Особливості використання газозарядних засобів
Сучасні літальні апарати мають розгалужені газові системи кисневого живлення, повітряну, азотну і протипожежну систему. Зросла потреба в номенклатурі, кількості і якості газів при забезпеченні польотів. Все це вимагає наявності надійних високоефективних засобів транспортування, збереження і зарядки (заправки) систем літальних апаратів стиснутими і зрідженими газами.
Ці функції в авіаційних частинах виконуються за допомогою газозарядних засобів.
Деякі типи літальних апаратів мають бортові кисневі системи, обладнані спеціальними приладами, що заправляються рідким киснем. Ці прилади в польоті здійснюють газифікацію рідкого кисню в газоподібний, необхідний для забезпечення життєдіяльності екіпажів і пасажирів.
Для заправки кисневих систем рідким медичним киснем, а також для тривалого збереження і транспортування його використовуються різні транспортні резервуари рідкого кисню ТРЖК-2У, ТРЖК-3М, ТРЖК-8М. Ці ж резервуари використовуються в необхідних випадках під рідкий азот і аргон.
Резервуари типу ТРЖК мають аналогічне конструктивне виконання і принцип роботи. Розбіжності між ними полягають в технічних даних, таких як місткість, втрати рідкого продукту, габаритні розміри, маса.
Принцип дії видачі кисню з резервуара засновано на створенні тиску газу над рідким киснем. Для цього частина рідкого кисню подається у випарники, де він газифікується і надходить у верхню частину резервуара, створює тиск, що і витісняє рідину з резервуара через відкритий вентиль наповнення і видачі. Видача зрідженого газу з резервуара здійснюється створеним тиском 0,2…0,25 МПа.
Транспортні резервуари можуть використовуватися для заправки рідким продуктом систем літальних апаратів, для транспортування і збереження, а також у комплекті з установкою газифікації рідкого кисню (азоту) для зарядки газозарядних станцій і окремих балонів стиснутими газами.
Заправка кисневих систем літальних апаратів місткістю до 60 літрів проводиться під тиском 0,16…0,19 МПа. Час заправки складає 5 хвилин. Наповнення резервуара проводиться зі сторонньої ємності або від киснедобувних станцій.
При наповненні “теплого” резервуара проводиться спочатку продувка всіх його комунікацій і судини до появи видимих парів робочої рідини. Наповнені транспортні резервуари необхідно витримувати якийсь час, щоб вони цілком остудилися, потім їх доливають рідким продуктом до встановленої кількості.
Основними характеристиками резервуарів є їх місткість і годинні втрати на його випарування. Фактична величина випарування може відрізнятися від зазначеної в паспорті, тому що залежить від стану ізоляції. На поганий стан ізоляції вказує зовнішнє обмерзання кожуха, що звичайно починається у верхній частині.
Чим більша ємність резервуара, тім менше відносна втрата рідкого продукту на випаровування. Зі зменшенням ступеня заповнення резервуара рідиною відносна втрата рідкого продукту на випаровування зростає.
Резервуари перевозяться на автомобілях відповідної вантажопідйомності залізничним, водним і повітряним транспортом. Під час перевезення на літальних апаратах заповнених резервуарів тривалістю до 6 годин їх вентилі скидання газу закриваються, а при більш 6 годин – скидання газу виводиться за борт літальних апаратів. У всіх інших випадках збереження і транспортування заповнених резервуарів вентиль скидання газу повинний бути відкритий.
Для зарядки бортових систем літальних апаратів медичним газоподібним киснем, а також азотом використовуються киснево-зарядні станції типу АКЗС-75М-131, УГЗС-К-131 і азотно-зарядні станції типу УГЗС-А-131.
Спеціальне обладнання киснево-азотно-зарядних станцій по своїй конструктивній схемі і принципу дії аналогічне і складається з двох відсіків: компресорного, балонного і протипожежної системи.
АКЗС-75М-131, УГЗС-А-131 вписуються в габарит рухомого складу залізниць “01-Т” і західноєвропейських залізниць “02-Т”, ГОСТ 9238-59, а також задовольняють умовам повітряного транспортування на літаках АН-12, ИЛ-76 і гелікоптерах Ми-26. Робота станцій заснована на принципі перепуску стиснутого газу в балони з меншим тиском і наступного збільшення тиску компресором до необхідної величини.
Основні операції, які виконуються даними газозарядними станціями є такі: зарядка балонів великої і малої місткості з власної батареї балонів методом перепуску і дотиснення компресором; перекачування газу з групи балонів з малим тиском у групу з великим тиском; робота станції на замкнутому циклі.
Подача станції по наповненню балонів киснем при початковому тиску в балонах, що спорожняються, і наповнюваних балонах 8,0…1,0 МПа складає 75 м3/год. Максимальний тиск видаваного газу 15,5 МПа. Компресор станції КП-75М стійко працює при ступені стиску не більш трьох і при тиску на всмоктуванні не менш 4,0 МПа.
Станція забезпечує видачу газу зі ступенем осушки по крапці роси -550 С протягом 100 годин роботи від початку зарядки осушувачів свіжим адсорбентом (цеолітом) при температурі навколишнього повітря +200 С, а при +300 С - 75 годин і при +400 С – 50 годин. Максимальний час розгортання станції в робочому положенні узимку 45 хв., згортання в похідне положення – 15 хв.
Станція АКЗС-75-131 забезпечує зарядку кисневої системи літальних апаратів і транспортних балонів до тиску наповнення 15,0 МПа, зарядку балонів низького тиску через наявний редуктор до тиску 3,0 МПа і зарядку парашутних приладів через спеціальний колектор до тиску 15,0 МПа. Переобладнану для роботи на азоті станцію використовувати для зарядки киснем КАТЕГОРИЧНО ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ.
Уніфікована газозарядна станція УГЗС-131 може використовуватися для зарядки літальних апаратів стисненим повітрям (УГЗС-В-131), медичним газоподібним киснем (УГЗС-К-131), і газоподібним азотом (УГЗС-А-131).
У даний час, через їх недостатню кількість, рекомендується використовувати УГЗС у першу чергу під азот підвищеної кондиції, із крапкою роси мінус 65…750 С. Принцип дії станції аналогічний киснево-зарядної станції АКЗС-75М-131.
Використання в конструкції компресора мембран цілком ізолює стиснутий газ від рідини гідроприводу, що забезпечує зарядку станції і систем літальних апаратів кондиційним газом.
Обладнання станції дозволяє робити зарядку станції від зовнішнього джерела азоту (від транспортних балонів чи газифікованих установок), зарядку виробів і систем літальних апаратів азотом підвищеної кондиції до тиску 3,0; 15,0; 23,0 і 35,0 МПа і перекачування азоту з однієї групи балонів станції в іншу до тиску 35,0 МПа.
Електрообладнання станції забезпечує внутрішнє і зовнішнє висвітлення, автоматичне включення протипожежного захисту станції, а також аварійну зупинку компресора у випадку прориву мембран, мембранних блоків компресора чи обмежників тиску.
Для зарядки стисненим повітрям застосовуються рухомі повітрозарядні станції ВЗ-20/350-131, уніфіковані газозарядні станції УГЗС-В-131, змонтовані на автомобільних шасі, і збірно-розбірні аеродромні централізовані системи зарядки стисненим повітрям (ЦЗВ).
У даний час розробляються і плануються до застосування повітря зарядні станції ВЗ-630 і газозарядні станції УГЗС-630 з використанням балонів АБ-630 і компресорів з робочим тиском 63,0 МПа.
Основним типом рухомої зарядної станції для всіх типів літальних апаратів у даний час є ВЗ-20/350-131, установлюваний на шасі автомобіля ЗИЛ-131 з підвищеною прохідністю, що забезпечує більш ефективне використання його на ґрунтових аеродромах і при маневрі авіаційних частин.
ВЗ-20/350-131 вписується в габарити навантаження залізниць “01-Т”, у габарит рухомого складу західноєвропейських залізниць “02-Т” і задовольняє умовам повітряного транспортування (АН-12, ИЛ-76, Ми-26).
Зарядка ВЗ-20/350-131 (ВЗ-630) здійснюється стисненим повітрям від компресорних станцій типу УКС-400В (УКС-630) до тиску 35,0 МПа (63 МПа) при температурі навколишнього повітря 18…220 С на протязі 2…2,5 годин.
Час зарядки визначається за формулою:
(1.1.)
де VП – приведений об’єм, м3;
Г – гідравлічна місткість балонів повітрозаправника, л;
Рmax – максимальний тиск у балонах повітрозаправника, МПа;
Рзал – залишковий тиск у балонах повітрозаправника, МПа;
Ра – приведений атмосферний тиск (0,1 МПа);
QКР – подача компресора з урахуванням регенерації адсорбенту, м3/год.
Принцип дії ВЗ-20/350-131 засновано на перепуску стиснутого повітря з балонів повітря заправника в пневматичну систему літальних апаратів до необхідного тиску. ВЗ-20/350-131 дозволяє робити видачу стиснутого повітря чи азоту як з окремих балонів, так і одночасно з однієї чи декількох груп балонів з плавним безступінчастим регулюванням тиску від 0 до 23 МПа і на 32 МПа.
На повітрозарядній станції ведеться журнал обліку роботи, у якому реєструються зарядка від компресорної станції, якість зарядженого газу (крапка роси), зарядка повітря в системи літальних апаратів, а також здійснюється запис про конкретний огляд, освідотство балонів і перевірці манометрів. Кожен повітрозаправник реєструється на компресорній станції з перерахуванням номерів балонів, їх робочого тиску і дати чергового повторного огляду.
Обладнання централізованої заправки повітрям призначене для централізованої зарядки літальних апаратів стиснутим і осушеним повітрям. Воно являє собою сбірно-розбірний комплект, що складається із серійних ВЗ-20/350-131-131, роздавальних колонок із зарядними шлангами. Централізована заправка повітрям у порівнянні з рухливими засобами зарядки стисненим повітрям має ряд переваг, основними з який є: зменшення кількості засобів АТЗ, що знаходяться безпосередньо у літальних апаратів, що знижує забруднення навколишнього повітря вихлопними газами і підвищує безпеку польотів; можливість одночасної зарядки стисненим повітрям до 12 літальних апаратів, що скорочує час підготовки їх до повторного вильоту; збереження моторесурса рухомих засобів зарядки повітрям.
Зростаюча потреба в кондиційному азоті і повітрі привела до створення спеціального агрегату – авіаційного рухомого блоку очищення й осушки (АПБО-200/400), що призначений для осушки й очищення стиснутого газоподібного азоту і повітря від вологи, мастила, двоокису вуглецю, механічних домішок і може застосовуватися разом з УКС-400В, УГЗС-А, СГУ-7КМ, повітрозаправниками.
Принцип роботи блоку заснований на глибокому очищенні газу від краплинної вологи й мастила у вологовідділювачах, тонкої осушки газу від пар вологи, мастила і двоокиси вуглецю за допомогою адсорбентів до крапки роси мінус 700 С при тиску 15 МПа (чи до крапки роси мінус 650 С при тиску 0,1 МПа) і очищенню газу від механічних домішок за допомогою пористих металокерамічних фільтрів зі ступенем очищення 5…8 мкм (з вмістом мастила до 20 г/м3 і з повним очищенням від СО при Р=40 МПа). Конструктивно АПБО-200/400 змонтований на причепі 2-ПН-2П у вигляді окремих агрегатів і закритий металевим кузовом. Для роботи блоку потрібне зовнішнє джерело електроенергії напругою380/220 В, споживана потужність 4,2 кВт. Блок обслуговується однією людиною і видає 200 м3/год. очищеного газу.
Для видалення парів води з газоподібного медичного кисню при наповненні балонів з невеликою подачею (від компресора КН-4) застосовується осушувач кисню ОКН-1М, що працює на принципі поглинання парів води з охолодженого кисню за допомогою адсорбера. Гранична кількість кисню, осушеного до крапки роси не вище мінус 520 С, складає 0,33 м3/год.
Засоби забезпечення вогнегасними матеріалами поділяються на засоби зарядки і перевірки вогнегасників і засоби зарядки систем нейтрального газу літальних апаратів.
Основним засобом зарядки і перевірки вогнегасників в авіаційних частинах є аеродромний заправник вогнегасників літальних апаратів АЗОС-1. За допомогою АЗОС-1 здійснюється: заправка вогнегасним складом “3,5” і “7”, вуглекислоти, чотирьох хлористого вуглецю і фреонів; дозарядка вогнегасників стисненим повітрям під тиском 15,0 МПа; перевірка балонів і затворів вогнегасників.
Заправник являє собою возимий комплект агрегатів, пристосувань і приладів для здійснення процесу зарядки, змонтованих частково в загальному зарядному пристрої. Заправник призначений для роботи в закритих приміщеннях, але може працювати і на відкритому повітрі під навісом у суху погоду і при температурі навколишнього середовища від мінус 1 до плюс 350 С.
Для зарядки вуглекислотних вогнегасників, а також систем нейтрального газу, що працюють на вуглекислоті, використовуються автомобільні станції АУЗС-2М-131. Спеціальне обладнання станції складається з рампи з 24-а балонами ємністю 20 літрів, об'єднаними в 8 груп; вуглекислотного компресора КП-У, візка з вагами, щита управління, комунікацій, холодильника, водомасловідділювачів, осушувачів, фільтрів і електрообладнання.
Зарядка балонів станції, вогнегасників чи систем нейтрального газу спочатку виконується перепуском вуглекислоти до вирівнювання тиску в системах, що заряджається, з наступної дозарядкою до необхідного вагомого заряду компресором. Для скорочення часу зарядки систем літальних апаратів вуглекислотою і збільшенням кількості літальних апаратів, що обслуговуються, впроваджуються заправники вуглекислотні авіаційні (ЗУА-1000) і різні цистерни рідкої вуглекислоти.
Таким чином, в авіаційних частинах застосовується ряд засобів забезпечення стиснутими і зрідженими газами різних за конструкцією і тактико-технічним даним. Кожен засіб має свої особливості у використанні.