Высотное оборудование

0

Известно, что организм человека способен поддерживать нормальную жизнедеятельность в течение длительного времени только при сохранении определенных условий окружающего микроклимата. С подъемом на высоту уменьшается давление воздуха, понижается его температура и плотность и, хотя процентное содержание кислорода в атмосферном воздухе почти не меняется, его парциальное давление падает. При кислородном голодании появляется

головная боль, уменьшается быстрота реакции, ухудшается деятельность органов слуха и зрения, нарушается процесс пищеварения и т. п. При значительном и длительном кислородном голодании возможны обморок и смерть.

На высоте более 8 000 м у незащищенного человека (хотя он и может пользоваться кислородным прибором) могут появиться признаки так называемой декомпрессионной болезни. Они выражаются в появлении болевых ощущений в суставах и мягких тканях. Это возникает вследствие понижения атмосферного давления, когда растворенный в жидкости человеческого тела воздух начинает выделяться в виде пузырьков и образует газовые пробки в мельчайших сосудах, в результате чего нарушается нормальное кровообращение, газовые пузырьки оказывают механическое воздействие на ткани, нервные и кровеносные окончания, вызывая зуд, сыпь, боли в суставах и мышцах, состояние паралича.


 


 

Более того, если человек окажется на высоте 20 км и выше без высотнокомпенсирующего костюма, то в его незащищенном теле начнет кипеть кровь.

В настоящее время при полетах на больших высотах применяются кислородные маски и высотные компенсирующие костюмы, в которых создается противодавление на поверхность тела.

Если экипажи боевых самолетов можно экипировать такими кислородными приборами и высотными компенсирующими костюмами, то это совершенно исключается при перевозке пассажиров. Высотный полет может производиться лишь в герметических кабинах, в которых поддерживаются приемлемые для организма температура, влажность, давление, осуществляются вентиляция и очистка воздуха.

Гермокабины могут быть: 1) вентиляционного типа — атмосферная герметическая кабина с наддувом атмосферным воздухом, подаваемым различными нагнетающими агрегатами; 2) регенерационного типа — автономная герметическая кабина с независимым от атмосферного воздуха наддувом, в которой необходимый запас воздуха находится на борту самолета; 3) смешанного типа.

В кабину вентиляционного типа (рис. 140) воздух подается из нагнетателя от компрессора реактивного двигателя (ТРД или ТВД). В этой кабине возможны полеты на сравнительно небольших высотах порядка 20—25 км. Такие кабины просты по своей конструкции, не требуют высокой степени герметизации швов и уплотнений, удобны и просты в эксплуатации.

Кабина регенерационного типа отличается от кабины вентиляционного типа наличием некоторого (нужного) запаса воздуха, хранимого в баллонах, и кислорода, также хранимого в баллонах. При необходимости воздух и кислород выпускаются в кабину. Для очистки от вредных примесей кабинный воздух с помощью специальных насосов пропускают через регенераторы, содержащие патроны с поглотителями.

Регенерационные кабины требуют обслуживания на земле: зарядка баллонов сжатым или жидким воздухом и кислородом, смена поглотительных патронов и т. п.

 


 Герметизация таких кабин должна быть очень высокой, чтобы исключить большую утечку из них воздуха. Жизненные условия в таких кабинах хуже, чем в вентиляционных, вследствие недостаточной подачи свежего воздуха. Такие кабины, несмотря на их недостатки, находят широкое применение на самолетах, предназначенных для полетов на большой высоте, космических кораблях, спутниках Земли.

Нормальные условия для сохранения жизнедеятельности экипажа и пассажиров в герметических кабинах будут обеспечены в том случае, если абсолютное давление и скорость его изменения, температура, влажность, скорость движения воздуха в кабине и уровень шумов будут соответствовать физико-гигиеническим требованиям.

Давление воздуха в кабине желательно иметь близкое к давлению атмосферы на уровне моря, т. е. 700—760 мм рт. ст. Однако поддержание такого давления при полете на любой высоте не является целесообразным, так как увеличение избыточного давления в кабине с подъемом на высоту требует увеличения прочности, а значит, и веса конструкции. Между тем физиологические исследования установили, что человеческий организм способен приспосабливаться к пониженному давлению окружающего его воздуха, если последнее находится в некоторых допустимых пределах. В этом случае организм человека легко переносит изменения давления от

атмосферного на уровне аэродрома до давления, устанавливающегося в кабине во время полета (и наоборот), при условии, что скорость изменения давления в кабине не превышает допустимого предела. Установлено, что абсолютное давление воздуха в кабине 634 мм рт. ст. (это соответствует давлению в стандартной атмосфере на высоте 1 500 м) не отражается на состоянии организма человека. Поддержание такого давления в кабине обеспечивает многочасовые полеты без применения кислорода. Минимальное значение давления воздуха принимается равным 266 мм рт. ст., что соответствует давлению воздуха по MCA (международной стандартной атмосфере) на высоте 8 000 м. Полет при таком давлении может быть только кратковременным, а члены экипажа, начиная с высоты 3 500 м, должны пользоваться кислородными приборами.

Большое значение на самочувствие человека оказывает скорость изменения давления. При резких перепадах давления возникают болевые ощущения в ушах. В кабинах пассажирских самолетов скорость изменения высоты не должна превышать 2 м/сек. В кабинах боевых самолетов с натренированным экипажем скорость может быть допущена равной 10—15 м/сек, возникающие при этом в кабине кратковременные колебания давления не должны превышать 20 мм рт. ст.

Величина избыточного давления воздуха в герметической кабине обычно берется в пределах 0,25—0,6 кГ/см2. Увеличение избыточного давления требует большей прочности герметической кабины. Для герметических кабин ряда советских пассажирских самолетов принят закон регулирования давления, представленный кривой 2 на рис. 141. По этому закону в кабине поддерживается постоянное давление до высоты 5 150 м, а на больших высотах сохраняется постоянный перепад давлений между атмосферой и кабиной, равный приблизительно 0,5 кГ/см2.

Рекомендуемая температура в кабине должна быть 20—22° С, минимально допустимая— 10—15° С. Перепад температуры воздуха в различных местах кабины не должен превышать 5° в горизонтальной плоскости и 3—4° по вертикали. При этом желательно, чтобы температура воздуха у пола была несколько выше, чем на уровне головы. Кроме того, температура внутренних поверхностей стенок кабины не должна отличаться от температуры воздуха кабины более чем на 3°, что значительно улучшает самочувствие пассажиров и экипажа самолета.

Рассмотрим схему работы системы кондиционирования воздуха, представленную на рис. 140.

Воздух для отопления (охлаждения) кабины, ее вентиляции и наддува отбирается из компрессоров обоих двигателей и после охлаждения до нужной температуры в воздухо-воздушном радиаторе и в турбоохладилыюй установке поступает в кабину. В пассажирской кабине применен панельный способ отопления: воздух из распределительных коробов попадает в пространство между теплоизоляцией и внутренней облицовкой кабины и, перемещаясь снизу вверх, отдает тепло в кабину через внутреннюю облицовку. В кабину воздух попадает через решетки на продольных коробах у потолка кабины.

В кабине экипажа применен конвективный обогрев: воздух из трубопроводов через специальные насадки направляется к ногам членов экипажа и на стекла фонаря. Воздух из кабины удаляется через выпускные клапаны регулятора давления, расположенные под полом. Количество отбираемого из компрессоров воздуха должно обеспечивать 20—30-кратный обмен воздуха в кабине в течение часа.

Включение и выключение системы и изменение количества подаваемого в кабину воздуха производится с помощью электрокранов, расположенных непосредственно у патрубка отбора воздуха (на корпусе двигателя). Электромеханизмы кранов управляются тумблерами с пульта правого летчика. Количество подаваемого воздуха контролируется по указателям расходомера. Датчики расходомера устанавливаются в трубопроводах правой и левой систем.

Температурный режим в кабинах регулируется изменением температуры подаваемого в кабину воздуха. Горячий воздух из компрессора двигателя направляется в систему по холодной линии, в которой установлены воздухо-воздушный радиатор и турбохолодильники, и по горячей линии, в которой установлен смесительный крап. При полностью закрытом смесительном кране весь воздух идет по холодной линии. При необходимости повысить температуру воздуха крап открывается до получения желаемой температуры. Для регулирования температуры подаваемого воздуха в правой и левой системах установлены биметаллические ограничители температуры, замыкающие электроцепь закрытия крана при чрезмерном увеличении температуры воздуха в магистрали и электроцепь открытия крана при понижении температуры ниже допустимой.

В системе предусмотрено выключение турбохолодильников с целью их разгрузки, если нет необходимости в сильном охлаждении воздуха (летом на высоте или зимой). Выключаются турбохолодильники краном, тумблер управления которым находится на пульте пилота. Температура подаваемого воздуха контролируется по показаниям двухстрелочного термометра на панели приборной доски.

Подача воздуха в кабину экипажа регулируется вручную кранами, расположенными за креслами правого и левого пилотов.

В кабину экипажа воздух поступает с той же температурой, что в пассажирскую кабину.

Поступающий в гермокабину воздух повышает в ней давление до величины, на которую рассчитан клапан регулятора давления.

При превышении давления регуляторы срабатывают, выпуская излишки воздуха за борт самолета. Обычно в системе кондиционирования имеется несколько регуляторов давления, повышающих надежность системы, и, кроме того, устанавливают несколько предохранительных клапанов. Они служат для предохранения гермокабины от разрушения в случае выхода из строя регуляторов давления как при прямом, так и при обратном перепаде давления (в случае быстрого снижения). С помощью предохранительных клапанов можно принудительно разгерметизировать кабину, например перед посадкой, для этого предохранитель имеет электромагнитный клапан, управляемый с пульта пилота. В настоящее время получили распространение регуляторы давления с переменной программой работы: при полете на короткие расстояния и, следовательно, на малых высотах—5 000—6 000 м. они устанавливаются на величину перепада, равную 0,3 кГ/см2. При полете на большие расстояния и на высотах 8—10 тыс. м регулятор устанавливают на предельный перепад давления — 0,5 кГ/см2. Это уменьшает нагрузку на элементы конструкции герметической кабины при сохранении вполне приемлемых условий жизнедеятельности в ней.

 

Используемая литература: "Основы авиации" авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

 

 

Категория: Рефераты / Авиация

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.