УДК 621.574.041

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ КИСЛОРОДНЫХ СИСТЕМ В АВИАЦИИ

Кокарев Михаил Александрович1, Дзюбенко Олег Леонидович2, Чмутин Евгений Владимирович3, Суязов Дмитрий Сергеевич4
1Военный учебно-научный центр ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), доцент кафедры
2Военный учебно-научный центр ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), канд. пед. наук, доцент, доцент кафедры
3Военный учебно-научный центр ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), курсант
4Военный учебно-научный центр ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), курсант

Аннотация
В статье рассматриваются перспективы использования новых бортовых кислородных систем воздушных судов, позволяющих существенно снизить потребность авиационных частей в наземной технике обеспечения полетов авиации.

Ключевые слова: воздушное судно, кислородная система


PROSPECTS OF APPLICATION OF NEW OXYGEN SYSTEMS IN AIRCRAFT

Kokarev Mikhail Aleksandrovich1, Dzyubenko Oleg Leonidovich2, Chmutin Evgeny Vladimirovich3, Suyazov Dmitriy Sergeevich4
1Military educational-scientific center of air force «The air force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Gagarin» (Voronezh), Associate Professor
2Military educational-scientific center of air force «The air force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Gagarin» (Voronezh), candidate of pedagogical Sciences, associate Professor
3Military educational-scientific center of air force «The air force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Gagarin» (Voronezh), cadet
4Military educational-scientific center of air force «The air force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Gagarin» (Voronezh), cadet

Abstract
The article discusses the prospects of the use of new on-Board oxygen systems of aircraft, can significantly reduce the need for air units in ground equipment flight support aviation.

Keywords: aircraft, oxygen system


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Кокарев М.А., Дзюбенко О.Л., Чмутин Е.В., Суязов Д.С. Перспективы применения новых кислородных систем в авиации // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/04/66530 (дата обращения: 20.11.2016).

Современные воздушные суда (ВС) снабжены разветвленными газовыми системами, играющими жизненно важную роль в обеспечении полетов и боевой деятельности авиации. В настоящее время широкое применение на аэродромах авиации Вооруженных Сил РФ для зарядки (заправки) бортовых газовых систем боевых воздушных судов находят сжатые и сжиженные медицинский кислород и азот, воздух, сжиженная углекислота. Основными потребителями указанных компонентов являются бортовые системы современных и перспективных авиационных комплексов.

Кислородная система воздушного судна предназначена для обеспечения нормальной жизнедеятельности членов экипажа при выполнении высотных полетов, а также при катапультировании. Кроме того, на некоторых типах ВС кислородная система используется для подпитки авиационных двигателей.

Как уже отмечалось, в бортовых кислородных системах ВС используется как газообразный, так и жидкий медицинский кислород. Для зарядки (заправки) кислородных систем воздушных судов на аэродромах применяют газо-зарядные средства, а именно: кислородно-зарядные станции, газификаторы и резервуары криопродуктов (АКЗС- 75М-131; АКЗС- 80/210-131; УГ3С.М-К-131; ГСГ-250/420; ЦТК-1,6-0,25 и др.).

В космических аппаратах (КА) кислород применяется для обеспечения нормальной жизнедеятельности членов экипажа, как окислитель топлива и других целей.

Самым простым способом получения кислорода на борту ВС и КА являются системы на запасах газов в химически чистом виде.

Возможны 4 способа хранения газов:

- в газовой фазе под давлением;

- в жидком виде;

- в сверхкритическом состоянии;

- в твердой фазе.

Хранение и управление расходом кислорода в твердом состоянии затруднено, поэтому данная система применения пока не нашла. Система на запасах кислорода в сверхкритическом состоянии не может обеспечить длительное хранение кислорода без специальной системы термостатирования (кислород заправляется в жидком состоянии, затем его температура повышается нагревателем и он переводится в новое сверхкритическое состояние, в котором и хранится). Широкое применение нашли первые два способа. На ВС фронтовой авиации используется в основном газообразный кислород, который находится в бортовых кислородных баллонах под давлением 15 МПа, а на МИГ-29, СУ-27,СУ-34 и их модификациях – 21 МПа. Гидравлическая емкость кислородной системы в зависимости от типов ВС колеблется от 10 до60 л. и более.

На ВС дальней и военно-транспортной авиации используется, в основном, жидкий медицинский кислород, хранящийся на борту в специальных сосудах Дьюара, емкость которых достигает нескольких сотен литров. Жидкий кислород газифицируется непосредственно на борту ВС и затем подается для дыхания членов экипажа и десанта.

В КА в основном используют системы жизнедеятельности членов экипажа основанные на производстве кислорода на борту аппарата. Именно поэтому наиболее перспективным способом обеспечения жизнедеятельности экипажа ВС является кислородная система обеспечивающая получение кислорода непосредственно на ВС.

Рассмотрим одну из наиболее перспективных кислородных систем воздушных судов, которая уже прошла апробацию. Унифицированная безбаллонная кислородная система КС-129 с бортовой кислорододобывающей установкой БКДУ-130.

Основными преимуществами безбаллонных кислородных систем с бортовой кислорододобывающей установкой являются:

- масса, габариты и трудоемкость оперативного обслуживания комплекта агрегатов предлагаемых систем меньше, чем у комплектов систем с баллонными источниками кислорода;

- отсутствуют бортовые кислородные баллоны и, соответственно, не требуется заправка системы кислородом перед полетом;

- продолжительность полета не ограничивается запасом кислорода на борту, так как система непрерывно продуцирует дыхательную газовую смесь, обогащенную кислородом;

- снижается пожарная и взрывная опасность, потенциальным источником которой неизбежно являются системы с использованием чистого кислорода, в особенности находящегося под высоким давлением.

Следует отметить, что для ВС типа Су-30 масса комплекта серийной кислородной системы с баллонами составляет около 90 кг, а масса комплекта кислородной системы КС-129 с бортовой кислорододобывающей установкой БКДУ-130 - не более32 кг. Высота применения кислородной системы КС-129 – до20 км.

Источником дыхательной газовой смеси в кислородной системе КС-129 служит бортовая кислорододобывающая установка БКДУ-130, повышающая концентрацию кислорода в подаваемом на дыхание сжатом воздухе, отбираемом от компрессора двигателя самолета.

Принцип действия современных самолетных БКДУ основан на использовании специальных синтетических молекулярных фильтров – цеолитов, способных в циклическом процессе сорбировать из пропускаемого через них сжатого воздуха азот, влагу и вредные примеси и очищаться от этих компонентов за счет периодического соединения с более разреженной газовой средой и за счет периодической обратной продувки частью продуцируемой дыхательной газовой смеси.

Наполненные цеолитным сорбентом патроны – адсорберы с помощью работающего по заданному алгоритму блока распределительных клапанов поочередно соединяются с источником сжатого воздуха и с окружающей средой. В определенные моменты цикла из них отбирается продуцируемая дыхательная газовая смесь, обогащенная кислородом.

Производительность БКДУ-130 рассчитана на обеспечение кислородным питанием экипажа из двух человек.

Ввиду того, что для продуцирования дыхательной смеси и для работы противоперегрузочного устройства используется отбираемый от компрессора авиадвигателя неочищенный воздух, в состав кислородной системы КС-129 входит устройство воздухоподготовки УВП-1, включающее в себя специальный фильтр, который очищает воздух от пыли, от аэрозолей (в том числе токсичных) и от капельной влаги. Капельная влага собирается фильтром и сбрасывается за борт. Очищенный фильтром воздух поступает на вход БКДУ-130 и к автоматам давления противоперегрузочного устройства. Комплекс БКДУ-130 в комплекте с УВП-1 способен очистить подводимый воздух в том числе от боевых ОВ, РП и БС, что позволяет обеспечить безопасность дыхания при попадании самолета в зараженную среду.

Кислородно-дыхательная аппаратура системы КС-129 обеспечивает максимально возможную унификацию и преемственность с серийным комплектом кислородного оборудования ККО-15, обладающим высокой эффективностью. Отличия здесь связаны главным образом с особенностями функционирования БКДУ.

Таким образом, применение на ВС описанного кислородного оборудования существенно снизит потребность авиационных частей в кислородно-зарядных станциях, газификаторах, резервуарах криопродуктов и другой технике аэродромно-технического обеспечения полетов авиации.


Библиографический список
  1. Папилин П.И. Эксплуатация средств аэродромно-технического обеспечения полетов ,ВВАИУ, 1992.190с.
  2. http://aviapanorama.ru/2011/12/aviacionnaya-ekspoziciya-muzeya-npp-zvezda-unikalna-2/
  3. Дзюбенко О.Л., Коженков А.О. Математическое описание учебно-тренажерных средств многокомпонентнозарядной техники // Современные научные исследования и инновации. 2013. № 8 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2013/08/25850 (дата обращения: 27.03.2016).


Все статьи автора «Дзюбенко Олег Леонидович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация