Устройство системы обогрева кабин и салонов летательного аппарата

 

Изобретение относится к области электрообогревательной техники и предназначено для панельного обогрева транспортных средств, в частности летательных аппаратов, а также для местного обогрева пассажирских кресел и подножного пространства. Устройство системы обогрева содержит электронагревательные элементы для обогрева облицовки кабин, бортов, потолочной части и кресел для членов экипажа и пассажиров. Новым является то, что каждый электронагревательный элемент составлен из двух стекловидных полотнищ: нижнего, на котором нанесена змеевидная токопроводящая тепловыделяющая дорожка из термостойкой токопроводящей полимерной композиции ТТПК-4, характеризующейся отрицательным температурным коэффициентом электрического сопротивления, и верхнего - изолирующего. Электронагревательные элементы устанавливаются под чехлами спинок и подушек сидений, в декоративных чехлах подножных ковриков, в облицовке кабин, бортов и потолочной части. Каждый электронагревательный элемент подключен к бортовой системе электроснабжения. Подача электроэнергии в систему обогрева осуществляется из кабины экипажа, с индивидуальным регулированием интенсивности обогрева каждого кресла и подножной зоны. Для генерирования дополнительной электроэнергии внешняя поверхность обшивки агрегатов летательного аппарата, ометаемая и электризуемая встречным потоком воздуха, покрыта изоляционным лаком, поверх слоя которого нанесены связанные с электронагревательными элементами змеевидные дорожки из токопроводящей эмали. Техническим результатом является улучшение эргономики транспортных средств и оптимизация расхода электроэнергии. 1 з.п ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам обогрева кабин и салонов самолета.

Известны два основных способа поддержания оптимальной температуры в кабине самолета: - конвективный обогрев, когда теплый воздух подводится непосредственно вовнутрь ее; - панельный обогрев, основанный на теплопередаче через стенку кабины.

В качестве прототипа принят панельный обогрев, применяемый для обогрева самолетов любых типов независимо от величин их внутренних объемов.

Система обогрева кабины или салона осуществляется путем теплопередачи через их стенки. Этот способ известен также как панельный. При нем отбираемый от компрессоров двигателей воздух проходит через систему регулирования температуры, глушитель шума и увлажнитель воздуха, а затем через коллекторы равномерно распределяется по панелям и проходит по каналам, образованным соседними шпангоутами, теплоизоляционным слоем и внутренней декоративной обшивкой. Охлажденный в результате отдачи тепла панелям воздух собирается в потолочных каналах, а затем через жалюзи ниспадающим потоком поступает в кабину или салон. При этом происходит дополнительный их обогрев вследствие конвективного теплообмена. Воздух из кабины или салона отводится заборниками под пол и далее через автоматические регуляторы давления в атмосферу. Поддержание оптимального температурного режима в кабине или салоне самолета обеспечивается автоматически регуляторами температуры. Недостаток - отбор воздуха от компрессора двигателя снижает мощность последнего.

Зарубежным аналогом заявленного технического решения может служить накладка на автомобильное сидение с электроподогревом (производство Гонконг, стоимость одной накладки 20 долларов США). Накладка на подушку сидения или на спинку кресла обеспечивает подогрев кресла до 15^o за 90 с при подключении в гнездо прикуривателя с помощью универсального штекера - 12 В. 3атраты электроэнергии как у магнитолы. Недостаток - высокая стоимость одной накладки (20 долларов США); невысокая температура подогрева.

Сущность заявленного технического решения состоит в образовании системы обогрева, содержащей следующие узлы: - облицовка бортов и потолка, содержащая нагревательный элемент в виде змеевидной токопроводящей тепловыделяющей дорожки; - накладки на подушку сидения и спинку кресла, содержащие нагревательный элемент того же типа; - подножные коврики с нагревательным элементом, указанным выше.

Нагревательные элементы облицовки, накладок и коврика могут быть подключены к бортовой системе электроснабжения. Подача электроэнергии в систему обогрева осуществляется из кабины экипажа.

Для образования змеевидной дорожки нагревательного элемента применена термостойкая токопроводящая полимерная композиция ТТПК-4 (по ТУ 245-35), созданная на кафедре полимеров Московского Университета прикладной биотехнологии. ТТПК-4 может быть нанесена на поверхность краскопультом, наливом или напылением в электростатическом поле. Ее характеристики следующие: Адгезия пленки - 2 по ГОСТ 15140-78.

Стойкость пленки к резким перепадам температуры от -60 до +150^oС (в циклах) - 50.

Удельное объемное сопротивление - 1,5•10^-2 Ом• м.

Твердость пленки по маятниковому прибору типа М-3 - 0,5.

Прочность пленки при ударе по прибору У-1А не менее 30 по ГОСТ 4765-73.

ТТПК-4 может нагреть покрытую ею поверхность при напряжении 220 В до температуры 310÷320^oС (проверено на лабораторных образцах, хранящихся в проблемной лаборатории Московской Академии прикладной биотехнологии).

В качестве материала для образования электроизолирующего слоя предусмотрен электроизолирующий покрывной лак УР-9130, выпускаемый по ТУ-10-577-75.

Адгезия пленки - 2 балла.

Электропрочность - не менее 75 кВ/мм.

Термопластичность пленки при 150^oС - не менее 150 ч.

Стойкость к маслу - 24 часа.

Материал ТТПК-4 обладает отрицательным температурным коэффициентом электрического сопротивления.

Заявленное техническое решение обладает преимуществами перед избранными прототипами, такими как: - техническая простота образования нагревательного элемента; - минимальный вес системы; - возможность достижения необходимой интенсивности теплоизлучения;
- на каждом кресле предусмотрены средства регулирования температурного режима подогрева;
- экономичность системы в части потребления электроэнергии;
- невысокая стоимость системы.

Графическое пояснение к описанию приведено на фиг. 1 и 2, где фиг.1 - иллюстрация обогрева места пилота по предлагаемому; фиг.2 - иллюстрация обогрева места пилота по предполагаемому.

Показаны следующие позиции:
1 - нижнее полотнище стеклоткани с нанесенной на его поверхности змеевидной тепловыделяющей дорожкой;
2 - верхнее полотнище стеклоткани.

3 - змеевидная токопроводящая тепловыделяющая дорожка;
4 - чехол подножного коврика;
5 - чехол спинки кресла;
6 - чехол подушки кресла;
Полотнища 1 и 2 склеены между собой таким образом, чтобы дорожка 3 оказалась между ними. Позиции 1, 2, 3 образуют нагревательный элемент. На кресле нагревательный элемент установлен под чехлами 5 и 6. В подножном коврике нагревательный элемент помещен в декоративном чехле 4.

Змеевидная тевловыделяющая дорожка 3 подсоединяется к жгутам системы электроснабжения самолета с помощью, например, прямоугольных шайб, контактирующих с дорожкой 3, при обеспечении надежного контакта. При пропускании электрического тока через змеевидную дорожку 3 выделяется тепловая энергия. Интенсивность обогрева каждого кресла и подножной зоны может регулироваться индивидуально. Нагрев поверхностей, контактирующих с телом человека (членов экипажа или пассажиров), - не более чем 40^oС. Нагрев облицовки бортов и потолка - до 70^oС. Управление интенсивностью нагрева облицовок осуществляется из кабины экипажа.

Заявленное устройство обогрева может питаться как от бортовой системы электроснабжения, так и от источника постоянного тока, образованного на наружной поверхности обшивки агрегатов планера летательного аппарата. При этом использовано то обстоятельство, что ометаемые встречным потоком воздуха поверхности электризуются, и для того чтобы наружная поверхность обшивки заработала в качестве источника постоянного тока, необходимо, чтобы заряды статического электричества под действием абсолютного потенциала самолета, величина которого составляет 10⁵, 10⁶ В, были отведены в нагревательные элементы системы обогрева кабин и салонов летательного аппарата.

Внешний источник электрической энергии устроен следующим образом. Поверхности агрегатов планера, которые во время полета ометаются встречным потоком воздуха, покрыты электроизолирующим лаком, а поверх слоя изоляции нанесены с помощью токопроводящей эмали марок АК-928 или АК-562 змеевидные дорожки, связанные с электронагревателями.

Планер самолета, преодолевающий в полете встречный поток воздуха, может рассматриваться как ветроэлектростанция, мощность которой может обеспечить нужды обогрева кабин и салонов и других систем летательного аппарата.

Источники информации
1. Пассажирский самолет Бе-30. Техническое описание, книга II, часть 1У "Система отопления и вентиляции, противообледенительное устройство".

2. Самолет Бе-103. Инженерная записка.

3. Оборудование самолетов. А. П. Волкоедов, Э.Г. Паленый. - М.: Машиностроение, 1980 г.

5.ТУ 245-35 на ТТПК-4.

6. Журнал "Изобретатель и рационализатор", 81-1; 83-12.

7. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 1462673.

8. Источник информации АО "Спектр ЛТД", телефон [phone].

Формула изобретения

1. Устройство системы обогрева кабин и салонов летательного аппарата, содержащее электронагревательные элементы для обогрева облицовки кабин, бортов, потолочной части и кресел для членов экипажа и пассажиров, отличающееся тем, что каждый электронагревательный элемент составлен из двух стекловидных полотнищ: нижнего, на котором нанесена змеевидная токопроводящая тепловыделяющая дорожка из термостойкой токопроводящей полимерной композиции ТТПК-4, характеризующейся отрицательным температурным коэффициентом электрического сопротивления, и верхнего - изолирующего; электронагревательные элементы установлены под чехлами спинок и подушек сидений, в декоративных чехлах подножных ковриков, в облицовке кабин, бортов и потолочной части, каждый электронагревательный элемент подключен к бортовой системе электроснабжения, подача электроэнергии в систему обогрева осуществляется из кабины экипажа, при этом имеется возможность индивидуального регулирования интенсивности обогрева каждого кресла и подножной зоны.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для генерирования дополнительной энергии для питания электронагревательных элементов кабины и салона внешняя поверхность обшивки агрегатов летательного аппарата, ометаемая и электризуемая встречным потоком воздуха, покрыта изоляционным лаком, поверх слоя которого нанесены связанные с электронагревательными элементами змеевидные дорожки из токопроводящей эмали марок АК - 928 или АК - 562.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2