Система кондиционирования сверхзвукового летательного аппарата

 

Изобретение относится к системам кондиционирования сверхзвукового летательного аппарата. Целью изобретения является повышение эффективности работы системы и снижения ее веса. Система состоит из разомкнутого воздушного контура, содержащего последовательно соединенные между собой компрессоры 4 двигателей, теплообменник 3 и гермокабину 5 летательного аппарата, и замкнутого воздушного контура, включающего последовательно связанные между собой гермоотсек 5, вентилятор, и теплообменник 2. В систему введен контур охлаждения, включающий последовательно установленные теплоизолированный резервуар 1 со сжиженным переохлажденным углеводородом, пропаном, теплообменники 2, 3, включенные в воздушные контуры, и двигатели, сжигающие использованный пропан. 1 ил.

Изобретение предназначено для обеспечения заданных параметров атмосферы в герметической кабине экипажа и в герметических отсеках оборудования сверхзвукового летательного аппарата. Наиболее близким техническим решением является система кондиционирования, состоящая из разомкнутого воздушного контура, включающего компрессоры двигателей, теплообменники и гермокабину летательного аппарата, и замкнутого воздушного контура, содержащего гермоотсек, вентилятор и теплообменник. Эффективность таким систем падает с увеличением высоты и скорости полета и при больших высотах (H > 20 км) и больших сверхзвуковых скоростях (М ≥ 2,8) такие системы становятся непригодными. Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работы системы кондиционирования, уменьшение ее веса. Указанная цель достигается тем, что система, состоящая из разомкнутого воздушного контура, содержащего последовательно соединенные между собой компрессоры двигателей, теплообменник и гермокабину летательного аппарата, и замкнутого воздушного контура, включающего последовательно связанные между собой гермоотсек, вентилятор и теплообменник, снабжена контуром охлаждения, представляющим собой последовательно установленные теплоизолированный резервуар со сжиженным переохлажденным углеводородом, например, пропаном, теплообменники, включенные в воздушные контуры, и двигатели сжигающие использованный пропан. Предлагаемая система схематически изображена на чертеже. Система состоит из следующих основных частей. Теплоизолированного резервуара 1, в котором хранится сжиженный переохлажденный углеводород. Резервуар 1 выполнен в виде цилиндра со сферическими днищами. Теплообменников (испарителей) 2 и 3, предназначенных соответственно для охлаждения вентиляционного воздуха и воздуха, отбираемого от компрессоров 4 двигателей, соединенных трубопроводом с резервуаром 1. Гермоотсека 5 и гермокабины 6, которые вентилируются с помощью воздуха замкнутого вентиляционного контура, а компенсация утечек воздуха и поддержание потребного давления воздуха в них обеспечивается за счет воздуха, отбираемого от компрессоров двигателей. Гермоотсеки 5 и 6 соединены трубопроводами с теплообменниками 2 и 3. Форсунок в двигателях 7, предназначенных для сжигания газообразного топлива и соединенных трубопроводами с испарителями 2 и 3. Вентилятора 8 с приводом, обеспечивающего циркуляцию воздуха в замкнутом контуре "гермоотсеки, теплообменник-гермоотсеки". Устройств 9 и 10, регулирующих подачи сжиженного переохлажденного углеводорода потребителям (теплообменникам 2 и 3) и расположенных на резервуаре 1. Устройств 11 и 12, обеспечивающих вместе с устройствами 9, 10, автоматическое поддержание заданных параметров воздуха в гермоотсеке и гермокабине и расположенных в гермоотсеках 5 и 6. Система работает следующим образом. Сжиженный переохлажденный углеводород (пропан и др. ) из резервуара 1 в количестве, определяемым регулирующими устройствами 9 и 10 поступает по трубопроводам в теплообменники 2 и 3. Теплообменники 2 и 3 имеют устройства для поддержания заданного уровня жидкости в них. После нагрева до температуры кипения и испарения углеводород в газообразном виде из испарителей 2 и 3 поступает в камеры сгорания двигателей 7, где используется как высококалорийное топливо (теплотворная способность пропана выше теплотворной способности керосина). Гермоотсек 5 и гермокабина 6 соединены трубопроводами с компрессорами 4 двигателей и с замкнутым вентиляционным контуром, состоящим из вентилятора 8 с приводом и теплообменника 2. Вентилятор 8 забирает воздух из гермоотсека 5 и гермокабины 6 и прогоняет его через теплообменник 2, где он охлаждается и в холодном виде вновь поступает в гермоотсек и гермокабину. Для поддержания в гермоотсеке 5 и гермокабине 6 требуемого давления воздуха и компенсации утечек из них, от компрессоров 4 двигателей отбирается соответствующее количество воздуха. Этот воздух предварительно охлаждается в теплообменнике 3, а затем по трубопроводам поступает в гермоотсек 5, гермокабину 6 и в скафандры членов экипажа, на их наддув и вентиляцию. Устройства 11 и 12 вместе с устройствами 9 и 10 автоматически поддерживают заданные параметры воздуха в гермоотсеке 5, гермокабине 6 и в скафандрах членов экипажа. Давление воздуха в гермоотсеке и гермокабине 6 выше давления в тракте хладагента, поэтому в случае повреждения теплообменников 2 и 3, попадание хладагента в гермоотсеки исключается. (56) Авторское свидетельство СССР N 201104, кл. В 64 D 13/00, 1965.

Формула изобретения

СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ СВЕРХЗВУКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, состоящая из разомкнутого воздушного контура, содержащего последовательно соединенные между собой компрессоры двигателей, теплообменник и гермокабину летательного аппарата, и замкнутого воздушного контура, включающего последовательно связанные между собой гермоотсек, вентилятор и теплообменник, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности в работе системы и снижения ее веса, она снабжена контуром охлаждения, представляющим собой последовательно установленные теплоизолированный резервуар со сжиженным переохлажденным углеводородом, например, пропаном, теплообменники, включенные в воздушные контуры, и двигатели, сжигающие использованный пропан.

РИСУНКИ

Рисунок 1