CZ22308U1 - Pomocná energetická jednotka vrtulníku - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká pomocné energetické jednotky a na ní napojené klimatizační jednotky vnitřního prostoru vrtulníků.

Dosavadní stav techniky

Známé pomocné energetické jednotky slouží jako zdroj stlačeného vzduchu pro startování hlavních motorů letounů na zemi i za letu, napájení palubní sítě při kontrole elektrického a rádiového vybavení na zemi, napájení palubní sítě za letu v případě vysazení hlavních napájecích zdrojů. K úpravě teploty vzduchu v kabinách vrtulníku se užívají různé prostředky a klimatizační systémy io na pomocné energetické jednotce nezávislé.

U víceúčelového dvoumotorového vrtulníku klasického uspořádání s pětilistým nosným a třílistým vyrovnávacím rotorem je známo používání kombinace pomocné energetické jednotky a ohřevu vzduchu v pilotním a nákladovém prostoru vrtulníku za použití ohřívače vzduchu.

Tento systém má nevýhody v tom, že vzhledem k resursu pomocné energetické jednotky (život15 nosti a celkové spolehlivosti) je počet spuštění hlavních motorů vrtulníku omezený; spouštění hlavních motorů je možné pouze v omezené výšce, tzn., že při přistání vrtulníku ve vyšší výšce než 3000 m n.m. (např. v horských podmínkách) často nelze z bezpečnostních důvodů vypnout motory a vyložení a naložení nákladu nebo osob tak probíhá při zapnutých hlavních motorech pod točícím se rotorem; v kabině pilotů a nákladovém prostoru vrtulníku (prostoru pro cestující) 20 lze vzduch ohřívat ohřívačem vzduchu a jeho teplotu udržovat odvětráváním do okolí. Ochlazování vzduchu v kabinách vrtulníku oproti okolnímu prostředí není možné, pouze za letu lze otevřením větracích otvorů, případně dveří, snížit teplotu ve vrtulníku, tzn. při létání vrtulníku v prostředí s vysokými teplotami se ohřívač vzduchu stává nepotřebným až zbytečným zařízením; před vzletem vrtulníku za vyšších teplot není možné vlastním palubním systémem upravit (snížit) 25 teplotu vzduchu v kabinách vrtulníku na standardní (komfortní) hodnotu.

Jsou známy i klimatizační systémy letadel, udržující konstantní prostředí v pilotním nebo i nákladovém prostoru letadel či vrtulníků. Všechny systémy jsou navrženy pro konkrétní letoun tak, aby vyhovovaly hlavnímu letadlovému motoru, který pro ně slouží jako zdroj stlačeného vzduchu, tzn. pro napájení klimatizace se využívá stlačený vzduch odebíraný od kompresoru pracují30 čího hlavního motoru.

Rovněž se používají samostatné elektrické klimatizační jednotky.

Cílem technického řešení je vytvořit takové provedení pomocné energetické jednotky a na ní vázaného klimatizačního systému, které by odstraňovalo uvedené nevýhody.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody odstraňuje pomocná energetická jednotka podle tohoto technického řešení, která je vytvořena jako samostatný (autonomní) palubní zdroj energií, pracující nezávisle na hlavních motorech vrtulníku. Jednotka umožňuje vrtulníku operovat nezávisle na pozemním vybavení (spouštět motory a systémy letounu), zajišťuje veškeré funkce i pri vypnutých hlavních motorech a to i v extrémních podmínkách a umožňuje jako zdroj stlačeného vzduchu své využití 40 i k dodávce stlačeného vzduchu do systému klimatizace.

Jednotka je primárně určena k dodávce stlačeného vzduchu do spouštěcího systému hlavních motorů vrtulníku na zemi i za letu a k dodávce stlačeného vzduchu pro klimatizaci. Systém klimatizace pracuje, za letu nebo na zemi i v případě vypnutých hlavních motorů, na principu odběru vzduchu z pomocné energetické jednotky a teplotu tohoto vzduchu reguluje tak, aby v kabí45 nách byla dosažena požadovaná teplota, přičemž celý proces udržování teploty je řízen pomocí

-1 CZ 22308 U1 automatické pneumatické regulace. V případě vysazení hlavní palubní elektrické sítě vrtulníku za letu zabezpečuje dodávku elektrické energie jako náhradní zdroj (pro zvýšení bezpečnosti letu) a rovněž na zemi při vypnutých hlavních motorech, podle potřeby osádky. Vzhledem k resursu jednotky je možný neomezený počet spouštění hlavních motorů, spouštění hlavních motorů ve vysokých nadmořských výškách (např. v horských podmínkách) a práce po dobu letu vrtulníku.

Náhrada ohřívače vzduchu za systém klimatizace výrazným způsobem zlepší podmínky na palubě vrtulníku jak před samotným vzletem vrtulníku, tak i v průběhu letu.

Pomocná energetická jednotka je tvořená samostatným palubním kombinovaným zdrojem energií, jehož výstup vzduchu je přes přepínací ventil napojený na hlavní motory a klimatizační jednotku vrtulníku, přičemž pomocná energetická jednotka je připojená na palubní palivový systém vrtulníku.

Klimatizační jednotka je spojená se signalizátorem tlaku, signalizačním tablem a startérem, přičemž je dále propojená s voličem teploty a napojená na kabinový termostat a na přepínací ventil, na který jsou napojeny jednotlivé pilotní a nákladové kabiny.

Pomocná energetická jednotka obsahuje olejové čerpadlo, čistič oleje, blok filtrů a servomechanismů, palivový filtr, palivové čerpadlo, skříňku zapalování propojenou se zapalovacími svíčkami, snímač otáček a snímač teploty výstupních plynů, přičemž pomocná energetická jednotka je napojená na signalizační tablo filtr paliva, signalizační tablo olej a signalizační tablo ventil a dále na řídicí skřínku, která je napojená na skřínku signalizace stavu, ukazatel teploty, signalizační tablo zapnuto/vypnuto a řídící jednotku spouštěče.

Na rozdíl od původní energetické jednotky, jejíž resurs je omezen nízkým počtem pracovních hodin a počtem spouštění motoru, což je dáno její konstrukcí, umožňuje pomocná energetická jednotka podle technického řešení souběžně provoz s předepsanými resursy draku nebo motorů vrtulníku. Pomocná energetická jednotka slouží jako zdroj stlačeného vzduchu, elektrické energie a pro pohon hydraulického systému.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je znázorněn příklad rozmístění zástavby pomocné energetické jednotky a klimatizační jednotky ve vrtulníku. Na obr. 2 je znázorněno blokové zapojení pomocné energetické jednotky. Na obr. 3 je znázorněno blokové zapojení klimatizační jednotky.

Příklady provedení

Obrázek 1 znázorňuje v půdorysu a nárysu rozmístění nové zástavby pomocné energetické jednotky 1 SATIR 5K/G MIS a klimatizační jednotky 2 ECS-MI do víceúčelového dvoumotorového vrtulníku klasického uspořádání typové řady Mi-17 a 171 s motory řady TV3-117 s pětilistým nosným a třílístým vyrovnávacím rotorem. Tato nová zástavba je záměnou původní zástavby pomocné energetické jednotky typu AI-9V a ohřívače vzduchu KO-50, přičemž nová zástavba je umístěna v místě, kde se nacházela původní energetická jednotka a ohřívač vzduchu.

Za tímto účelem bylo pouze nutné na vrtulníku provést některé technické úpravy palivové a elektrické instalace, vzduchového rozvodu a doplnění (nebo úpravu) ovládacích a kontrolních prvků, které v souladu s platnou legislativou umožní tuto záměnu (zástavbu) realizovat. V daném případě došlo k úpravě středního ovládacího panelu 3, rozvodné skřínky proudu 4, pravého panelu elektropultu 5 a pravého ovládacího panelu 6.

Z obrázku je patrné i umístění skřínky signalizace stavů 7 pomocné energetické jednotky 1, řídicí jednotky 8 LUN 5271.80/CONA pomocné energetické jednotky 1, řídicí jednotky dynamospouštěče 9 D25-800 a hermetického průchodu 10 pro kabelový svazek pomocné energetické jednotky 1.

Obrázek 2 znázorňuje blokové zapojení pomocné energetické jednotky.

-2CZ 22308 U1

Pomocná energetická jednotka 1 SAFÍR 5K/G MIS je tvořená samostatným palubním kombinovaným zdrojem energií, jako stlačeného vzduchu a elektrické energie, který je přes přepínací ventil 11 napojený na hlavní motory 12 TV3-117MT vrtulníku a klimatizační jednotku 13 vrtulníku, přičemž pomocná energetická jednotka 1 je připojená na palubní palivový systém 14 vrtulníku. Přepínací ventil 11 je napojený na ovládání 11'.

Jednotka 1 je konstruována s ohledem na spolehlivost a celkovou životnost. Obě tyto vlastnosti lze vyjádřit dobou bezporuchového provozu jednotky a jejích částí v určených podmínkách, dobou mezi generálními opravami (resurs jednotky) a celkovou životností.

Pomocná energetická jednotka 1 typové řady SAFÍR K/G obsahuje olejové čerpadlo 15 LUN 6320.02, čistič oleje 16 LUN 7627.02x, blok filtrů a servomechanismů 17 B1-0488-10276, palivový filtr 18 B3-0488-10791, palivové čerpadlo 19 B2-0488-10381, skřínku zapalování 20 9049800-4 propojenou se zapalovacími svíčkami 21 CH34630, snímač otáček 22 LUN 1308-8 a snímač teploty výstupních plynů 23 LUN 1385.81. Pomocná energetická jednotka 1 je napojená na signalizační tablo filtr paliva 24, signalizační tablo olej 25 a signalizační tablo ventil 26 610200A a dále na řídicí skříňku 27 LUN 5271-80, která je napojená na skříňku signalizace stavu 28, ukazatel teploty 29 LUN 1386-01, signalizační tablo zapnuto/vypnuto 30 (ON/OFF) a jednotku spouštění/stop 31· Tato je napojena na akumulátorovou sběrnici 32 +27VDC. Z obrázku je patrné, že na tuto sběrnici je napojen i předřadný odpor 33 25 ιηΩ, jakož i záložní generátor 34 a řízení 35, které jsou napojeny na řídicí jednotku 36 D25-500. Odpor 33 je napojený na startér generátoru 37 THALES 515-340 a tento na V A metr 38 a řídicí jednotku 36. Na akumulátorovou sběrnici 32 je napojeno diferenciální relé 40 DMR-400.

Obrázek 3 znázorňuje blokové zapojení klimatizační jednotky 13 ECS.

Klimatizační jednotka 13 je spojená se signalizátorem tlaku 42 LUN 1491.22, signalizačním tablem 43 CS STOP a přepínačem 44 CS STOP, CS START, přičemž je dále propojená s voličem teploty 45 LUN 5886.2 a napojená na kabinový termostat 46 LUN 5889.2. Dále je jednotka 13 napojená na přepínací ventil 47, který je přes rozvody vzduchu 0 - 100 °C (vyhřívání, chlazení) napojený na jednotlivé pilotní kabiny 48, 49 horní a dolní a nákladové kabiny 50, 51 horní a dolní. Do klimatizační jednotky 13 je přes přepínací ventil s ovládáním 11' přiváděn stlačený vzduch z pomocné energetické jednotky 1.

Claims (48)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Pomocná energetická jednotka vrtulníku, vyznačující se tím, že je tvořená samostatným palubním kombinovaným zdrojem energií, který je napojený na palubní palivový systém (14) vrtulníku, a zahrnuje zdroj stlačeného vzduchu, jehož výstup (52) je přes ovládaný přepouštěcí ventil (11) napojený na spouštěcí systém hlavních motorů (12) a klimatizační jednotku (13) pro regulaci teploty vzduchu vjednotlivých kabinách (49 až 51) vrtulníku.
2. 2. Jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že klimatizační jednotka (13) je spojená se signalizátorem tlaku (42), signalizačním tablem (43) a startérem (44), přičemž je dále propojená s voličem teploty (45) a napojená na kabinový termostat (46) a na ovládaný přepínací ventil (47), na který jsou přes rozvody vzduchu napojeny jednotlivé pilotní kabiny horní a dolní (48) a (49) a nákladové kabiny horní a dolní (50) a (51).
3. 3. Jednotka podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pomocná energetická jednotka (1) obsahuje olejové čerpadlo (15), čistič oleje (16), blok filtrů a servomechanismů (17), palivový filtr (18), palivové čerpadlo (19), skřínku zapalování (20) propojenou se zapalovacími svíčkami (21), snímač otáček (22) a snímač teploty výstupních plynů (23), přičemž pomocná energetická jednotka (1) je napojená na signalizační tablo filtr paliva

   -3CZ 22308 U1 (24), signalizační tablo olej (25) a signalizační tablo ventil (26) a dále na řídicí skřínku (8), která je napojená na skřínku signalizace stavu (7), ukazatel teploty (29), signalizační tablo (30) a jednotku spouštění/stop (31), která je napojená na akumulátorovou sběrnici (32),

   3 výkresy

   Seznam vztahových značek:

   1 pomocná energetická jednotka SAFÍR 5K.G MIS

   2 klimatizační jednotka ECS-ΜΊ

   3 střední ovládací panel
4. 4 rozvodná skříňka proudu
5. 5 pravý panel elektropultu
6. 6 pravý ovládací panel
7. 7 skříňka signalizace stavů pomocné energetické jednotky
8. 8 řídicí jednotka LUN 5271,80/CONA pomocné energetické jednotky
9. 9 řídicí jednotka dynamospouštěče D25-8OO
10. 10 hermetický průchod pro kabelový svazek pomocné energetické jednotky
11. 11 přepínací ventil

    11' ovládání přepínacího ventilu 11
12. 12 hlavní motory vrtulníku, řady TV3-117 s pětilistým nosným a třílistým vyrovnávacím
13. 13 klimatizační jednotka
14. 14 palubní palivový systém
15. 15 olejové čerpadlo LUN 6320.02
16. 16 čistič oleje LUN 7627.02x
17. 17 blok filtrů a servomechanismú B1-0488-10276
18. 18 palivový filtr B3-0488-10791
19. 19 palivové čerpadlo B2-0488-10381
20. 20 skřínka zapalování 9049800-4
21. 21 zapalovací svíčky CH34630
22. 22 snímač otáček LUN 1308-8
23. 23 snímač teploty výstupních plynů LUN 1385.81
24. 24 signalizační tablo filtr paliva
25. 25 signalizační tablo olej
26. 26 signalizační tablo ventil 610200A
27. 27 řídicí skřínka LUN 5271 -80
28. 28 skřínka signalizace stavů PEJ
29. 29 ukazatel teploty LUN 1386-01
30. 30 signalizační tablo zapnuto/vypnuto (ON/OFF)
31. 31 jednotka spouštění/stop
32. 32 akumulátorová sběrnice +27VDC
33. 33 predřadný odpor 25 πιΩ
34. 34 záložní generátor
35. 35 řízení
36. 36 řídicí jednotka D25-500.
37. 37 startér generátoru THALES 515-340
38. 38 VA metr

    36 řídicí jednotka
39. 40 diferenciální relé DMR-400.
40. 42 signalizátor tlaku LUN 1491.22
41. 43 signalizační tablo CS STOP
42. 44 přepínač (CS STOP, CS START)
43. 45 volič teploty LUN 5886.2
44. 46 kabinový termostat LUN 5889.2
45. 47 přepínací ventil
46. 48,
47. 49 pilotní kabiny horní a dolní
48. 50, 51 nákladové kabiny horní a dolní.