Инженерный журнал: наука и инновации
# 6·2017 1
УДК 629.7.064.2 DOI 10.18698/2308-6033-2017-6-1627
Основные тенденции развития
систем кондиционирования воздуха
перспективных летательных аппаратов
© А.К. Каллиопин, Р.С. Савельев, Д.И. Смагин
Московский авиационный институт,
Москва, 125993, Россия
Рассмотрено наиболее перспективное направление развития авиационных систем
кондиционирования воздуха для современных летательных аппаратов c целью оп-
тимизации затрат энергии и увеличения топливной эффективности — замена
отбора воздуха от маршевых двигателей на электропроводные компрессоры. На
примере самолета Boeing 787 Dreamliner определены основные преимущества и
риски структурной схемы системы кондиционирования воздуха. Проведен сравни-
тельный анализ нескольких вариантов структурных схем системы кондициониро-
вания воздуха без отбора воздуха от двигателей, по результатам которого дана
оценка возможности внедрения в проекты ближнее среднемагистральных граж-
данских самолетов. Определены ключевые требования к конфигурации бортовых
систем для достижения максимального экономического эффекта.
Ключевые слова:
система кондиционирования воздуха, электроприводной ком-
прессор, парокомпрессионный цикл, «более электрический» самолет, воздушный
цикл, топливная эффективность
Введение.
Полеты современных летательных аппаратов (ЛА)
происходят на больших высотах и скоростях, что формирует высокие
требования к безопасности и комфорту экипажа и пассажиров. Один
из способов достижения показателей безопасности и комфорта —
улучшение бортовых систем кондиционирования воздуха (СКВ).
Авиационные СКВ предназначены для создания и поддержания
в
объеме гермокабины нормируемых параметров воздуха (давления,
температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха
и т. д.), обеспечивающих комфортные условия для экипажа и пасса-
жиров в полете и на земле, а также необходимые тепловые режимы
работы бортового оборудования. Для работы такой системы требует-
ся источник сжатого воздуха на борту самолета [1]. Структурная
схема типовой СКВ приведена на рис. 1.
В подавляющем большинстве СКВ современных ЛА в качестве
источника сжатого воздуха используется компрессор авиационного
двигателя. Воздух, отбираемый от компрессора двигателя, поддер-
живает необходимое давление и вентилирует гермокабину. Кроме
того, его используют в качестве рабочего тела в системе охлаждения
СКВ, в которой реализуется цикл воздушной холодильной машины
(цикл Джоуля).