Нагрев и охлаждение воздуха
В случае использования ГТД как источника сжатого горячего воздуха для СКВ нет необходимости в его дополнительном подогреве. Вопрос подогрева воздуха, который поступает от иных источников, детально рассмотрен в пункте JAR Ref. No. 021 01 08 00 Системы с воздушным приводом (только для поршневой авиации) JAR Ref. No. 021 01 08 02 Система кондиционирования воздуха. Нагрев и охлаждение воздуха.
Авиационные системы охлаждения отличаются достаточным разнообразием схем и использованием агрегатов самых различных типов. Один из видов классификации таких агрегатов определяется типом применяемого рабочего тела и используемыми принципами охлаждения. Так выделяют:
- системы охлаждения с воздушным циклом (воздухо-воздушные радиаторы и турбохолодильники);
- системы с компресионно-испарительным циклом охлаждения (испарители);
- использование аккумулированного холода (топливо-воздушные теплообменники);
- термоэлектрическое охлаждение.
Так, воздухо-воздушный радиатор продувается забортным воздухом, поступающим в радиатор через заборник, установленный на наружной обшивке самолета в зализе центроплана, хвостовой части фюзеляжа или мотогондолы двигателя.
Топливо-воздушный радиатор выполняет одновременно две функции – охлаждение воздуха и подогрев топлива. Это осуществляется с помощью радиатора, помещенного в топливную емкость.
Турбохолодильник обеспечивает дальнейшее охлаждение воздуха. Продувочный воздух, прошедший воздухо-воздушный радиатор, попадает в вентилятор турбохолодильника. Воздух из вентилятора турбохолодильника сбрасывается в атмосферу.
Рис. 45. Схема турбохолодильника:
1 - турбина; 2 - сопловой аппарат; 3 - вентилятор; 4 - корпус; 5 - блок игольчатых подшипников.
Принцип работы турбохолодильника заключается в преобразовании потенциальной энергии сжатого воздуха в кинетическую энергию струи, которая с большой скоростью поступает из соплового аппарата на лопатки турбины (см. рис. 45). Здесь кинетическая энергия воздуха превращается в механическую работу, расходуемую на вращение вентилятора, обеспечивающего продувку ВВР на земле. Это сопровождается понижением температуры в результате соответствующего профилирования межлопаточных каналов турбины. В магистрали за турбохолодильником температура воздуха регулируется агрегатами системы автоматического регулирования температуры.
Регулирование температуры автоматическое и ручное
Температура воздуха в кабине регулируется с помощью смесительных кранов, изменяющих температуру воздуха, подаваемого в кабину в пределах 0 — 110° С. Выключатели управления смесительными кранами расположены на панели кабины экипажа. На панели могут быть установлены переключатель перевода управления кранами на «Автомат» и «Ручное» и два переключателя «Тепло-Холод» регулирования температуры подаваемого в кабину воздуха левой и правой системами при ручном управлении. На этой же панели находится рукоятка задатчика температуры воздуха и термометр.
Температура подаваемого в кабину воздуха, в данном случае, контролируется двухстрелочным электрическим термометром, установленным на панели приборной доски, датчики температуры воздуха установлены в трубопроводах СКВ.
Также может быть включен блок управления и термореле, ограничивающее температуру воздуха в гермокабине как при автоматическом так и ручном управлении температурой воздуха.
СКВ подает свежий воздух в соответствующую зону гермокабины и автоматически поддерживает в ней температуру, заданную на пульте управления.
Так, например, летом при наружной температуре воздуха на земле 45 ºС система кондиционирования может охладить в полете зоны гермокабины до температуры не выше 25 град.
Зимой при наружной температуре воздуха на земле -50 ºС система кондиционирования может обогреть зоны гермокабины до температуры не ниже 17 град.
При ручном управлении температура подаваемого воздуха не превысит 100 ºС. За этим в системе следит термореле. Если при отказе узла регулирования температура воздуха, подаваемого в одну из зон салона, превысит 120 ºС на время более 20 с, то подача воздуха в соответствующую подсистему будет автоматически прекращена по сигналу от термореле. При этом откроется заслонка, кольцующая подсистемы передней и задней зон салона, и работающая подсистема будет подавать воздух в обе зоны салона.
Также возможна подача воздуха в индивидуальные зоны. В подсистеме индивидуальной вентиляции автоматически поддерживается температура воздуха 18 ºС, в режиме интенсивного охлаждения - 13 ºС. При ручном управлении температура не превысит 50 ºС. За этим в подсистеме следит термореле.
На земле при неработающих двигателях воздух в систему кондиционирования может отбираться от вспомогательной силовой установки. Перед посадкой пассажиров в самолет через штуцер наземного кондиционирования при температуре наружного воздуха выше 25 ºС производится охлаждение, а ниже 5 ºС - обогрев пассажирского салона и кабины экипажа, при температуре 5-25 ºС производится вентиляция пассажирского салона и кабины экипажа.