СИСТЕМА ОБДУВА ВОЗДУХОМ ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Советский патент 1995 года по МПК G05D23/00 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам охлаждения оборудования летательного аппарата.

Цель изобретения экономия заборного воздуха и повышение надежности.

На фиг. 1 показана структурная схема системы; на фиг.2 функциональная схема блока управления вентиляторами; на фиг.3 функциональная схема блока управления заслонками.

Система обдува воздухом оборудования летательного аппарата содержит теплообменник 1, датчик 2 температуры, компаратор 3, воздуховод 4, вентиляторы 5, 6, электромеханические заслонки 7, 8, 9, сигнализаторы 10, 11, 12 открытого положения заслонок, обратные клапаны 13, пульт 14 управления, блок 15 управления вентиляторами, блок 16 управления заслонками, датчики 17, 18 состояния вентиляторов, блок 19 управления электропитанием и отсек 20 с оборудованием.

Блок 15 управления вентиляторами содержит элемент И 21, элементы ИЛИ 22, 23, ключи 24, 25, элемент И 26 и реле 27 времени.

Блок 16 управления заслонками содержит элементы И 28, 29, ключи 30, 31, 32, 33 и триггеры 34, 35.

Система работает следующим образом. Сигналом включения системы является сигнал включения оборудования летательного аппарата (ЛА), который поступает с выхода пульта 14 на вход блока 15 (см.фиг.1). Кроме того, на второй вход блока 15 приходит сигнал включения генераторов ЛА из блока 19 управления электропитанием. В блоке 15 (фиг.2) сигнал с второго входа этого блока поступает на первый вход, а с пятого входа блока на второй вход элемента ИЛИ 23. С выхода этого элемента сигнал через ключ 25 поступает на второй выход блока и далее на вентилятор 5 и запускает его.

Таким образом, обдув оборудования ЛА включается одновременно с включением самого оборудования или с подключением к сети генераторов, поскольку на борту ЛА может быть оборудование, которое не требует специального включения и подключено непосредственно к шинам питания. Одновременно сигнал включения системы с выхода элемента ИЛИ 23 поступает на реле времени и запускает его. После окончания выдержки времени на выходе реле 27 появляется логическая 1, которая поступает на вход элемента И 26 и вход элемента И 21. Время выдержки реле 27 выбирают больше времени выхода на режим вентилятора 5. Далее обдув оборудования может осуществляться в одном из двух режимов, переключение которых происходит в зависимости от температуры воздуха на выходе из теплообменника 1. Происходит это следующим образом. Температура воздуха на выходе теплообменника измеряется датчиком 2 температуры, сигнал с которого поступает на компаратор 3. В случае, если температура воздуха измеренная датчиком 2, больше некоторой заданной температуры срабатывания компаратора 3, на его прямом выходе появляется логическая 1. На инверсном выходе компаратора 3 будет логический 0. И наоборот, если температура воздуха, измеренная датчиком 2, меньше температуры компаратора 3, то на его прямом выходе появляется логический 0, а на инверсном логическая 1. Порог срабатывания компаратора 3 выбирают таким, чтобы при имеющемся количестве обдуваемого оборудования и известной рассеиваемой им мощности обеспечивался бы оптимальный режим теплообмена между данным оборудованием и охлаждающим воздухом.

Пусть температура воздуха больше температуры срабатывания компаратора 3. Тогда логическая 1 с прямого выхода компаратора 3 поступает на входы блоков 15, 16. В блоке 15 этот сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 22, а через него и ключ 24 на выход блока 15. Далее сигнал поступает на вентилятор 6 и запускает его. Расход воздуха через обдуваемый объем увеличивается, что улучшает теплообмен оборудования в данном объеме. Одновременно сигнал логической 1 поступает на вход блока 16, а затем на вход триггера 34 и переводит его в нулевое состояние (фиг.3). На инверсном выходе этого триггера появляется логическая 1, которая через ключ 33 поступает на четвертый выход блока. Далее этот сигнал поступает на вторые входы заслонок 7, 9. Заслонки открываются. Сигналы их открытого положения поступают с сигнализаторов 10, 12 на первый и третий входы блока 16 соответственно. В блоке 16 эти сигналы поступают на входы элемента И 29 (фиг.3). Этот элемент открывается и своим сигналом переводит триггер 35 в нулевое состояние. Логическая 1 с инверсного выхода этого триггера поступает через ключ 31 на второй выход блока 16. Далее этот сигнал поступает на второй вход заслонки 8. Заслонка закрывается.

Таким образом, в данном режиме работы обдув оборудования осуществляется с наибольшей интенсивностью, и воздух на обдув поступает из герметичного салона ЛА по воздуховодам 4 через заслонку 7, отсек 20 с оборудованием, вентиляторы 5, 6, заслонку 9 и далее в магистраль сброса. Данный режим работы, как правило, используется в наземных условиях.

Пусть далее температура воздуха, измеряемая датчиком 2, снизится ниже температуры срабатывания компаратора 3. Это может быть, например, при взлете ЛА, наборе высоты и крейсерском полете. В этом случае на прямом выходе компаратора 3 будет логический 0, а на инверсном логическая 1. Тогда логический 0 будет на первом входе блока 15 и пятом входе блока 16. В блоке 15 этот сигнал через элемент ИЛИ 22, ключ 24 отключит вентилятор 6. Логическая 1 с инверсного выхода компаратора 3 поступит на вход блока 16. Здесь этот сигнал поступит на вход элемента И 28, вход триггера 35, переводя его в единичное состояние. Логическая 1 с прямого выхода триггера 35 поступит через ключ 30 на первый выход блока и затем на первый вход заслонки 8. Заслонка откроется. Сигнал ее открытого положения с сигнализатора 11 поступит на вход блока 16. Здесь этот сигнал поступит на второй вход элемента И 28. Последний переведет триггер 34 в единичное состояние. Сигнал логической 1 с прямого выхода триггера 34 поступит через ключ 32 на выход блока. Затем этот сигнал поступит на вторые входы заслонок 7 и 9. Заслонки закроются. В этом режиме обдув оборудования производится по замкнутому контуру: теплообменник 1, воздуховоды 4, отсек 20 с оборудованием, обратный клапан 13, вентилятор 5, заслонка 8. Данный режим работы системы называется крейсерским.

Описанное переключение режимов работы системы по сигналам управления обеспечивает последовательное и взаимообусловленное переключение заслонок, включение или выключение вентиляторов и тем самым исключает такой аварийный режим, как одновременное закрытие всех заслонок, приводящий к перегреву оборудования и выходу его из строя.

Далее сигнал о работе вентиляторов формируется датчиками 18, 17. Если какой-либо вентилятор не работает, то на выходе соответствующего ему датчика будет логическая 1. Так, при отказе на крейсерском режиме (т.е. когда не работает вентилятор 5), сигнал логической 1 с выхода датчика 17 поступает на третий вход блока 15. Здесь этот сигнал поступает на входы элементов И 21, 26. Поскольку на другом входе элемента И 21 логическая 1, то сигнал поступает на вход первого элемента ИЛИ 22. Этот сигнал проходит через ключ 24 на выход блока 15 и затем на вентилятор 6. Таким образом, при отказе первого вентилятора на крейсерском режиме включается второй вентилятор, играющий в данном случае роль резервного. Благодаря этому увеличивается надежность системы. В случае отказа двух вентиляторов сигналы с датчиков 17, 18 поступают на третий и четвертый входы блока 15 соответственно, а там на второй и третий входы элемента И 26 соответственно. Этот элемент отпирается и выдает сигнал на третий выход блока 15. Далее сигнал поступает на вход пульта 14, где он используется для формирования информационного сообщения экипажу для принятия решения о продолжении полета.

Таким образом, описанная система позволяет повысить эффективность обдува оборудования ЛА на различных этапах полета. Кроме того, поскольку в крейсерском режиме система работает по замкнутому контуру без отбора воздуха от двигателей, это улучшает газодинамические характеристики двигателей, повышает их КПД, а так как отбор воздуха на обдув в наземном режиме осуществляется из герметичного салона ЛА, а в крейсерском система работает по замкнутому контуру, то это значительно уменьшает скопление пыли и конденсацию влаги на элементах оборудования, что улучшает теплоотдачу оборудования.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам охлаждения оборудования летательного аппарата. Цель изобретения - экономия заборного воздуха и повышение надежности. Для этого в крейсерском режиме обдув оборудования происходит по контуру: теплообменник 1, воздуховоды 4, отсек 20 с оборудованием, обратный клапан 13, вентилятор 5, заслонка 8. Обеспечивается последовательное включение или выключение вентиляторов и благодаря этому исключается режим одновременного закрытия всех заслонок, приводящий к аварийному перегреву оборудования и выходу его из строя. При отказе основного вентилятора 5 включается вентилятор 6. При отказе двух вентиляторов формируется сигнал, поступающий на пульт управления, информирующий экипаж по необходимости принятия решения о продолжении полета. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. СИСТЕМА ОБДУВА ВОЗДУХОМ ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащая пульт управления, блок управления электропитанием, блок управления заслонками, теплообменник с датчиком температуры, подключенным к входу компаратора, а также отсек с оборудованием, связанный входным воздуховодом через первую электромеханическую заслонку с заборной воздушной магистралью, а первым и вторым выходными воздуховодами, в каждом из которых последовательно установлены соответственно первые и вторые обратные клапан и вентилятор, через вторую электромеханическую заслонку с магистралью сброса, при этом первый и второй выходы блока управления заслонками соединены с соответствующими входами управления третьей электромеханической заслонкой, третий и четвертый выходы - соответственно с первыми и вторыми входами управления первой и второй электромеханических заслонок, а первый, второй и третий входы с выходами сигнализаторов открытого положения соответственно первой, второй и третьей заслонок, отличающаяся тем, что, с целью экономии заборного воздуха и повышения надежности, в нее введены блок управления вентиляторами и два датчика состояния вентиляторов, причем инверсный выход компаратора соединен с четвертым входом блока управления заслонками, прямой выход компаратора соединен с пятым входом блока управления заслонками и первым входом блока управления вентиляторами, у которого второй вход подключен к выходу блока управления электропитанием, третий и четвертый входы к выходам соответственно первого и второго датчиков состояния вентиляторов, пятый вход - к выходу пульта управления, а первый и второй выходы к входам включения соответственно первого и второго вентиляторов, третий выход к входу пульта управления, теплообменник и третья электромеханическая заслонка включены последовательно между выходом первой и входом второй электромеханических заслонок. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления вентиляторами содержит два элемента И, реле времени, два ключа и два элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом первого ключа, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второго ключа и с входом реле времени, подключенного выходом к первым входам первого и второго элементов И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а второй вход с вторым входом первого элемента И, причем второй вход первого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ, второй и третий входы первого элемента И и второй вход второго элемента ИЛИ являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока, а выходы первого и второго ключей и выход первого элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления заслонками содержит два триггера, два элемента И и четыре ключа, выход первого содержит два триггера, два элемента И и четыре ключа, выход первого элемента И соединен с входом сброса первого триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, а инверсный выход с управляющим входом второго ключа, вход установки единичного состояния первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, подключенного выходом к входу установки единичного состояния второго триггера, подключенного прямым выходом к управляющему входу третьего ключа, а инверсным выходом к управляющему входу четвертого ключа, причем первый и второй входы первого элемента И, второй и первый входы второго элемента И и вход сброса второго триггера являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока, а выходы первого, второго, третьего и четвертого ключей являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока.