Jar Ref. No. 021 01 08 00 Системы с воздушным приводом
(только для поршневой авиации)
JAR Ref. No. 021 01 08 03 Герметизация
JAR Ref. No. 021 01 09 00 Системы с воздушным приводом
(только для газотурбинной авиации)
JAR Ref. No. 021 01 09 04 Герметизация
Система автоматического регулирования давления (САРД) предназначена для:
- автоматического регулирования давления в кабинах (с автоматическим и ручным дублированием);
- автоматического ограничения скорости изменения давления;
- автоматического ограничения избыточного давления в кабинах;
- автоматического предохранения кабин от повышения давления свыше допустимого;
- предотвращения отрицательного перепада давлений;
- аварийной разгерметизации кабин.
Устройство и принцип работы САРД на поршневой и газотурбинной авиации ничем принципиально не отличатся, поэтому данные разделы будут рассмотрены комплексно.
Высота в кабине, максимальная высота в кабине, перепад давления
Избыточное давление является расчетной величиной системы автоматического регулирования давления воздуха в гермокабине и эксплуатационной нагрузкой для конструкции гермокабины фюзеляжа. Величина избыточного давления (перепада давления) определяется требованиями комфорта, прочности гермокабины и максимальной высоты полёта.
Требование комфорта определяется не только избыточным давлением, но и скоростью изменения давления. Иными словами, самочувствие пассажиров зависит от программы изменения давления воздуха в салоне. Типичные программы изменения давления воздуха с высотой полета представлены на рис. 46.
Рис. 46. Программы изменения давления воздуха в гермокабине в зависимости
от высоты полета
"Высота в кабине" пассажирского самолета не может превышать 2400-2500 м. 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. Это условие заставляет, например, ограничивать значение вертикальной скорости самолета до 20-2,5 м/с, если с увеличением высоты полета давление в кабине уменьшается так же, как изменяется атмосферное давление.
Герметизированные зоны воздушного судна
Рис. 47. Негерметичные отсеки пассажирских самолетов
Гермокабины пассажирских самолетов занимают подавляющую часть внутреннего объема фюзеляжа, за исключением (см. рис. 47): ниши антенны радиолокатора 1, ниши передней ноги шасси 2, центроплана крыла 3 и хвостового отсека 4.
В случае транспортных самолетов, гермокабина может располагаться только в зоне размещения кабины экипажа в виду отсутствия необходимости создавать искусственно атмосферу в грузовом отсеке для размещаемых там грузов.
Также герметической зоной фюзеляжа является кабина экипажа сельскохозяйственных самолетов.
Работа и индикаторы
Избыточное давление в гермокабине обеспечивается подачей воздуха из системы кондиционирования воздуха от источника сжатого воздуха, в качестве которых на самолетах могут быть использованы: баллоны со сжатым или сжиженным газом, химические генераторы, специальные нагнетатели с автономным приводом или от самолетных двигателей, компрессор ГТД.
В общих случаях САРД включает в себя регулятор и выпускные клапаны. Все САРД на сегодняшний день выполнены следующим схемам.
Пневматическая САРД. Основными элементами пневматической системы автоматического регулирования давления являются выпускной клапан и командный прибор (см. рис. 48).
Рис. 48. Принципиальная схема основной системы регулирования давления воздуха в гермоотсеке: 1 - трехпозиционный кран; 2 - манометрический сильфон с клапаном регулятора р = соnst и задатчиком 7; 3 и 8 - вакуумированный сильфон с клапаном регулятора р = const и Ртт = СОП51 и задатчиком 6 и 9; 4 - демпфер с мембраной и клапаном регулятора dр/dt = const и задатчиком 5; 10 и 11 - большая и малая мембраны ВК; 12 - повторитель (усилитель) управляющего сигнала агрегата 2077; 13 - ограничитель перенаддува Дрпмх
Командный прибор представляет собой небольшой герметичный корпус, в который через калиброванное отверстие поступает воздух из гермокабины и выходит в атмосферу через маленькие клапаны с регуляторами, поддерживающими заданные абсолютное и относительное давления и скорость изменения давления в командном приборе и в верхней полости выпускного клапана.
Выпускной клапан состоит из герметического корпуса, разделенного мембраной на верхнюю и нижнюю полости. В верхней полости командным прибором обеспечивается управляющее давление, необходимое для поддержания заданного закона регулирования давления воздуха в гермокабине. Через нижнюю полость в атмосферу сбрасывается воздух, массовый расход которого определяется перепадом давления на мембране и соответствующей величиной открытия выпускного клапана. На самолетах устанавливается несколько выпускных клапанов.
В герметическом корпусе командного прибора размещены: регулятор избыточного давления с задатчиком (расчетной высоты полета); регулятор абсолютного давления с задатчиком высоты начала герметизации кабины; демпфер скорости изменения давления с задатчиком.
Контроль за поддержанием заданной программы изменения давления воздуха в гермокабине осуществляется по указателю высоты и перепада давления.
В случае разгерметизации или превышения высоты в гермокабине, когда давление воздуха в гермокабине становится меньше атмосферного давления, соответствующего высоте 4000 м, или перенаддува срабатывает сигнализатор опасной разгерметизации или перенаддува.
Электронная САРД. Регулятор давления электронной САРД сравнивает электрические сигналы, пропорциональные заданным значениям абсолютного давления и скорости его изменения, поступающие от задатчика, с электрическими сигналами, соответствующими фактическим значениям этих параметров в гермокабине, поступающими с датчиков (см. рис.49).
Рис. 49. Электронная САРД.
Сигнал рассогласования, который ограничивается сигналом по заданному максимальному перепаду давлений поступает на блок управления, где усиливается, сравнивается с сигналами выпускного устройства и поступает на привод переменного тока выпускного устройства (клапана), которое, открываясь или закрываясь, приводит давление и скорость его изменения в гермокабине к заданному значению.
В случае отказа основной подсистемы вместо нее автоматически или вручную включается резервная подсистема. При этом параметры воздуха в гермокабине также поддерживаются в соответствии с заданной программой.
Предусмотрено также ручное регулирование давления в гермокабинах путем прямого управления приводами постоянного тока выпускных устройств.