Классификация противообледенительных систем

Электротепловые системы могут быть постоянно или периодически (циклически) нагреваемыми. Циклические системы разрешают льдообразование в допустимых пределах и должны обеспечивать полное удаление льда за один цикл. Системы с постоянным нагревом применяют обычно для защиты агрегатов, требующих небольшой мощности, или там, где по условиям работы на защищаемых поверхностях не допускается льдообразование (например, воздухозаборники двигателей).

При циклическом нагреве вся защищаемая от обледенения поверхность делится на несколько секций, состоящих из нагревательных пакетов. Каждая секция посредством специального устройства (программного механизма) на некоторое время подключается к источникам энергии, а затем нагрев ее прекращается. При таком нагреве значительно экономится электрическая энергия, так как на режиме остывания на защищаемой поверхности образуется небольшой слой льда, резко уменьшающий снятие тепла с поверхности набегающим потоком воздуха.

При циклическом обогреве энергия расходуется на таяние только незначительной части льда, необходимой для нарушения сцепления отложившегося льда с защищаемой поверхностью. В дальнейшем оттаявший лед уносится набегающим потоком воздуха. Лед должен сбрасываться достаточно быстро. Это условие особенно строго необходимо выполнять для воздушных винтов ТВД или ПД, так как обледенение лопастей приводит к увеличению их сопротивления и снижению несущих свойств. Кроме того, асимметричное сбрасывание льда приводит к разбалансировке винта и увеличению вибраций. Для быстрого и полного сбрасывания льда с лопастей необходимо применять весьма большие удельные мощности при возможно меньшем времени обогрева. При условии одновременного сброса льда по всей длине лопасти желательно удельную мощность обогрева изменять от максимального значения у корня до минимального на конце лопасти.

Для защиты силовых установок от обледенения, кроме отмеченных выше, могут применяться следующие тепловые системы:

- с обогревом защищаемых поверхностей маслом. Этот способ аналогичен обогреву горячим воздухом, однако конструктивно значительно сложнее. В настоящие время он применяется для защиты от обледенения отдельных элементов ТВД (например, ребер лобового картера). Система не находит широкого распространения вследствие ограниченного запаса тепловой энергии;

- с обогревом лопаток ротора компрессора двигателя вихревыми токами (токами Фуко). Система может быть применена в случае стальных лопаток и некоторых конструктивных изменений ступеней компрессора.

На некоторых типах летательных аппаратов для защиты воздушных винтов от обледенения применяют жидкостную систему противообледенения, основанную на принципе смачивания поверхностей, подверженных обледенению, специальными жидкостями. Некоторые из этих жидкостей препятствуют сцеплению капель воды и кристаллов льда с защищаемой поверхностью, другие растворяют кристаллы льда, образуя состав с более низкой температурой замерзания, чем температура наружного воздуха. Указанный способ защиты вследствие существенных недостатков (большой расход жидкости, малая эффективность из-за неполного смачивания защищаемых поверхностей, пожарная опасность) не получил широкого распространения.

Для защиты от обледенения вращающихся деталей силовой установки (например, воздушных винтов) разрабатывают специальные кремнийорганические соединения, которые имеют небольшую силу сцепления со льдом. Благодаря этому ледяная корка, достигая определенной толщины, сбрасывается с защищаемых поверхностей центробежной силой. Предполагается, что и на неподвижных поверхностях летательного аппарата (крыло, хвостовое оперение и т. п.) при помощи указанных покрытий в комбинации с подогревом можно достигнуть снижения потребной мощности тепловых систем.

Статьи по теме:

Характеристика различных видов дозы излучения
Разные виды излучения затрачивают различное количество энергии при излучении одной и той же массы материала. Поэтому для обеспечения возможности измерения энергии различных излучений принята экспозиц ...

Экономический анализ
Расчет экономических показателей для СХУ производится по корреляционным зависимостям, разработанным в 1985 году профессорами А. И. Константиновым и Л. Г. Мельниченко. С тех пор прошло 18 лет и эти фо ...

Минусы Стирлингов
- Поскольку сгорание топлива происходит вне двигателя, а отвод тепла осуществляется через стенки радиатора (напомним, что Стирлинги имеют замкнутый объем) габариты двигателя увеличиваются. - Еще один ...