Удалить воздух - Bleed air

Отборный воздух - это сжатый воздух, забираемый из ступени компрессора газовой турбины перед секциями сжигания топлива. Клапаны автоматической подачи воздуха и регулятора давления в кабине (ASCPC) стравливают воздух из секций компрессора двигателя высокой или низкой ступени. Воздух нижней ступени используется во время операции настройки высокой мощности, а высокий - во время спуска и других операций настройки низкой мощности. Отобранный из этой системы воздух можно использовать для внутреннего охлаждения двигателя, запуска другого двигателя, защиты от обледенения двигателя и планера, повышения давления в кабине , пневматических приводов , двигателей с пневматическим приводом , повышения давления в гидробаке, а также резервуаров для хранения отходов и воды. . В некоторых руководствах по техническому обслуживанию двигателя такие системы упоминаются как «стравливаемый заказчиком воздух». Отводимый воздух важен для самолета по двум параметрам: высокая температура и высокое давление (типичные значения составляют 200–250 ° C и 275 кПа (40 фунтов на квадратный дюйм), для регулируемого отбираемого воздуха, выходящего из пилона двигателя для использования на всем протяжении самолета).

Использует

Регуляторы давления в кабине и отбора воздуха в Боинг 737-800

В гражданских самолетах отборный воздух в основном используется для создания давления в кабине самолета путем подачи воздуха в систему контроля окружающей среды . Кроме того, отбираемый воздух используется для предотвращения обледенения критических частей самолета (например, передних кромок крыла ).

Отводимый воздух используется во многих авиационных системах, поскольку он легкодоступен, надежен и является мощным источником энергии. Например, стравливающий воздух из двигателя самолета используется для запуска остальных двигателей. Резервуары для хранения воды в туалетах находятся под давлением отбираемого воздуха, который подается через регулятор давления .

При использовании для создания избыточного давления в кабине отбираемый из двигателя воздух необходимо сначала охладить (поскольку он выходит из ступени компрессора при температуре до 250 ° C), пропуская его через теплообменник воздух-воздух, охлаждаемый холодным наружным воздухом. Затем он подается в агрегат воздушного цикла, который регулирует температуру и поток воздуха в кабине, сохраняя комфортную среду.

Отводимый воздух также используется для обогрева воздухозаборников двигателя . Это предотвращает образование, накопление, разрыв и попадание льда в двигатель, что может привести к его повреждению.

На самолетах с реактивными двигателями аналогичная система применяется для противообледенения крыла методом «горячего крыла». В условиях обледенения капли воды, конденсирующиеся на передней кромке крыла, могут замерзнуть. Если это произойдет, нарастание льда увеличивает вес и изменяет форму крыла, вызывая ухудшение характеристик и, возможно, критическую потерю управления или подъемной силы . Чтобы предотвратить это, горячий отбираемый воздух прокачивается через внутреннюю часть передней кромки крыла, нагревая его до температуры выше точки замерзания, что предотвращает образование льда. Затем воздух выходит через небольшие отверстия в кромке крыла.

На винтовых самолетах обычно используют стравливаемый воздух для надувания резинового чехла на передней кромке, разламывая лед после того, как он уже сформировался.

Отборный воздух из компрессора высокого давления двигателя используется для подачи на клапаны управления реакцией, которые используются в системе управления полетом в семействе реактивных реактивных самолетов Harrier на военных самолетах.

Загрязнение

Основная статья: Событие дыма

Примерно в 1 из 5000 полетов отбираемый воздух, используемый для кондиционирования воздуха и повышения давления, может быть загрязнен химическими веществами, такими как масло или гидравлическая жидкость. Это явление известно как перегар. Хотя эти химические вещества могут вызывать раздражение, не установлено, что такие явления могут причинить долгосрочный вред.

Некоторые неврологические и респираторные нарушения здоровья были связаны неофициально с воздействием отбираемого воздуха, который, как утверждается, был загрязнен токсичными веществами на коммерческих и военных самолетах. Это предполагаемое длительное заболевание называется аэротоксическим синдромом , но это не признанный с медицинской точки зрения синдром. Одним из потенциальных загрязнителей является трикрезилфосфат .

Многие лоббистские группы были созданы для пропаганды исследований этой опасности, в том числе Информационный сайт об авиационных фосфорнокислых органических соединениях (AOPIS) (2001), Global Cabin Air Quality Executive (2006) и Британская ассоциация аэротоксиков (2007). Исследование окружающей среды кабины - одна из многих функций группы ACER, но их исследователи еще не установили причинно-следственной связи .

Хотя исследование, проведенное для ЕС в 2014 году, подтвердило, что загрязнение воздуха в салоне может быть проблемой, в этом исследовании также говорится:

«Многие зарегистрированные случаи испарения вызвали ограничения комфорта для пассажиров, но не представляли опасности. Проверка загрязнения воздуха кабины токсичными веществами (например, TCP / TOCP) была невозможна с теми случаями испарения, которые расследовала BFU».

Хотя до настоящего времени не было обнаружено никаких научных доказательств того, что воздух в салоне авиалайнера был загрязнен до токсичных уровней (превышающих известные безопасные уровни в промилле любого опасного химического вещества), суд Австралии в марте 2010 года вынес решение в пользу бывшего бортпроводника авиакомпании, который утверждала, что страдала хроническими респираторными проблемами после того, как подверглась воздействию паров масла во время поездки в марте 1992 года. Такие испытания проводятся нечасто из-за отказа Boeing установить датчики качества воздуха в своих самолетах, опасаясь судебных исков со стороны экипажа или пассажиров по поводу дыма, а авиакомпании отказались разрешить бортпроводникам носить пробоотборники воздуха после проведения химических измерений, предписанных Конгрессом.

FAA отозвало медицинские справки у нескольких пилотов, у которых возникли неврологические проблемы после перегорания. Судья, который присудил компенсацию рабочим пилоту, который пострадал от токсической энцефалопатии (повреждение мозга) в результате дыма, осудил обструкционизм авиационной отрасли по поводу дыма.

В июле 2015 года пилоты рейса Spirit Airlines были частично выведены из строя из-за выхлопных газов.

Бесконтактный самолет

Системы стравливания воздуха уже несколько десятилетий используются в пассажирских самолетах. Недавние улучшения в твердотельной электронике позволили заменить пневматические силовые системы на электрические. В самолетах без прокачки, таких как Boeing 787 , каждый двигатель имеет два электрических генератора переменной частоты для компенсации отсутствия подачи сжатого воздуха во внешние системы. Считается, что устранение отбираемого воздуха и его замена дополнительной электрической генерацией обеспечивает чистое повышение эффективности двигателя, меньший вес и простоту обслуживания.

Преимущества

В самолете без прокачки достигается топливная эффективность за счет исключения процесса сжатия и декомпрессии воздуха, а также за счет уменьшения массы самолета за счет удаления каналов, клапанов, теплообменников и другого тяжелого оборудования.

APU (вспомогательная силовая установка) не нуждается в подаче отбираемого воздуха, когда главные двигатели не работают. Аэродинамика улучшена за счет отсутствия вентиляционных отверстий на крыльях. За счет приведения в действие компрессоров подачи воздуха в кабину на минимально необходимой скорости не требуются регулирующие клапаны, расходующие энергию. Пакеты машин с воздушным циклом (ACM), работающие при высоких температурах и высоком давлении, могут быть заменены низкотемпературными агрегатами низкого давления для повышения эффективности. На крейсерской высоте, когда большинство самолетов проводят большую часть своего времени и сжигают большую часть топлива, блоки ACM можно полностью обойти, что сэкономит еще больше энергии. Поскольку от двигателей в кабину не забирается отбираемый воздух, исключается возможность загрязнения моторным маслом системы подачи воздуха в кабину.

Наконец, сторонники этой конструкции говорят, что она повышает безопасность, поскольку нагретый воздух ограничивается двигателем, а не перекачивается через трубы и теплообменники в крыле и возле кабины, где утечка может повредить окружающие системы.

Смотрите также

Рекомендации