Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»

Электронная часть типовой электронно-гидравлические системы регулирования турбореактивного двухконтурного двигателя содержит каналы ограничения максимальной частоты вращения вентилятора, ограничения температуры газа за турбиной, управления направляющими аппаратами вентилятора, селектор сигналов минимального уровня и преобразователь выходного сигнала селектора в сигнал с широтно-импульсной модуляцией.

Гидромеханическая часть системы содержит регулятор частоты вращения компрессора с центробежным тахометром, селектор, усилитель с электромагнитным клапаном, автомат приёмистости, ограничитель максимального давления воздуха за компрессором, автомат запуска.

Согласование каналов управления, воздействующих на изменение подачи топлива в основную камеру сгорания, осуществляется с помощью селектирующих устройств электронного и гидромеханических регуляторов. Система автоматического управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажем дополнительно включает систему регулирования подачи топлива в форсажную камеру сгорания и систему управления площадью критического сечения реактивного сопла. См. также Регулирование двигателя.

С помощью СЕВ решаются задачи общего и специального самолётовождения, навигации, например, обеспечения высокой степени синхронизации: при полёте строем и встрече в воздухе нескольких летательных аппаратов; при пассивном дальномероном режиме работы радиотехнических систем навигации аппаратуры летательного аппарата и наземной станции; в процессе проведения лётных испытаний прецизионных систем навигации и посадки при передаче информации от испытываемой системы и эталонных средств.

В задачу СЖО входит поддержание в кабинах требуемых значений давления, скорости изменения давления, температуры, влажности, скорости движения и расхода воздуха, парциального давления кислорода, углекислого и других газов; очистка воздуха от вредных примесей; защита экипажа и пассажиров от вредного воздействия шума, солнечной радиации и др. Эти задачи решаются с помощью ряда частных систем (подсистем) всего комплекса СЖО, обеспечивающих соответствующие стороны жизнедеятельности организма (газообмен, теплообмен) и условия для поддержания необходимой работоспособности.

СЖО могут быть коллективными (СЖО многоместных кабин экипажа, салонов пассажирских самолётов) и индивидуальными (СЖО отделяемых капсул, кабин одноместных летательных аппаратов; см. рис.). Одним из эффективных способов обеспечения работоспособности экипажей летательных аппаратов и необходимых жизненных условий для пассажиров гражданских самолётов является применение гермокабин с системами кондиционирования воздуха (СКВ).

Давление воздуха в кабинах пассажирских и транспортных самолётов должно поддерживаться не ниже 74,5 кПа. При этом предупреждается развитие высотной декомпрессионной болезни (см. Декомпрессия) и выраженной кислородной недостаточности. В кабинах боевых самолётов с продолжительностью полёта до 2 ч допускается минимальное давление около 36 кПа, а при длительности более 2 ч — 46,5—41,3 кПа. Такие параметры давления и времени его выдерживания достаточны для профилактики высотной декомпрессионной болезни, но требуют дополнительного кислородного обеспечения экипажа. Из-за низкой способности организма человека быстро выравнивать давление в полузамкнутых полостях (главным образом в полостях среднего уха и придаточных пазух носа) с изменяющимся внешним давлением существуют ограничения скорости повышения давления в кабине до 660 Па/с и скорости снижения до 1330 Па/с (при перевозке пассажиров эти параметры составляют соответственно 24 и 33 Па/с). Для исключения попадания вредных примесей из окружающей среды в кабину в ней всегда поддерживается небольшое избыточное давление.

В кабинах летательных аппаратов должна устанавливаться температура 20—25{{°}}С через 10—20 минут полёта. На непродолжительное время (10—20 минут) допускается понижение температуры в кабине до 5{{°}}С и повышение до 45{{°}}С. Перепад температуры воздуха в области головы и ног не должен превышать 5{{°}}С. Для улучшения гигиенических условий в кабине предусматриваются индивидуальные воздушно-душирующие устройства и вентиляторы, с помощью которых можно регулировать интенсивность подачи и направление потока вентиляционного воздуха на лицо и туловище. Кроме того, для создания комфортных условий используются подсистемы кондиционирования воздуха специального снаряжения экипажа, которые обеспечивают температуру подаваемого воздуха в пределах 10—80{{°}}С при его расходе от 250 до 450 л/мин. Скорость движения воздуха в кабине на рабочих местах экипажа не должна превышать 1,5 м/с, а в местах размещения пассажиров — 0,5 м/с. Необходимый температурный режим в кабинах летательного аппарата наряду с охлаждением и нагревом воздуха с помощью СКВ обеспечивается также применением теплоизоляции стенок кабины. В зависимости от назначения, скорости и высоты полёта для кабин летательных аппаратов применяют различные способы тепловой защиты (см. Теплоизоляционные материалы).

Относительная влажность воздуха в кабинах летательных аппаратов при полётах до 4 ч строго не регламентируется. В более длительных полётах оптимальное значение влажности воздуха составляет 40—60%. В целях улучшения микроклимата кабин летательного аппарата разрабатываются устройства для увлажнения и ионизации воздуха.

Системы наддува и кондиционирования воздуха кабины используются также для удаления продуктов жизнедеятельности и вредных примесей. Парциальное давление углекислого газа в кабине летательного аппарата не должно быть более 0,26—0,93 кПа, концентрация оксида углерода — 0,02 мг/л, паров топлива — 0,3 мг/л, продуктов термического разложения минеральных масел — 0,005 мг/л. Эффективное удаление вредных примесей из воздуха обеспечивается при кратности обмена воздуха в течение 1 ч не менее 5 в кабине экипажа и не менее 20 в пассажирском салоне.

Защита экипажа и пассажиров от внешнего шума осуществляется с помощью звукоизоляции стенок кабины. Для поглощения внутрикабинного шума, создаваемого главным образом движущимся по трубопроводам вентиляционным воздухом, применяются глушители. Уровень шумов в кабине летательного аппарата не должен превышать значений, устанавливаемых Нормами шума. Обычно допустимые уровни акустических шумов регламентируются медико-техническими требованиями на конкретный летательный аппарат и используемое экипажем защитное снаряжение.

Отдельные элементы СЖО и её подсистем (кабина, кресло, снаряжение и т. д.) служат также для защиты экипажа и пассажиров от вибраций. Для дополнительного питания кислородом экипажа и пассажиров применяется кислородное оборудование.

Для защиты членов экипажа летательного аппарата от воздействия неблагоприятных факторов наряду с бортовыми системами применяется носимое защитное снаряжение, например, высотно-компенсирующие и противоперегрузочные костюмы, защитные и герметичные шлемы, скафандры и т. д. (см. Высотное снаряжение).

Необходимость в технических средствах обеспечения жизнедеятельности экипажа существенно возрастает с увеличением продолжительности полёта. В длительных (многочасовых) полётах наряду с нерегенеративными подсистемами СЖО, предусматривающими наличие бортовых запасов кислорода, воздуха, воды и т. д., применяют подсистемы, основанные на регенерации этих веществ на борту летательного аппарата в полете.

Ю. А. Нагаев. И. Н. Черняков.

Схема системы жизнеобеспечения лётчика: 1 — исполнительная заслонка регулятора температуры воздуха; 2 — фильтр воздуха; 3 — автомат давления противоперегрузочного костюма; 4 — линия вентиляции защитного снаряжения; 5 — объединённый разъём коммуникаций; 6 — самолётное переговорное устройство; 7 — заслонка крана питания кабины; 8 — теплозвукоизоляция кабины; 9 — выпускной клапан; 10 — автомат регулирования давления воздуха в кабине; 11 — коллектор подачи воздуха; 12 — остекление (фонарь) кабины; 13 — кран питания кабины; 14 — задатчик температуры; 15 — катапультное кресло; 16 — регулятор температуры воздуха; 17 — вентиль; 18 — редуктор; 19 — кислородный прибор.

В качестве источников воздуха используются компрессоры силовой установки либо кабинные нагнетатели с приводом от электродвигателей или вспомогательной силовой установки. Уровень температуры, до которой охлаждается воздух в теплообменных агрегатах, зависит от типа, назначения, режима полёта летательного аппарата, температуры воздуха у земли (см. Система жизнеобеспечения). В СКВ наиболее часто используются различные комбинации методов охлаждения воздуха: передача теплоты атмосферному воздуху или более холодной жидкости (например, топливу) в теплообменнике; расширение сжатого воздуха в турбохолодильнике; передача теплоты испаряющемуся хладагенту в холодильных установках замкнутого типа. Кондиционированных воздух отводит из гермокабины и технических отсеков избытки теплоты и продукты жизнедеятельности.

В состав бортовой СКВ обычно входят: тепло- и массообменные агрегаты (теплообменники, турбохолодильники, осушители, увлажнители и т. п.) аппаратура управления и автоматического регулирования (датчики, преобразователи, коммутаторы, блоки управления, запорные, регулирующие краны, заслонки); система распределения воздуха (трубопроводы, короба, клапаны); аппаратура контроля работы СКВ и сигнализации отказов (датчики, преобразователи); вспомогательное оборудование (озонаторы, глушители, вентиляторы, поглотители, фильтры и т. д.).

Надёжная и устойчивая работа СКВ обеспечивается дублированием ряда агрегатов, в частности в системе регулирования давления, и высокой степенью автоматизации управления системы. Для повышения экономичности СКВ используется рециркуляция воздуха. Доля рециркуляционного воздуха может изменяться (в зависимости от типа и назначения летательного аппарата) от 0 в СКВ открытого до 1 в СКВ замкнутого типа. В СКВ замкнутого типа воздух в гермокабину подаётся лишь для компенсации утечек, парциальное давление кислорода поддерживается в необходимых пределах подачей его от баллонов или газификаторов.

Основные характеристики СОИ — состав (число и вид) входящих в неё средств и их компоновка на рабочем месте экипажа. Состав СОИ определяется назначением летательного аппарата, составом экипажа и его размещением в кабине, составом бортового оборудования. В СОИ входят: средства индикации пилотажно-навигационных параметров, параметров силовой установки, параметров систем летательного аппарата (гидравлической, энергоснабжения, кондиционирования и др.), а также параметров специальных систем (прицельных, управления оружием, разведки); система сигнализации внутрикабинной. СОИ, в состав которых входят индикаторы, выдающие обобщённую информацию, называют интегральными.

Для повышения быстроты и точности восприятия членами экипажа поступающей информации при проектировании СОИ выполняют основные эргономические требования. В частности, обеспечиваются: максимальное ограничение объёма одновременно выдаваемой членам экипажа информации (с сохранением резерва пропускной информационной способности для решения дополнительных задач); концентрация и централизация выдачи информации в пределах площади приборной доски; наглядность выдаваемой информации, облегчающая быстрое и правильное её восприятие и переработку; выдача информации в обработанном и обобщённом виде, исключающем необходимость экипажу выполнять вычислительные и логические операции, обобщать разрозненные данные, запоминать предельно допустимые значения параметров и т. п.; рациональное оформление лицевой части индикаторов и сигнализаторов с использованием мнемосхем, кодирования элементов с помощью формы, цвета, размеров, размещения; исключение при использовании СОИ частой переадаптации и переаккомодации глаз членов экипажа.

СОИ представляют собой многоуровневые системы, относящиеся к классу больших систем. На тяжёлых самолётах в их состав входят до 300 сигнализаторов (включая речевые) и до 100 индикаторов (в основном электромеханические), значительное число которых являются комбинированными. Другая особенность современных СОИ — «сращивание» их с системами управления посредством встраивания индикаторов в пульты управления, использования мнемосхем и сигнальных ламп-кнопок. Так как объём информации, выдаваемой СОИ членам экипажа летательного аппарата (особенно лётчикам и бортинженерам), и число средств отображения информации на их рабочих местах непрерывно возрастают, то развитие СОИ идёт по пути всё большего использования экранных индикаторов. Обобщёнными характеристиками качества СОИ являются время и точность восприятия членами экипажа выдаваемой информации.

Механические и электронные устройства СУУ обычно не резервированы и при отказах либо уходят в крайнее положение, либо становятся в нейтральное положение или положение, соответствующее моменту отказа. При проектировании таких СУУ предусматривают, чтобы возмущения, изменения устойчивости и управляемости, вызываемые этими отказами, не приводили к возникновению аварийной ситуации: летательный аппарат не должен резко менять режим полёта и выходить за установленные ограничения, лётчик должен иметь возможность парировать возмущение движения летательного аппарата при отказе СУУ без возникновения раскачки и продолжить полёт вплоть до посадки. Это обеспечивают тем, что максимальная скорость регулировки в АРУ и АРЗ выбирают такой, чтобы лётчик мог распознать отказ и парировать его своим вмешательством в управление (приложить дополнительное усилие, изменить режим полёта). На практике полное время регулировки АРУ и АРЗ «медленным приводом» выбирают не менее 15—20 с. Кроме того, ограничивается глубина регулировок: усилия и передаточное число регулируются по режимам полёта не более чем в 2—2,5 раза. При отклонении органов управления для парирования колебаний за счёт сигналов от демпферов используют не более 5—10% (по продольному каналу) и 15—20% (по каналам крена и рыскания) от их полных отклонении.

В 70—80 е гг. термин СУУ стали использовать для обозначения систем управления, где механическая проводка управления является резервной, а основной частью системы управления является ЭДСУ. По сравнению с «чистой» ЭДСУ такой вариант системы позволяет снизить степень резервирования электрической части (2—3-кратное резервирование вместо 3—4-кратного в ЭДСУ). При этом в контуре автоматики используют 50—100% отклонения органов управления (как и в ЭДСУ); избыточные перемещения проводки компенсируются встроенными в неё так называемыми пружинами с предварительным натягом.

Однако возможности такой системы для полёта на статически неустойчивом летательном аппарате ограничены: только на отдельных режимах полёта или в ограниченных областях режимов полёта допустима аэродинамическая неустойчивость летательного аппарата; при первом же отказе в электрической части СУУ необходимо переходить на режимы полёта со статической устойчивостью и после этого на управление с помощью механической проводки управления с полным отключением автоматики.

Основными С. к., используемыми в динамике полёта, являются С. к., в которых описывается движение летательного аппарата в какой-либо точке пространства без учёта перемещений по траектории, то есть подвижные, движущиеся с летательным аппаратом С. к. Начала всех таких С. к. располагаются в характерной точке летательного аппарата, как правило, в центре масс. К числу подвижных С. к. относятся: связанная, скоростная, полусвязанная, связанная с пространственным углом атаки.

Связанная С. к. (OXYZ) — подвижная С. к., ось OX которой расположена в плоскости симметрии летательного аппарата или параллельно ей, если начало координат O помещено вне плоскости симметрии, и направлена вперёд от хвостовой к носовой части летательного аппарата. Ось OX называют продольной осью летательного аппарата. Направление её может быть различным: по оси фюзеляжа, по главным осям инерции летательного аппарата; выбор оси OX должен указываться. Ось OY расположена в той же плоскости, что и ось OX, и направлена к верхней части летательного аппарата. Её называют нормальной (вертикальной) осью летательного аппарата. Ось OZ — поперечная ось — направлена к правой части летательного аппарата, если смотреть вперёд по оси ОХ. Связанная С. к. наиболее часто употребляется для описания движения летательного аппарата в лётных испытаниях и в других исследованиях, где необходимо использовать данные измерительной аппаратуры или сигналы датчиков летательного аппарата, получаемых в связанной