этих систем входят: системы кондиционирования воздуха в гермокабинах, системы кислородного питания, высотное (защитное) снаряжение экипажей боевых самолётов. Последнее – не про нас.

4.5.2. Системы кондиционирования воздуха в гермокабинах

Гермокабины являются элементом силовой конструкции планера самолёта и воспринимают нагрузку от аэродинамических и массовых сил, а также от внутреннего избыточного давления.

Системы кондиционирования воздуха обеспечивают наддув

(превышение давления в кабине над атмосферным давлением), вентиляцию, отопление и охлаждение герметичных кабин (кабина экипажа, кабины пассажиров и грузовых отсеков), очистку подаваемого в герметичные отсеки воздуха от аэрозольного, химического и других загрязнений; дезодорацию (франц. des - приставка, означающая отрицание, уничтожение, удаление или отсутствие чего-либо, и лат. odoratio - запах) и ионизацию воздуха в кабине в полёте и на земле. Кроме того, эти системы обеспечивают защиту стёкол фонаря пилотов от запотевания, обдув (охлаждение) электронного и электрооборудования, а иногда и подачу горячего воздуха в систему воздушно-тепловых противообледенителей передних кромок крыла, оперения и кромок воздухозаборников двигателей. Большинство современных самолётов имеют атмосферные гермокабины, которые вентилируются воздухом из окружающей среды, в отличие от автономных гермокабин, для которых запас кислорода находится на борту летательного аппарата.

Одна из возможных принципиальных схем системы кондиционирования гермокабины пассажирского самолёта представлена на рис. 53. Воздух отбирается от компрессоров двигателей с температурой до 500°С и давлением до 1.6 МПа (16 кгс/см2), объединяется в общий поток и затем разделяется на два потока. Один поток горячего воздуха проходит через основную, а в случае отказа - через резервную систему охлаждения. Для охлаждения воздуха используют воздухо-воздушные, топливновоздушные теплообменники и турбохолодильники.

112

В воздухо-воздушном теплообменнике используется забортный воздух, который затем выбрасывается в атмосферу. В топливно-воздушном теплообменнике для охлаждения используется холодное топливо из баков, которое немного подогревается и поступает в двигатели. Подогретое топливо обеспечивает более полное сгорание, что повышает эффективность двигателя и уменьшает вредные выбросы в окружающую среду. Турбохолодильник представляет собой турбину, которую вращает горячий воздух, отдавая свою внутреннюю энергию на совершение механической работы и за счёт этого охлаждается.

Рис. 53. Схема возможной системы кондиционирования воздуха.

Второй поток горячего воздуха поступает прямо в смеситель, где смешивается с охлажденным потоком. Поступлением холодного воздуха в смеситель управляет кран, а подачей воздуха в гермокабину - ограничитель температуры по сигналам регулятора температуры в гермокабине. Пройдя через увлажнитель, в котором

113

по сигналу датчика влажности воздуха в кабине распыляется вода из бака, воздух с необходимыми параметрами температуры и влажности подается по системе трубопроводов в гермокабину.

Автоматический регулятор давления управляет клапаном выпуска несвежего воздуха в атмосферу.

На рис. 53 изображена лишь схема, причём идеальная, когда пассажирам обеспечивается максимальное соответствие привычным условиям. В реальности всё обстоит и проще и сложнее. Проще в том, что никакого увлажнителя, бака с водой, датчика и регулятора влажности на борту нет. Влажность воздуха на большинстве современных самолётов не регулируется. А сложнее в том, что реальная система не потеряет работоспособности в случае отказа одного или даже всех маршевых двигателей; она содержит много перепускных и обратных клапанов, теплообменников, дублирующих друг друга, трубопроводов, подающих воздух в разные зоны салона, датчиков температуры, а также автоматическую систему регулирования давления, которая реагирует на текущую высоту полёта и отрабатывает заданную программу поддержания давления в кабине.

Наиболее благоприятным с физиологической точки зрения является давление в кабине, равное атмосферному давлению воздуха на уровне моря в течение всего полёта. Однако, в этом случае на больших высотах будет возникать значительный перепад давления между кабиной и атмосферой, что, с одной стороны, потребует увеличения толщины обшивки кабины для обеспечения её прочности и, как следствие, увеличения массы самолёта, а с другой стороны, при внезапной разгерметизации гермокабины перепад давления между кабиной и атмосферой будет очень большим и падение давления в гермокабине до атмосферного будет происходить очень быстро. Это явление принято называть взрывной декомпрессией.

Давление в лёгких человека не может уменьшаться так же быстро, как уменьшается давление в кабине при разгерметизации, и поэтому у пассажиров и членов экипажа возможны несовместимые с жизнью человека баротравмы (от греч. baros - тяжесть) - механические повреждения лёгких и других органов

114

расширяющимся газом - разрывы, внутренние кровоизлияния, падение кровяного давления, замедление ритма сердца вплоть до его остановки. Кроме того, происходит внезапный «перенос» пассажиров и экипажа в условия острой кислородной недостаточности. В результате развивающихся явлений острой гипоксии и аэроэмболизма человек теряет сознание и наступает смерть. Происходит также обморожение вследствие постепенного понижения температуры в кабине до температуры наружного воздуха (порядка -60°С). То есть, хотим как лучше, а можем получить...

С учётом недопущения вредных последствий в аварийных ситуациях выбираются программы регулирования давления в гермокабинах самолётов.

Наиболее благоприятная для пассажиров программа регулирования давления в гермокабине по высоте полёта приведена на рис. 54. Здесь pH – атмосферное давление на соответствующей высоте, р0 - атмосферное давление на уровне моря.

Рис. 54. Давление в гермокабине.

До высоты H1 давление в кабине поддерживается постоянным и в кабину подаётся воздух от компрессора двигателя, смешанный с забортным. При полёте на высотах от H1 до Hmax система регулирования давления поддерживает перепад давления между

115