Контакты
По интересующим Вас вопросам можно связаться с нами по Телефону, WhatsApp, Telegramm или e-mail
Королев Станислав Дмитриевич
Проблематика:
Обледенение аэродинамических поверхностей ЛА и воздухозаборных устройств
Обледенение аэродинамических поверхностей ЛА и воздухозаборных устройств
Решение:Проектирование эффективной противообледенительной системы
Обледенение – это процесс образования льда на поверхностях агрегатов летательного аппарата (ЛА). В большинстве случаев обледенение ЛА возникает при полете в атмосфере, содержащей переохлажденные капли воды (т. е. воды в жидкой фазе при отрицательной температуре). При столкновении с лобовыми поверхностями агрегатов ЛА переохлажденные капли воды быстро кристализуются, образуя ледяные наросты различной формы и размеров.
Для борьбы с обледенением в авиации применяются противообледенительные системы (ПОС), преимущественно электрического и воздушно-теплового типа. На рисунке приведен пример - ПОС электрического типа для воздухозаборного устройства (ВЗУ) вертолета. Проектирование данного типа ПОС складывается из: определения потребного теплового потока; разделения на сегменты поверхностей ВЗУ с расположением в них нагревательных элементов; расчетом реально получившегося теплового потока и температуры на поверхностях ВЗУ. В случае получения неудовлетворительного результата, нагревательные элементы заново перераспределяются, пока не будет получен положительный результат.
Важно отметить, что для ВЗУ, в отличии от аэродинамических поверхностей ЛА, температура поверхности никогда не должна опускаться ниже нуля градусов, иначе возможно образование льда, который при включении ПОС или смене температурного режима может оттаять и сорваться на вход в двигатель, что может привести к повреждению лопаток компрессора или полному выходу из строя двигателя. В связи с данной особенностью, удельная потребная мощность, затрачиваемая на обогрев ВЗУ всегда выше чем у ПОС лопастей или крыла, где допускается образование небольшого количества льда, его оттаивание и сброс.
Вторым наиболее распространенным типом ПОС ВЗУ является воздушно-тепловая ПОС. Она представляет из себя теоретический контур ВЗУ с двойной обшивкой, где в пространстве между обшивками циркулирует горячий воздух. Характерной особенностью данного типа ПОС является формирование проточных каналов в пространстве между обшивками. Как и в случае с электрическим ПОС задача проектирования воздушно-тепловой ПОС является много итерационной. Она так же начинается с определения потребной мощности ПОС, из которой выводится потребный расход подаваемого горячего воздуха, а далее идет процесс проектирования каналов, таким образом, чтобы при наиболее неблагоприятных режимах полета, поверхности ВЗУ всегда оставались нагретыми до положительных температур.
В задачу проектирования ПОС также входит и задача определения зон захвата капель и зон стекания. При распределении каналов ПОС или нагревательных элементов всегда должно учитываться какие из зон являются наиболее критическими, чтобы именно в них сосредоточить наибольшую концентрацию тепловой энергии. Если не учесть данный фактор, то в критических зонах будет образовываться лед, а менее критические зоны будут перегретыми, что приведет к пустому перерасходу энергии.
Все вышеуказанные задачи и процессы хорошо реализуются на практике с применением современных методов 3D моделирования и CFD расчетов. Специалисты King's Protection обладают необходимым уровнем компетенций и практических навыков для разработки любого типа ПОС под ваши нужды!
