Система термостатирования для летательного аппарата

 

Изобретение относится к авиационному оборудованию, в частности к устройствам для кондиционирования воздуха, подаваемого в гермокабины и негерметичные отсеки летательного аппарата. Цель: повышение эффективности термостатирования и экономичности за счет ограничения отбора воздуха на минимально необходимом уровне. В систему, содержащую регуляторы температуры, установленные в гермокабинах, исполнительные механизмы которых установлены в соответствующих распределительных ветвях линии подмеса горячего воздуха, регулятор расхода, охлаждающее устройство, блок сравнения, вычислители теплопритоков, датчик температуры и задатчик температуры в гермокабинах, датчики температуры в трубопроводе, введен блок анализа. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к авиационному оборудованию, в частности к конструктивным особенностям устройств для кондиционирования воздуха, подаваемого в гермокабины и негерметичные отсеки летательного аппарата.

Известна система [1], содержащая блоки регулирования в трех магистралях питания гермоотсеков между соответствующими отсечными устройствами и обратными клапанами, связанные между собой линии горячего воздуха с обратными клапанами, линию кольцевания, три управляемых запорных крана.

Наиболее близким техническим решением является система термостатирования воздуха для летательного аппарата, имеющая регулятор расхода в линии горячего и охлажденного воздуха, соединенные через распределительные ветви холодного воздуха с гермокабинами, регулятор температуры охлажденного воздуха с датчиком и заслонкой, и регуляторы температуры воздуха в гермокабинах, чьи датчики установлены в ветвях холодного воздуха, а исполнительные механизмы в ветвях горячего воздуха, охлаждающее устройство в линии охлажденного воздуха, например теплообменник, охлаждаемый атмосферным воздухом, блок сравнения и вычислители теплопритоков, входы которых соединены с датчиками и задатчиками температуры воздуха в соответствующих гермокабинах, а выходы подключены как к регуляторам температуры воздуха в соответствующих гермокабинах, так и к одному из входов сравнения, и сигналы с выходов вычислителей теплопритоков одновременно поступают на вход блока сравнения и на соответствующие регуляторы температуры воздуха в гермокабинах, причем последние и все связанные с этими регуляторами элементы, а также ветви горячей и холодной линии идентичны, число их равно числу гермокабин [2].

Современный уровень развития техники предъявляет все более высокие требования к экономичности, надежности и эффективности работы систем. В частности, немалую роль здесь играют количество отбираемого для охлаждения воздуха и величина компенсирующего теплопритока.

Основным недостатком указанной системы является возможность возникновения установившегося режима работы, при котором неоправданно большой подмес воздуха из ветвей горячей линии должен компенсироваться увеличенной холодопроизводительностью охлаждающего устройства. Такая ситуация возникает вследствие того, что сигналы с входом вычислителей теплопритоков одновременно поступают на вход блока сравнения, а следовательно, и на заслонку в охлаждающем устройстве, на соответствующие регуляторы температуры воздуха в гермокабинах, которые управляют своими исполнительными механизмами. Указанные исполнительные механизмы при этом занимают необходимое промежуточное положение, из-за чего постоянно возникают установившиеся режимы, при которых через исполнительные механизмы из линии горячего воздуха поступают дополнительные теплопритоки, которые затем должны компенсироваться увеличением холодопроизводительности охлаждающего устройства, что является неэкономичным и неэффективным.

Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности за счет ограничения отбора воздуха на минимально необходимом уровне.

Это достигается тем, что система термостатирования для летательного аппарата, содержащая регуляторы температуры в нескольких изолированных гермокабинах, исполнительные механизмы которых установлены в соответствующих распределительных ветвях линии подмеса горячего воздуха, соединенной с выходом регулятора расхода перед охлаждающим устройством, блок сравнения и вычислители теплопритоков, связанные с датчиками и задатчиками температуры в соответствующих гермокабинах, дополнительно снабжена блоком анализа, состоящим из 2n элементов 2И, одного элемента n ИЛИ и n элементов И-НЕ, причем входы первых n элементов 2И соединены соответственно с выходом "холоднее" регуляторов температуры в гермокабинах и с концевыми выключателями "открытие" исполнительного механизма в линии подмеса горячего воздуха, входы вторых n элементов 2И соединены соответственно с выходом "теплее" регуляторов температуры в гермокабинах и с концевыми выключателями "закрытие" исполнительного механизма в линии подмеса горячего воздуха, а их выходы подключены к входам элемента n ИЛИ, выход которого подключен к одному из входов И блока сравнения, к другим входам которого подключены выходы n элементов И-НЕ, входы которых соединены с выходами первых n элементов 2И, выходы которых подключены также к входам ИЛИ блока сравнения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая система термостатирования для летательного аппарата отличается наличие новых элементов и новых связей между имеющимися и новыми элементами схемы. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "Новизна".

При сравнении предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями, не обнаружены решения, обладающие сходными признаками. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия".

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемой системы термостатирования.

Система термостатирования для летательного аппарата содержит регуляторы 1 температуры воздуха в нескольких изолированных гермокабинах 2. Их исполнительные механизмы 3 установлены в соответствующих распределительных ветвях 4 линии 5 горячего воздуха, соединенной с выходом регулятора 6 расхода перед охлаждающим устройством 7. Вычислители 8 теплопритоков соединены с датчиками 9 и задатчиками 10 температуры в соответствующих гермокабинах 2. Входы регуляторов температуры воздуха связаны с выходами вычислителей 8 и с датчиками 11 температуры, установленными в распределительных ветвях 12 линии 13 подачи холодного воздуха. Заслонка 14 охлаждающего устройства 7 управляется блоком сравнения, подключенного ко всем выходам блока 15 анализа, входы которого соединены с выходами "холоднее" регуляторов 1, подключены к входу "холоднее" блока 16 сравнения, а к входу "теплее" блока 16 подключены остальные выходы блока 15, входы которого соответственно связаны с выходами "теплее" регуляторов 1. Кроме того, второй и последующие входы блока 15 соединены со всеми концевыми сигнализаторами закрытого 17 или открытого 18 положения исполнительных механизмов 3.

Система термостатирования для летательного аппарата работает следующим образом.

В отключенном состоянии системы исполнительные механизмы 3 находятся в закрытом положении.

Отбираемый от системы подготовки или непосредственно от компрессора двигателя воздух через регулятор 6 по линиям 5 и 13 и распределительным ветвям 4 и 12 поступает в гермокабины 2. Термостатирование воздуха в гермокабинах 2 достигается при компенсации поступающих в гермокабины внутренних и внешних теплопритоков теплопритоками, вносимыми в них подаваемым в гермокабины воздухом.

В конкретных условиях на вход вычислителя теплопритоков 8 поступает значение температуры с датчика 9 и задатчика 10. По этому отклонению на выходе вычислителя теплопритоков 8 появляется сигнал, который при заданном расходе подаваемого в гермокабину 2 воздуха соответствует величине вносимого этим воздухом компенсирующего теплопритока. Заданный расход воздуха в каждую гермокабину 2 обеспечивается неизменностью гидравлических характеристик распределительных ветвей 4 и 12 и работой регулятора 6. Регулятор 1 воздуха в гермокабине по сигналам с выхода вычислителя 8 и датчика 11 выдает сигнал на открытие или закрытие механизма 3. При этом блок 15 обрабатывает сигналы со всех выходов регуляторов 1 и с концевых сигнализаторов 17 механизмов 3 и выдает на вход блока 16 сигналы, соответствующие необходимой холодопроизводительности для охлаждающего устройства 7 по каждой гермокабине 2. Блок 16 управляет работой заслонки 14 устройства 7 по сигналам из гермокабины 2 с самой высокой разницей в температуре по отношению к задатчику 10.

Таким образом, охлаждающее устройство 7 вырабатывает холодный воздух в количестве, необходимом для компенсации теплопритоков в указанной гермокабине 2, следовательно подмес горячего воздуха в данную гермокабину не нужен. В оставшихся гермокабинах термостатирование производится непосредственно исполни- тельными механизмами 3 от регуляторов 1. Если в какой-либо гермокабине требуется более холодный воздух, то как только соответствующий механизм 3 закрывается, по сигналам с его концевого сигнализатора 17 и с выхода соответствующего регулятора 1 блока 15 откорректируется работа охлаждающего устройства через блок 16.

Когда необходимость в высокой холодопроизводительности пропадет, блок анализа по сигналам с выходов "теплее" регуляторов температуры 1 выдает сигнал "теплее" необходимой величины на закрытие заслонки 14, т.е. на снижение холодопроизводительности охлаждающего устройства.

Таким образом, использование блока анализа, работающего по сигналам с концевых сигнализаторов крайнего положения и сигналам с регуляторов температуры позволяют ограничить на минимально необходимом уровне отбор воздуха от компрессора двигателя, т.е. повысить экономичность и эффективность термостатирования.

Формула изобретения

1. СИСТЕМА ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащая регуляторы температуры воздуха, установленные в нескольких изолированных гермокабинах, исполнительные механизмы которых установлены в соответствующих распределительных ветвях линии подмеса горячего воздуха, соединенной с выходом регулятора расхода перед охлаждающим устройством, блок сравнения, выходы которого подключены к входам "Открытие" и "Закрытие" исполнительного механизма охлаждающего устройства, а также вычислители теплопритоков, входы которых соединены с датчиками и задатчиками температуры в гермокабинах, выходы вычислителей теплопритоков соединены с первыми входами соответствующих регуляторов температуры, вторые входы которых соединены с выходами датчиков температуры в трубопроводе, причем выходы регуляторов температуры подключены к входам "Открытие" и "Закрытие" исполнительных механизмов линии подмеса горячего воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности термостатирования и экономичности за счет ограничения отбора воздуха на минимально необходимом уровне, в нее дополнительно введен блок анализа, входы которого соединены с выходами "Теплее" и "Холоднее" регуляторов температуры, а также с концевыми выключателями "Открытие" и "Закрытие" исполнительных механизмов линии горячего воздуха, причем выходы блока анализа соединены с входами блока сравнения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок анализа выполнен в виде 2n элементов 2И, одного элемента n ИЛИ и n элементов И - НЕ, причем входы первых n элементов 2И соединены соответственно с выходом "Холоднее" регуляторов температуры в гермокабинах и с концевыми выключателями "Открытие" исполнительного механизма в линии подмеса горячего воздуха, входы вторых n элементов 2И соединены соответственно с выходом "Теплее" регуляторов температуры в гермокабинах и с концевыми выключателями "Закрытие" исполнительного механизма в линии подмеса горячего воздуха, а их выходы подключены к входам элемента n ИЛИ, выход которого подключен к одному из входов И блока сравнения, к другим входам которого подключены выходы n элементов И - НЕ, входы которых соединены с выходами первых n элементов 2И, выходы которых подключены также к входам ИЛИ блока сравнения.

РИСУНКИ

Рисунок 1