Система кондиционирования самолета. Вентиляция самолета.

Система кондиционирования самолета является бортовой системой жизнеобеспечения и предназначена поддерживать температуру и давление воздуха в герметической кабине самолета на уровне, позволяющем обеспечить нормальную жизнедеятельность пассажиров и экипажа. Герметичность кабин обеспечивает их конструктивное исполнение, наличие уплотнений на люках и дверях, постоянный наддув от СКВ.

Задачи

Подъем на высоту более 3 км вызывает у человека появление признаков кислородного голодания. Поднятие на более чем 9 км в высоту грозит аэроэмболизмом (выделением из жидкости организма пузырьков газа). На высоте более 19 км происходит закипание подкожной жидкости. Температура воздуха на высоте 11 км достигает -60°C. Чтобы обеспечивать нормальный для жизнедеятельности режим в настолько экстремальных условиях, были созданы различные бортовые системы жизнеобеспечения.

Принцип работы

Система работает на воздухе, который отбирается от компрессоров работающих авиационных двигателей. Температура такого воздуха достигает 500°C, давление – 1,6 МПа. При этом воздух разделяется на 2 потока. Первый поток (холодная линия), проходя сквозь систему охлаждения, направляется в смеситель. Второй поток идет в смеситель напрямую. В смесителе происходит смешивание обеих потоков, этот воздух направляется в гермокабину. Также в самолетах горячий воздух используют как компонент противообледенительной системы, он проходит по трубах, расположенных под обшивкой летательного аппарата, и обогревает поверхность для предотвращения нарастания льда.

Контроль воздуха на приборной панели

Чтобы охладить воздух, используют теплообменники следующих типов:  турбохолодильники (ТХ), топливно-воздушные радиаторы (ТВР) и воздухо-воздушные радиаторы (ВВР). В сложной системе кондиционирования могут использоваться несколько ступеней охлаждения воздуха, расположенных каскадов. Каждая ступень имеет свои автоматические регуляторы температуры. Например, на самолете Ту-154 отобранный воздух от двигателей охлаждается сначала в ТХ и ВВР, расположенных возле 3-го двигателя, затем подается к СКВ и ПОС, а в СКВ есть два вторичных ТХ и ВВР (расположенные в носке корневой части крыла, для продува ВВР в каждом крыле имеется небольшой воздухозаборник), охлаждающих воздух до нормальной для дыхания температуры.

В состав автоматического регулятора температуры (АРТ) входит задатчик температуры, расположенный в кабине, датчик температуры в трубопроводе, электронный блок автоматического управления и исполнительный электромеханизм (регулирующая заслонка в трубопроводе). Большая часть регуляторов в системе кондиционирования воздуха самолета может не комплектоваться задатчиком температуры в кабине и функционирует в автоматическом режиме.

Два прямоугольных теплообменника (воздухо-воздушных радиатора = ВВР) серебристого цвета 

Подача охлажденного воздуха в салон/кабину летательного аппарата из воздуховодов системы кондиционирования может вызвать образование тумана, который постепенно рассеивается, когда система начинает работать в устойчивом режиме. Чтобы устранить это явление, на стадии проектирования самолета предусматривают специальные меры (сбор конденсата из дренажных отверстий системы кондиционирования в забортное пространство).

В гермокабинах давление регулируется с учетом специальных программ, которые различаются на транспортных воздушных судах, тяжелых и маневренных боевых самолетах. Для тяжелых самолетов на высотах до 2000 м вводится зона свободной вентиляции, выше – зона абсолютного постоянного давления и зона избыточного давления относительно типичной атмосферы. Для маневренных самолетов, чтобы уменьшить скорость изменения давления в гермокабине при исполнении вертикальных маневров в пределах 2-7 км, ввели зону переменного давления. С помощью автомата регулирования давления происходит строго дозированный сброс избыточного воздуха из герметичной кабины в забортное пространство. Данный автомат на военных самолетах имеет нормальный и боевой режимы работы. При использовании автомата в боевом режиме внутри кабины давление резко уменьшается – такая технология применяется с целью предотвращения получения экипажем баротравм при резкой разгерметизации, например, в случае поражения самолета снарядом. Повреждение целостности кабины пулеметно-пушечным огнем при полете на больших высотах вызывало взрывную декомпрессию во времена Второй мировой войны и гибель экипажей.

Между паком и нишей шасси, снизу, находится выходное отверстие для продувочного воздуха.

Кондиционированный воздух подается не только в гермокабину, но и в технические отсеки, где расположено электронное оборудование, чтобы поддерживался нормальный температурный режим работы агрегатов и блоков. На бомбардировщиках, которые могут нести ядерное оружие, СКВ обогревает полностью весь негерметичный бомболюк самолета, поддерживая температуру на уровне выше 0°C (управляемые ракеты с ядерным зарядом имеют внутреннюю термостабилизацию). Наличие на борту самолета вспомогательной силовой установки подразумевает также отбор воздуха для кондиционирования кабин и отсеков от ВСУ.

При возникновении аварийной ситуации, для быстрого прекращения вентиляции кабины, при пожаре в двигателе и подаче дыма в кабину из воздуховодов в СКВ имеются аварийные заслонки, которые моментально перекрывают трехходовые трубопроводы или краны, которые плавно управляют заслонкой в нормальном режиме на открытие-закрытие. Аварийный режим системы кондиционирования предусматривает работу электромотора только на закрытие в форсированном режиме. Также во время аварийных ситуаций действует программа вентиляции от скоростного напора, которая служит для проветривания кабины в случае задымления. Для этого пилоту необходимо снизить высоту самолета до 4000 м, разгерметизировать кабину и включить систему вентиляции.