Регулятор температуры в гермокабине маневренного летательного аппарата
Предлагаемое техническое решение касается полезной модели, как объекта промышленной собственности, и относится к авиационному оборудованию, предназначенному для обеспечения жизнедеятельности экипажа и пассажиров летательного аппарата. Известны регуляторы температуры в гермокабине летательного аппарата, содержащие входы для подачи питающего напряжения и приема сигналов от датчика и задатчика температуры, соединенные с мостовой измерительной схемой и релейный усилитель, охваченный инерционной обратной связью, а также вход для приема дополнительного стимулирующего сигнала. Ожидаемый технический результат предполагаемой полезной модели состоит в получении возможности формирования выходных сигналов с условием защиты турбохолодильной машины от превышения допустимых оборотов. Технический результат достигается тем, что он дополнительно содержит соединенные между собой вход частотного сигнала для подключения датчика оборотов турбохолодильника и частотный вычислитель с двумя выходными релейными элементами, выполненными с гистерезисом, на три величины частоты: «опасное»; «допустимое»; «нормальное», а выходные релейные элементы настроены: на срабатывание при частоте «опасное», а на отпускание - первый при частоте «допустимое», второй при частоте «нормальное», при этом нормально закрытый контакт второго релейного элемента включен последовательно в цепь релейный усилитель - выход «холод», нормально открытые контакты обоих релейный элементов включены в цепь вход «питание» - выход «тепло».
Предложение касается полезной модели, как объекта промышленной собственности, и относится к области авиационного оборудования, в частности, к оборудованию системы кондиционирования воздуха летательного аппарата.
Системы кондиционирования воздуха летательного аппарата обеспечивают жизнедеятельность экипажа и создают комфортные условия для пассажиров. Отказы подобных систем приводят к понижению конкурентноспособности летательных аппаратов. Для устранения отказов требуются значительные затраты как финансовые так и временные. Наиболее уязвимой частью таких систем является турбохолодильная машина, работающая на больших оборотах более 40000 об/ мин при резко изменяемых параметрах по давлению и температуре заборного воздуха.
Известен регулятор температуры в гермокабине летательного аппарата [1], который имеет вход для питающего напряжения и входы приема
сигналов от датчика и задатчика температуры в гермокабине, соединенные с мостовой измерительной схемой и трех позиционный релейный усилитель, охваченный инерционной обратной связью, и имеющий два силовых выхода «тепло» и «холод» для связи с приводом регулирующего органа (заслонки), а также вход для приема дополнительного стимулирующего сигнала, например, температуры воздуха подачи.
Недостатком данного регулятора является то, что при значительных отклонениях температуры в гермокабине от заданного значения регулятор подает сигнал на привод регулирующего органа для установки его в одно из крайних положений. При сигнале «холод» заслонка стремится занять положение, обеспечивающее максимальную холодопроизводительность, т.е. при наличии в схеме терморегулирования турбохолодильника старается получить от последнего максимальные обороты, которые могут быть выше допустимых.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту, принятым в качестве прототипа является регулятор температуры в гермокабине летательного аппарата [2]. Регулятор имеет помимо описанных выше входов еще и дополнительный вход, предназначенный для наиболее качественного регулирования. Недостатком данного регулятора является то, что он не содержит элементов, обеспечивающих недопущение выходных сигналов, которые могут привести к отказам турбохолодильника из-за его раскрутки выше допустимых оборотов.
Целью настоящего предложения (ожидаемым техническим результатом) является введение дополнительной функции в процесс регулирования температуры в гермокабине, т.е. обеспечение ограничения выходных сигналов в зависимости от допустимого режима работы турбохолодильника.
Поставленная цель достигается тем, что регулятор дополнительно содержит соединенные между собой вход частотного сигнала для подключения датчика оборотов турбохолодильника и частотный вычислитель в двумя выходными релейными элементами, выполненные с гистерезисом, на три
величины частоты: «опасное», «допустимое», «нормальное», а выходные релейные элементы настроены: на срабатывание при частоте «опасное», а на отпускание - первый при частоте «допустимое», второй при частоте «нормальное», при этом нормально закрытый контакт второго релейного элемента включен последовательно в цепь релейный усилитель - выход «холод», нормально открытые контакты обоих релейных элементов включены в цепь вход «питание» - выход «тепло».
В результате анализа технической и патентной литературы в данной области техники не обнаружено технических решений, которые обладали бы признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа [2]. Следовательно, заявленный объект отвечает требованию «новизна». Заявленная полезная модель является «промышленно приемлемой», что подтверждается нижеследующим описанием со ссылками на чертеж.
На чертеже изображена схема регулятора температуры в гермокабине летательного аппарата. Для пояснение работы на чертеже показана также часть схемы охлаждения воздуха в части работы туброхолодильника.
В гермокабине 1 расположен датчик температуры 2, подключенный ко входу 3 регулятора 4. К другому входу 5 подключен задатчик температуры 6. Совместно датчик 2 и задатчик 6 включены в мостовую схему 7 измерения температуры, которая подключена к преобразователю 8 сопротивление - напряжение. Преобразователь 8 подсоединен к трехпозиционному релейному элементу 9, охваченному инерционной обратной связью (условно не показано), выходы которого соединены с силовым выходом «тепло» 10 и «холод» 11, которые в свою очередь подсоединены к приводу 12 исполнительного механизма заслонки 13. Последняя установлена в тракте рабочего воздуха 14, в котором расположен турбохолодильник 15. Выход турбохолодильника сообщен с гермокабиной 1. На одном валу турбохолодильника 15 расположены вентилятор 16 и датчик оборотов 17. Вентилятор 16 является тормозом для турбохолодильника 15. Датчик оборотов подключен ко входу 18 частотного сигнала регулятора 4. Вход 18 подсоединен к частотному вычислителю 19.
Вычислитель 19 настроен натри выходные релейные величины частотного сигнала, поступающего со входа 18 «опасное»; «допустимое» и «нормальное», что фиксируется выходными релейными элементами 20 и 21, которые выполнены с гистерезисом. Срабатывание элементов 20 и 21 происходит при величине сигнала «опасное», а отпускание для элемента 20 при величине сигнала «допустимое», а элемента 21 при сигнале «нормальное». Нормально открытые контакты 22 и 23 указанных реле 20 и 21 включены последовательно в цепь от входа «питание» 24 к выходу 10, а нормально закрытый контакт реле 21 в цепь релейный элемент 9 - выход 11.
При работе в наземных условиях забортное давление составляет около одной атмосферы. Поэтому при желании получить максимальное охлаждение воздуха, поступающего в гермокабину 1, регулятор 4 выдает сигналы с силового выхода «холод» на исполнительный механизм 12 заслонки 13, которая может открываться до полного открытия. При этом вступает в работу турбохолодильник 15, в котором воздух из тракта рабочего воздуха 14 расширяется и тем самым охлаждается, при этом высвобождается значительная энергия. Последняя через вал поступает на вентилятор, который использует эту энергию, производя работу по перекачке воздуха из одной полости в другую. На высотных режимах забортное давление мало. Поэтому при работе турбохолодильника избыточная энергия приводит к раскрутке турбохолодильника выше величины оборотов «опасное», что может привести к разрушению турбохолодильника.
Маневренный летательный аппарат имеет малое время набора высоты, поэтому требуется защита турбохолодильника от разрушения.
При наземном режиме работы, когда в гермокабине 1 жарко, регулятор 4 требует охлаждения воздуха, т.е. на исполнительный механизм 12 поступают с силового выхода 11 сигналы для открытия заслонки 13. Вступает в работу турбохолодильник 15. Т.к. набор высоты происходит быстро, а гермокабина охлаждается медленно, то может произойти превышение допустимых оборотов выше значения «опасное». С датчика оборотов 17 на вход 18
поступает частотный сигнал, который в частотном вычислителе 19 преобразуется в сигнал, воспринимаемый релейными элементами 20 и 21. Релейные элементы 20 и 21 срабатывают при появлении релейного сигнала «опасное», и отключаются при появлении сигнала «допустимое» для элемента 20 и сигнала «нормальное» для элемента 21.
При срабатывании элементов 20 и 21 появляется цепь подачи напряжения со входа «питание» 24 на силовой выход 10, т.е. на привод заслонки 13, который перемещает ее в сторону закрытого положения. Одновременно блокируется (размыкается) цепь подачи сигналов с трехпозиционного релейного элемента 9 на силовой выход 11 при помощи контакта релейного элемента 21.
Когда обороты турбохолодильника снизятся до значения «допустимые» цепь подачи напряжения со входа 24 могут поступать сигналы на силовой выход 10 с трехпозиционного релейного элемента.
Когда гермокабина 1 прогреется и появится возможность вентилировать кабину воздухом с более высокой температурой, то заслонка 13 под воздействием сигналов с силового выхода 10 прикроется, при этом снизятся обороты турбохолодильника 15 до величины «норма» отпускает релейный элемент 21, тем самым снимается блокировка прохождения сигналов с трехпозиционного релейного элемента 9 на силовой выход 11.
Регулятор температуры 4 будет работать в нормальном режиме (без ограничений).
Таким образом предлагаемый регулятор обеспечивает регулирование температуры в гермокабине маневренного летательного аппарата и обеспечивает защиту турбохолодильника от разрушения.
Источника информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Авторское свидетельство №281182, класс B64d 13/06.
2. Авторское свидетельство №1189034, класс B64d 13/08.
Регулятор температуры в гермокабине маневренного летательного аппарата, содержащий вход «питание» и выходы приема сигнала от датчика и задатчика температуры в гермокабине, соединенный мостовой измерительной схемой, и трехпозиционный релейный усилитель, охваченный инерционной обратной связью, имеющий два силовых выхода «тепло» и «холод» для связи с приводом регулирующего органа (заслонки), отличающийся тем, что он дополнительно содержит соединенные между собой вход частотного сигнала для подключения датчика оборотов турбохолодильника и частотный вычислитель с двумя выходными релейными элементами, выполненные с гистерезисом, на три величины частоты: «опасное»; «допустимое»; «нормальное», а выходные релейные элементы настроены: на срабатывание при частоте «опасное», а на отпускание - первый при частоте «допустимое», второй при частоте «нормальное», при этом нормально закрытый контакт второго релейного элемента включении последовательно в цепь релейный усилитель - выход «холод», нормально открытые контакты обоих релейных элементов включены в цепь вход «питание» - выход «тепло».
