрепленного на жестком каркасе индуктора. Отклонение обшивки до ее деформированного состояния будет способствовать разрушению льда.

Электроимпульсная ПОС имеет значительно меньшую установочную массу и энергозатраты, чем наиболее распространенные на современных самолетах тепловые ПОС.

Физико-химические (жидкостно-химические) ПОС. В этих системах используются специальные жидкости, понижающие температуру замерзания переохлажденных капель воды или уменьшающие силу сцепления льда с обшивкой (рис. 34).

Рис. 34. Схема жидкостной противообледенительной системы

Тепловые ПОС (воздушно-тепловые и электротепловые). В них используется нагрев защищаемой поверхности до температуры таяния льда.

Воздушно-тепловые ПОС используют горячий воздух от компрессоров ТРД или теплообменников, обогреваемых выхлопными газами поршневых двигателей. Работают в постоянном или в циклическом режимах.

Электротепловые ПОС чаще всего применяются в тех случаях, когда двигатели чувствительны к отбору воздуха или когда затруднена прокладка трубопроводов горячего воздуха к защищаемым поверхностям. Источником энергии электротепловых ПОС, работающих чаще всего в циклическом режиме, является бортовая электросеть переменного тока высокого напряжения (115/208 В). Электрическая энергия преобразуется в тепловую с помощью нагревательного элемента (проволоки с высоким удельным сопротивлением, фольги, сетки, токопроводящей пленки).

Например, постоянно обогреваемое остекление кабины экипажа пассажирского самолета представляет собой многослойную конструкцию: наружное высокопрочное силикатное (кварцевое) стекло, на внутреннюю поверхность которого методом плазменного напыления нанесена токопроводящая пленка – элемент ПОС, промежуточное силикатное или органическое стекло, внутреннее органическое стекло, склеенные между собой эластичными прослойками, которые повышают ударную прочность стекла и служат теплоизоляцией.

Пример.Противообледенительная система самолета Ан-26.

Защита самолета Ан-26 от обледенения обеспечивается воздушно-тепловой и электротепловой ПОС. Воздушно-тепловая система защищает от обледенения: носки крыла и оперения; носки воздухозаборников двигателей АИ-24ВТ; ВНА двигателей; воздухозаборники маслорадиаторов и ВВР. Горячий воздух в систему подается от десятой ступени компрессора каждого двигателя [2, рис. 9.1].

Электротепловая система защищает от обледенения: воздушные винты и их обтекатели, смотровые стекла пилотов, приемники статического и полного давления воздуха, датчики сигнализаторов обледенения РИО-3, самолетного ответчика и углов атаки.

Жидкостная система используется для защиты от обледенения блистера штурмана (на самолетах Ан-26Б блистер и жидкостная система отсутствуют). В качестве противообледенительной жидкости в системе используется гидролизный спирт-ректификат.