Ім'я файлу: 22 Опанасенко Кисневе обладнання.docx
Розширення: docx
Розмір: 239кб.
Дата: 10.12.2021
скачати
Розширення: docx
Розмір: 239кб.
Дата: 10.12.2021
скачати
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського
«Харківський авіаційний інститут»
Факультет програмної інженерії та бізнесу
Реферат
з дисципліни «Обладнання літаків і вертольотів»
варіант 22
на тему "Кисневе обладнання літака"
Виконав: студент 3 курсу групи № 1-93АС
напряму підготовки (спеціальності)
(шифр і назва напряму підготовки (спеціальності))
Опанасенко В.О.
(прізвище й ініціали студента)
Прийняв:
Лупкин Б.В.
(посада, науковий ступінь, прізвище й ініціали)
Національна шкала:
Кількість балів: Оцінка ECTS:
Харків – 2021
Кисневе обладнання літаків
Кисневе обладнання призначене для підвищення парціального тиску кисню у суміші, що вдихається, внаслідок збільшення його концентрації та надлишкового тиску.
Кисневе обладнання літаків включає дуже широку номенклатуру приладів, апаратів установочної апаратури та різноманітних зовнішніх комунікацій. Особливості кисневого обладнання як об'єкта контролю полягають у такому:
1. До складу кисневого обладнання входить система трубопроводів із зворотними клапанами, вентилями, редукторами та вимірювальними приладами – манометрами та індикаторами кисню. Ця система з'єднує резервуари, в яких зберігається запас кисню (балони або рідинні кисневі апарати) з кисневими приладами.
Поширеним та практично єдиним методом оцінки технічного стану системи є зовнішній огляд, перевірка працездатності та герметичності з контролем останньої за літаковим кисневим манометром. Використання наявної апаратури для перевірки настановного тиску редукторів, похибок кисневих вимірювальних приладів безпосередньо на літаку дуже важко, тому що спеціальних виводів для підключення цієї апаратури на літаках немає. Виконувати демонтаж в основних з'єднаннях трубопроводів для включення перевірочної апаратури без надзвичайної необхідності дуже небажано, так як це може зменшити надійність системи.
2. Поряд з комунікаціями високого тиску до складу кисневого обладнання входять комунікації низького тиску, що йдуть від кисневих приладів до маски або гермошолому і до висотного компенсуючого костюма. Ці комунікації виготовляються з прогумованих тканин, містять відповідні роз'єми і водночас за умов експлуатації найбільш схильні до пошкоджень.
Оцінка технічного стану їх проводиться ретельним зовнішнім оглядом (чи немає тріщин, порізів, зминання шлангів, чи тріщин, виколотостей на штуцерах) і перевіркою герметичності. Остання здійснюється за допомогою контрольно-вимірювальної апаратури і лише іноді (у приладів без надмірного тиску) оцінюється за фізичним відчуттям випробувальника.
3. Літакові кисневі балони підлягають періодичному переогляду органами Державного нагляду. Основними критеріями придатності їх до подальшої експлуатації є нормальний зовнішній вигляд (включаючи захисне покриття - фарбування), відсутність забруднення балона, що викликає гнильний запах кисню, що зберігається в ньому, і термін переогляду (який зазначений у таврі на балоні).
4. Найбільш схильні до зносу і пошкоджень в процесі експлуатації кисневі прилади. На жаль, на літаку можлива їх перевірка далеко не за всіма параметрами. Зокрема, на літаку не можна визначити процентний вміст кисню в газовій суміші, що подається приладом залежно від величини навколишнього тиску (висоти польоту). Перевірити цей параметр можна лише у лабораторії за допомогою стаціонарних установок, що мають у своєму складі барокамери. Тим не менш, перевірка кисневого обладнання безпосередньо на літаку має першорядне значення. Вихід приладу з ладу з невідповідності нормам процентного вмісту кисню в киснево-газовій суміші, що подається, менш ймовірний, ніж відмова його в роботі з інших причин.
5. Що стосується конструкції та роботи приладів, манометрів кисню, масок, гермошоломів, шлангів, компенсуючого одягу і пристроїв, що входять до комплектів кисневого обладнання, то всі вони більшою чи меншою мірою являють собою замкнуті обсяги або частину загального обсягу, відокремленого від зовнішньої атмосфери поверхнями та системою клапанів.
Нормальність режиму роботи цих об'єктів залежить в основному від надійності ізоляції внутрішнього об'єму їх від зовнішньої атмосфери або доданого дозованого з'єднання їх з атмосферою через клапани.
Залежно від способу зберігання кисню на літаках застосовують системи з використанням газоподібного чи рідкого кисню.
Застосування рідкого кисню дозволило в 5-6 разів зменшити масу та габарити ємностей для зберігання кисню. Разом з тим ускладнилися умови його зберігання та експлуатації кисневих систем, оскільки рідкий медичний кисень, що знаходиться в контейнерах внаслідок низької температури та постійного припливу тепла ззовні, безперервно випаровується, і тому необхідно поповнювати його запас до вильоту літака.
Сучасні ємності для зберігання рідкого кисню виконані за принципом сосуда Дюара і скорочено позначаються КПЖ (кислородный прибор жидкостной - рос.). Між стінками його зовнішнього та внутрішнього сосуду є значна вакуумна ізоляція, що запобігає інтенсивному випаровуванню рідкого кисню.
На пасажирських літаках використовуються системи з використанням тільки газоподібного кисню. Газоподібний кисень зберігається в балонах, і в залежності від його тиску системи поділяються на кисневі системи високого тиску з максимальним значенням до 15 МПа (150 кг·см2) і системи низького тиску - до 3 МПа (30 кг·см2).
За способом подачі кисню кисневі прилади поділяються на прилади з безперервною та періодичною подачею, а залежно від призначення - на стаціонарні, переносні та парашутні.
Прилади з безперервною (струменевою) подачею кисню під маску зручні в користуванні і створюють мінімальний опір вдиху. Однак вони характеризуються великою витратою кисню і невеликою висотністю застосування через те, що маска негерметично прилягає до обличчя людини. Принцип безперервної подачі кисню покладено основою переносних, парашутних і стаціонарних приладів колективного користування пасажирами.
Переносні прилади використовуються тими пасажирами, які за станом здоров'я відчули необхідність у кисневому живленні. Такими ж приладами можуть користуватися і члени екіпажу у разі необхідності виконання робіт подалі від робочих місць.
На деяких пасажирських літаках замість застосування переносних приладів встановлюються стаціонарні прилади колективного користування.
Парашутні прилади слугують задля забезпечення живлення киснем членів екіпажу при аварійному покиданні літака. Вони можуть бути також використані як резервні джерела кисню при виході з ладу стаціонарного приладу.
На рисунку 1 показана схема парашутного кисневого приладу КП27М. Місткістю для зберігання кисню служить батарея балончиків. Батарея заповнюється киснем через зарядний штуцер 4. Тиск контролюється манометром МК14М.
Рисунок 1 - Принципова схема приладу КП-27М:
1 - батарея балончиків. 2 - додатковий балончик; 3 - капілярна трубка; 4 - зарядний штуцер; 5 - запірно-пусковий пристрій; 6 - шпилька; 7 - чека; 8 - важіль; 9 - шток; 10 - пружина; 11 - кронштейн; 12 - прокладка: 13, 14 - штовхачі; 15 - клапан; А – порожнина низького тиску; Б - канал до пневмосистеми компенсуючого костюма
Прилад автоматично вмикається в момент катапультування. Об'єднаний роз'єм, встановлений на кріслі, розкривається тросом, що прикріплений до підлоги. Верхня колодка роз'єму йде разом із пілотом. Зворотні клапани, розташовані у штуцерах верхньої колодки, перекривають усі комунікації та ізолюють органи дихання від навколишньої атмосфери.
У момент розкриття об'єднаного роз'єму тросик 12 висмикується з отвору шпильки 6 пускача 7, звільняючи від стопоріння важіль 8 і шток 9. Шток під дією пружини переміщується і відкриває запірнопусковий клапан 5. Кисень через капілярну трубку 3, батареї балончиків і додаткового балончика 2. Потім кисень по каналу Б надходить у кисневу маску і пневмосистему компенсуючого костюма.
При відмові стаціонарного кисневого приладу або при витраті бортового запасу кисню можливе ручне вмикання приладу КП27М. Для цього необхідно різко потягнути ручку.
Робочі місця екіпажів літаків обладнуються стаціонарними приладами з періодичною подачею кисню під герметичну маску або гермошлем. Вони автоматично забезпечують необхідний об'ємний вміст кисню залежно від висоти польоту, володіючи великою економічністю та висотністю застосування. Основний недолік таких приладів - значний опір при вдиху, що ускладнює процес дихання і потребує певних навичок користування приладом.
Найбільш простим способом захисту від гіпоксії є подача збагаченої киснем газової суміші чи чистого кисню через кисневу маску (КМ). Кисневі маски служать для підведення кисню (або киснево-повітряної суміші) безпосередньо до органів дихання та ізоляції від навколишньої атмосфери. Вона являє собою гумовий ковпачок фігурної форми, що щільно прилягає до обличчя людини. До маски по шлангу підводиться кисень або збагачене киснем повітря. На висотах понад 12 км необхідно дихання чистим киснем під надмірним тиском відносно атмосферного тиску pH.
По конструкції вони поділяються на маски відкритого та закритого типу.
Кисневі маски відкритого типу
Маски відкритого типу призначені для пасажирських літаків. Їхня головна перевага – простота конструкції та зручність поводження з маскою. На рис. 2 показано схему кисневої маски КМ-19 з додатковою ємністю-мішком, що застосовується в комплекті з кисневим приладом колективного користування КП-32 (для 20 осіб) на пасажирських літаках. Маска КМ-19 працює в такий спосіб.
Кисень подається безперервним потоком по тонкому шлангу 7 і перфорованої трубки 6 дихальний (гумовий) мішок 5. Цей мішок широким патрубком 4 з'єднаний з корпусом маски 1. При видиху початкова порція повітря, збагачена киснем, наповнює мішок 5; решта повітря, що видихається, насичене вуглекислотою, випускається через два клапани видиху 3. У момент вдиху людина спочатку вдихає весь вміст мішка з наступним додатковим підведенням кисню з приладу. Таким чином, мішок зменшує опір вдиху і дозволяє скоротити витрати кисню. Для підгонки корпусу маски по переніссю служить дротяна дужка 2, а довжина кріплення маски на голові - тасьма 8.
Рисунок 2 - Киснева маска КМ-19 із додатковою ємністю:
1 – корпус маски; 2 – дротяна дужка; 3 – клапан видиху; 4 – патрубок; 5 – дихальний мішок; 6 – трубка; 7 – шланг подачі кисню; 8 – тасьма кріплення
Кисневе обладнання пасажирського літака забезпечує подачу дихальної суміші за наступною схемою:
- до 9 км – суміш О2 та атмосферне повітря;
- на висотах 9 ... 12 км - чистий О2 з невеликим надлишковим тиском;
- на висотах понад 12 км - чистий О2 з надлишковим тиском, що зростає з висотою польоту.
Переваги: зручні в експлуатації, мають малий опір на вдиху, постійний склад дихальної суміші навіть за нещільного прилягання маски.
Недоліки: велика непродуктивна витрата кисню. На сучасних пасажирських літаках можливе швидке надягання маски, так як у разі падіння тиску в кабіні маска автоматично викидається з комірки, розташованої під стелею кабіни, і повисає на своєму шлангу перед пасажиром.
Кисневі маски закритого типу у свою чергу поділяються на маски без надмірного та з надлишковим тиском.
КМ без надлишкового тиску (рис. 3) по конструкції прості: корпус маски з обтюратором 1, клапани вдиху 2 та видиху 4. Під маскою підтримується тиск навколишнього середовища і тому в негерметичних кабінах вони можуть використовуватися льотчиками при польотах на висотах до 12 км та в аварійних умовах короткочасно – до 13,5 км.
Принципова схема маски з надлишковим тиском та загальний вигляд показані разом із захисним шоломом на рис. 4.
Кисень надходить у маску під час вдиху через гофрований шланг та клапан вдиху. Останній складається з гумового клапана тарілчастої форми і пластмасового сідла.
 |  |
| Рисунок 3 - Схема влаштування кисневої маски без надмірного тиску: 1 – корпус маски з обтюратором; 2 – клапан вдиху; 3 – шланг; 4 – клапан видиху | Рисунок 4 - Схема влаштування кисневої маски з надлишковим тиском: 1 – жорсткий каркас КМ; 2 – каска ЗШ; 3 – пневмокамера, що забезпечує притягування маски до обличчя під час створення у ній надлишкового тиску; 4 – замок кріплення маски до ЗШ; 5 – трубка для підведення кисню з-під маски камеру 3; 6 – компенсований клапан видиху; 7 – трубка до джерела компенсуючого протитиску |
Клапан видиху призначений для видалення газової суміші, що видихається, як при відсутності, так і за наявності надлишкового тиску в масці. Для цього пелюстковий клапан видиху підтискається до свого сідла гумовим клапаном-мембраною 6, внутрішня порожнина якого трубочкою 7 з'єднується з лінією вдиху або регулятором тиску маски. Коли на висотах більше 12 км в маску надходить кисень з надлишковим тиском, той же тиск діє зсередини клапана-мембрани 6, врівноважує тиск масці, і клапан не може мимовільно відкриватися. Тим більше, він буде закритий під час вдиху, коли в масці знижується тиск.
При видиху тиск у масці підвищується, клапан-мембрана 6 відходять від сідла і суміш, що видихається через вікна в корпусі клапана видаляється в атмосферу. Для більш герметичного прилягання маски в обличчя служить компенсатор натягу 3, закріплений на шоломі. При створенні надлишкового тиску масці гумові камери компенсатора роздмухуються і натягують тасьму кріплення маски 4.
Переваги: автоматичне підтримання заданого відсоткового вмісту кисню залежно від висоти, економічні, використовуються як льотний протигаз.
Недоліки: значний опір на вдиху, складність експлуатації. Застосування різних масок визначається як сумішовим складом дихальної суміші, так і тиском її подачі: на висоті до 9 км дихальна суміш без надлишкового тиску зі збільшенням вмісту кисню до 100%; на висотах 9 ... 12 км подача кисню під маску здійснюється під невеликим надлишковим тиском для виключення підсмоктування навколишнього повітря; на висотах понад 12 км подача кисню повинна здійснюватися під тиском, що зростає по висоті.