обп. Отказы и неисправности систем кондиционирования воздушынх судов
 Скачать 151.13 Kb.
|
|
Курсовая работа по дисциплине “Основы безопасности полётов” Изм. Лист № докум Подпись Дата Разраб Тема: Отказы и неисправности систем кондиционирования воздушынх судов Литера Лист Листов Пров y 1 18 КАТК ГА Н. Контр. Утв Содержание I.Введение. 2 II.Предмет анализа и требования норм летной годности к анализируемому техническому объекту. 5 III.Статистический анализ выборки событий заданного типа с приведением гистограмм распределений. 8 IV. Примеры наиболее часто повторяющихся и наиболее опасных событий. 16 V. Выводы и рекомендации по профилактике негативных событий заданного типа и обеспечению безопасности полетов. 17 VI. Список использованных источников 18 I.Введение Система кондиционирования воздуха (СКВ) — одна из бортовых систем жизнеобеспечения. СКВ предназначена для поддержания давления и температуры воздуха в гермокабине летательного аппарата на уровне, обеспечивающем нормальную жизнедеятельность экипажа и пассажиров. Герметичность кабин обеспечивается их конструктивным исполнением, наличием уплотнений на дверях и люках, а также постоянным наддувом от СКВ. С подъёмом на высоту более 3 км у человека появляются признаки кислородного голодания (хочется спать). На высотах более 9 км из жидкости организма возможно выделение пузырьков газа. На высотах более 19 км наблюдается закипание подкожной жидкости. Температура воздуха на высоте более 11 км может достигать −60 °C. Для полёта на летательном аппарате в таких неблагоприятных для жизни условиях и потребовалось создать бортовые системы жизнеобеспечения. Обычно система работает на воздухе, отбираемом от компрессоров работающих авиадвигателей, с температурой отбираемого воздуха до 500 градусов и давлением до 1,6 МПа. Воздух разделяется на два потока (линии). Один поток проходит систему интенсивного охлаждения и поступает в смеситель (холодная линия), второй поток поступает в смеситель напрямую (горячая линия). В смесителе оба потока дозированно смешиваются и затем подаются в гермокабину. Также горячий воздух на многих самолётах направляется в противообледенительную систему (ПОС) и проходит по трубам под обшивкой, обогревая её во избежание нарастания льда. Для охлаждения воздуха применяют следующие типы теплообменников — воздухо-воздушные (ВВР) или топливно-воздушные радиаторы (ТВР) и турбохолодильники (ТХ). В сложных системах кондиционирования могут применяться несколько ступеней (каскадов) для охлаждения воздуха, и каждая — со своими автоматическими регуляторами температуры, например, на Ту-154 отобранный от двигателей воздух охлаждается в первичном ВВР, установленном в хвостовом техотсеке, и подаётся к ПОС и СКВ, а в СКВ имеются по два вторичных ВВР и ТХ (установленных в носках корневых частей крыльев, для продува ВВР в крыльях сделаны небольшие воздухозаборники), охлаждающих воздух до пригодной для дыхания температуры. Типовой автоматический регулятор температуры (АРТ) состоит из задатчика температуры в кабине, датчика температуры в трубопроводе, электронного блока автоматического управления и исполнительного электромеханизма — регулирующей заслонки в трубопроводе. Значительная часть регуляторов в СКВ могут не иметь задатчика в кабине и работают только в автоматическом режиме. При подаче охлаждённого воздуха в кабину/салон самолёта из воздуховодов СКВ может образовываться туман, который постепенно исчезает с выходом системы на устойчивый режим работы. Для предотвращения (уменьшения) этого явления при проектировании предусматриваются специальные меры (контур отделения влаги и сброс конденсата в забортное пространство из дренажных отверстий СКВ). Давление воздуха в гермокабинах регулируется по специальным программам, которые несколько различаются на пассажирских (транспортных) машинах, тяжёлых маломанёвренных и манёвренных военных самолётах. Характерной программой для тяжёлых самолётов будет зона свободной вентиляции от 0 до 2000 метров, зона постоянного абсолютного давления и зона постоянного избыточного давления относительно стандартной атмосферы. Для манёвренных самолётов с целью уменьшения скорости изменения давления в кабине при вертикальных манёврах на высотах в пределах 2—7 км в программу регулирования вводится зона переменного давления. Регулирование давления производится автоматом регулирования давления (АРД) путём строго дозированного сброса избыточного воздуха из гермокабины в забортное пространство. На военных самолётах данный автомат имеет два режима работы — нормальный и боевой. В боевом режиме давление в кабине будет уменьшено — это делается для предотвращения баротравм у экипажа при резкой разгерметизации на больших высотах в случае, например, попадания снарядов. Повреждения гермокабины пулемётно-пушечным огнём истребителей при полёте на больших высотах вызывали взрывную декомпрессию и гибель экипажей бомбардировщиков Второй Мировой войны. Кондиционированный воздух может подаваться не только в гермокабины, но и в технические отсеки для продува разнообразного электронного оборудования с целью поддержания требуемого рабочего температурного режима блоков и агрегатов. На бомбардировщиках, способных нести свободнопадающие ядерные боеприпасы, СКВ обогревает весь негерметичный грузовой отсек (бомболюк) самолёта, поддерживая положительную температуру (управляемые ракеты не требуют внешнего обогрева, так как имеют конструктивную внутреннюю термостабилизацию). При наличии на борту летательного аппарата ВСУ воздух от компрессора ВСУ также отбирается в СКВ для наземного кондиционирования (обогрева или охлаждения) кабин и отсеков. В аварийных случаях, для быстрого прекращения наддува кабины, например, при пожаре двигателя и поступлении дыма из воздуховодов в кабину, в СКВ предусматривают аварийные заслонки, практически мгновенно перекрывающие трубопроводы, или трёхходовые краны, которые в нормальном режиме плавно управляют заслонкой на открытие-закрытие, а в аварийном режиме электромотор работает в форсированном режиме только на закрытие. Также для аварийных случаев служит так называемая «вентиляция на малых высотах» или «вентиляция от скоростного напора», служащая для проветривания кабины при задымлении, для чего предварительно необходимо снизиться до высоты ниже 4000 метров, разгерметизировать кабину и включить вентиляцию. II.Предмет анализа и требования норм летной годности к анализируемому техническому объекту. Воздух в кабинах летательных аппаратов должен удовлетворять определенным санитарно-гигиеническим требованиям, в частности по содержанию вредных газовых примесей. Согласно Единым нормам лётной годности гражданских самолётов концентрация вредных веществ в воздухе кабины пассажирского самолета не должна превышать (мг/м3): - окиси углерода - 20 - окислов азота - 5 - паров топлива (в пересчёте на углерод) - 300 - ароматических углеводородов - 5 - паров и аэрозолей синтетических смазочных масел - 5 - фторорганических соединений (в пересчёте на фтористый водород) - 0,5 - формальдегида - 0,5 - альдегидов (суммарно) - 0,6 На высотах более 7 км при продолжительности полёта до 3 часов, включая время набора высоты и снижения, средневзвешенная концентрация озона О3 в воздушной среде кабины не должна превышать 0,2 мг/м3; при продолжительности полёта более 3 часов - 0,1 мг/м3. Не допускается присутствие в воздухе кабины других вредных веществ, влияющих на работоспособность и здоровье экипажа и пассажиров. Вредные газовые примеси поступают в кабину от людей (членов экипажа и пассажиров), они являются основными источниками загрязнения воздуха. В процессе жизнедеятельности человек выделяет более 400 химических соединений, в том числе с выдыхаемым воздухом в окружающую среду поступает 149 веществ, с поверхности кожи - 271. Количество выделяемых человеком веществ весьма изменчиво и зависит от индивидуальных особенностей организма, питания, двигательной активности, возраста и некоторых других факторов. В наибольших количествах выделяются такие вещества, как аммиак, ацетон, альдегиды, жирные кислоты, окись углерода, углеводороды, углекислый газ. Токсикологическая значимость выделяемых соединений неодинакова. Вредные газовые примеси могут поступать в воздух кабины ЛА также в результате газовыделений элементов её конструкции (воздухораспределительных решеток, ковровых дорожек, обивки кресел, стен, различных предметов интерьера салона и т.п.), выполненных из неметаллических материалов или имеющих неметаллические покрытия. В нормальных условиях поступление вредных примесей от этих источников достаточно низкое и имеет значение только при возгорании. Необходимый газовый состав воздуха обеспечивается посредством вентиляции кабины атмосферным воздухом, при этом концентрация выделяемых вредных примесей уменьшается за счёт добавления к воздуху кабины чистого воздуха. Однако подаваемый в кабину воздух можно назвать чистым лишь условно. Во-первых, атмосферный воздух может содержать выбросы промышленных предприятий или транспорта, дым и т.д. Во-вторых, вентиляция кабин осуществляется воздухом, отбираемым от компрессоров авиационных двигателей. Загрязнение этого воздуха может произойти в результате попадания паров топлива или продуктов термодеструкции горюче-смазочных материалов. Концентрация вредных веществ существенно зависит от времени эксплуатации силовых установок. Подача в кабину воздуха с концентрацией вредной примеси выше её предельно допустимого значения совершенно недопустима. Расчёт расхода воздуха, необходимого для вентиляции кабины, производится исходя из условия разбавления подаваемым в кабину воздухом вредных примесей, выделяющихся внутри кабины, до достижения их предельно допустимых концентраций. В случае присутствия в воздухе кабины двух или нескольких веществ однонаправленного биологического воздействия сумма отношений фактических концентраций каждого из них к их предельно допустимым концентрациям не должна быть больше единицы. Расчёт вентиляции производят по веществу, которое принято в качестве критерия чистоты воздуха. Исследования показали, что в помещениях, где находятся люди, причиной их плохого самочувствия является накопление в воздухе антропотоксинов - продуктов жизнедеятельности человека. Спектр веществ, выделяемых человеком в процессах жизнедеятельности, широк, и в качестве критерия чистоты воздуха могут быть предложены различные химические соединения. Чаще всего для расчёта воздухообмена в жилых и общественных зданиях, транспортных средствах в качестве гигиенического норматива чистоты воздуха используется концентрация углекислого газа СО2. В данном случае углекислый газ является косвенным показателем загрязнения воздушной среды летучими продуктами жизнедеятельности человека, содержащимися в выдыхаемом воздухе, поте, выделениях с поверхности тела и одежды. Предельно допустимая концентрация углекислого газа (3 %, 54 мг/м3) существенно превышает его концентрацию, принятую в качестве гигиенического норматива. Являясь не самым токсичным из продуктов жизнедеятельности, углекислый газ выделяется человеком в наибольших количествах - до 20 л/ч ( 40 г/ч). Его концентрация в выдыхаемом воздухе доходит до 7020 мг/м3, в то время как концентрация аммиака - до 2 мг/м3, ацетона - до 0,92 мг/м3, окиси углерода - до 50 мг/м3. При отсутствии вентиляции достижение концентрацией СО2 значения, принятого в качестве гигиенического норматива, происходит существенно быстрее, чем концентрациями других, более токсичных веществ их предельно допустимых концентраций. В качестве критерия чистоты воздуха для жилых и общественных зданий приняты следующие значения концентрации углекислого газа: 0,1 % (по объёму) для помещений с постоянным пребыванием людей; 0,125 % для помещений с периодическим пребыванием людей; 0,2 % для помещений с кратковременным пребыванием людей. Такие же значения приняты при расчёте судовых СКВ. Для сравнения можно указать, что допустимая концентрация углекислого газа в обитаемых отсеках ЛА 0,3 %, на подводных лодках 0,5 %. Указанные значения объёмной концентрации являются средневзвешенными, т.е. рассчитаны при условии равномерного распределения газовой примеси по объёму. Допустимые значения концентрации углекислого газа в кабинах самолетов в настоящее время не нормированы, но в ЕНЛГС указано, что расход подаваемого в кабину воздуха при половине отказавших источников наддува должен быть не менее 12 кг/ч на одного пассажира и 24 кг/ч на одного члена экипажа. Эти значения расхода соответствуют средневзвешенной концентрации углекислого газа не более 0,25 и 0,14 % соответственно, что при штатной работе СКВ даёт такие же значения гигиенического норматива, как и для общественных зданий и морских и речных судов. Анализ данных, приведённых в табл. 1, показывает, что в пассажирских самолётах значения подачи воздуха, определённые из условия поддержания заданного теплового режима в ГК, обычно превышают значения, необходимые для обеспечения требуемого газового состава воздуха. III.Статистический анализ выборки событий заданного типа с приведением гистограмм распределений. 2004 год fил-96=0 fил-86=1000*3/73*980=0.04 fил-62=1000*3/33*600=0.15 fту-154=1000*16/330*515=0.09 fту-134=1000*3/161*500=0.09 fяк-42=1000*8/72*450=0.25 fяк-40=1000*7/167*225=0.18 fан-24=1000*5/67*345=0.22 fан-74=0 fан-124=0 fил-76=0 fан-12=1000*4/47*200=0.43 fан-26=0 2005год fил-96=0 fил-86=0 fил-62=0 fту-154=1000*5/330*450=0.03 fту-134=1000*3/161*400=0.05 fяк-42=1000*1/72*360=0.03 fяк-40=1000*3/167*115=0.16 fан-24=1000*2/67*303=0.1 fан-74=1000*1/32*240=0.13 fан-124=0 fил-76=0 fан-12=0 fан-26=0 2006год fил-96=0 fил-86=1000*6/73*850=0.1 fил-62=1000*6/33*450=0.4 fту-154=1000*24/330*450=0.16 fту-134=1000*12/161*375=0.2 fяк-42=1000*13/72*375=0.48 fяк-40=0 fан-24=1000*8/67*250=0.48 fан-74=0 fан-124=0 fил-76=1000*7/160*670=0.07 fан-12=1000*3/47*160=0.4 fан-26=0 2007год fил-96=1000*1/18*2300=0.02 fил-86=0 fил-62=1000*1/33*450=0.07 fту-154=1000*4/330*430=0.01 fту-134=1000*3/161*350=0.05 fяк-42=1000*1/72*375=0.04 fяк-40=1000*5/167*130=0.23 fан-24=1000*1/67*200=0.07 fан-74=0 fан-124=0 fил-76=1000*3/160*440=0.04 fан-12=0 fан-26=0 2008год fил-96=0 fил-86=0 fил-62=0 fту-154=1000*6/330*475=0.04 fту-134=1000*1/161*350=0.02 fяк-42=0 fяк-40=1000*1/167*135=0.04 fан-24=1000*1/67*210=0.07 fан-74=0 fан-124=1000*1/12*370=0.23 fил-76=1000*3/160*560=0.03 fан-12=1000*2/47*125=0.34 fан-26=0 2009год fил-96=0 fил-86=0 fил-62=0 fту-154=1000*2/330*360=0.2 fту-134=1000*2/161*400=0.03 fяк-42=1000*3/72*310=0.13 fяк-40=1000*1/167*150=0.04 fан-24=1000*3/67*225=0.2 fан-74=0 fан-124=0 fил-76=0 fан-12=1000*1/47*210=0.1 fан-26=0 2010год fил-96=0 fил-86=0 fил-62=0 fту-154=1000*3(330-(330*0.04))*400=0.02 fту-134=1000*3/(161-(161*0.04)*400=0.05 fяк-42=1000*1/(72-(72*0.03)*310=0.05 fяк-40=1000*2/(167-(167*0.03))*150=0.04 fан-24=0 fан-74=0 fан-124=0 fил-76=1000*1/(160-(160*0.02)*510=0.01 fан-12=0 fан-26=0 По итогам статистики самолёты с наименьшей надёжностью данной системы: IV. Примеры наиболее часто повторяющихся и наиболее опасных событий. Серьезный инцидент с самолетом Ан-24авиакомпании «Красноярские авиалинии» (Красноярское МТУ ВТ). После взлета в аэропорту Тенерифе, на высоте 9800 метров произошло прекращение подачи воздуха в кабину самолета с последующим ростом высоты в кабине со скоростью 3-4 м/с, закрытием выпускных клапанов и переключением САРД на «Дублер». Экипаж произвел снижение самолета до высоты 6700 метров, в процессе которого последовательно сработала сигнализация: «Высота в кабине опасная», «Надеть кислородные маски», «Разгерметизация кабины», при этом сработала система автоматического открытия крышек аварийных кислородных блоков пассажирской кабины с выпадением кислородных масок. На высоте 6700 метров работоспособность левой СКВ восстановилась, давление в кабине увеличилось. Экипаж принял решение на увеличение высоты полета, но при достижении высоты 7900 метров произошло самовыключение левой СКВ, после чего было принято решение на возврат в аэропорт вылета. Расследование серьезного инцидента было проведено без должного анализа всех возможных факторов, которые могли повлиять на исход полета. Согласно представленным материалам, отказ правой СКВ произошел не в момент начального набора высоты, как указано в заключении, а ранее Так, из результатов расшифровок полетной информации следует, что расход воздуха через правую СКВ уже в момент запуска двигателей и на всех остальных этапах полета равнялся нулю. Данный факт не отражен в материалах расследования, не представлен перечень работ, проводимых по данной неисправности, не указан момент отказа турбохолодильника СКВ №2 и налет самолета с отказавшей СКВ №2. Анализа обоснованности принятия экипажем решения на вылет с отказавшей СКВ №2 комиссией сделан не был. V. Выводы и рекомендации по профилактике негативных событий заданного типа и обеспечению безопасности полетов. Отказы авиационной технике связанной с системой кондиционироаня имеют под собой нескольких основных факторов, таких как халатное отношение специалистов по техническому обслуживанию к выполнению своих прямых обязанностей по соблюдению регламента обслуживания и недостатков в работе заводов изготовителей, допускающих дефектные агрегаты к работе, что является в своей основе прямым нарушением эксплуатационной документации. Всё это результат неисполнительности, произвольного толкования нормативных документов, выборочности в их выполнении. В деятельности эксплуатантов воздушного транспорта, по организации, обеспечению и выполнению полетов продолжают иметься существенные недостатки, в основе которых лежали как их собственные ошибки и недоработки, так и недостаточно жесткий контроль и необходимая требовательность со стороны руководства. Взяв всё выше сказанное, предлагаю заняться поддержанием уровня профессиональной подготовки технического состава, ужесточить личную ответственность за не выполнение требований действующей документации. Проводить семинары по обмену опытом с более опытными членами ИТП молодых специалистов. VI.Список использованных источников. 1.Нормы летной годности самолетов НЛГС-3 (Нормы летной годности самолетов транспортной категории). 2.Авиационные правила АП 25. 3.Сайт aviadocs.com. 4. Учебно-методическое пособие по дисциплине «Основы безопасности полётов». 5.Анализ состояния БП в ГА РФ за 2004 .... 2011 годы. |