Odvzdušněný vzduch - Bleed air

Odvzdušňovacím vzduchem je stlačený vzduch odebíraný z kompresorového stupně plynové turbíny před jeho částmi spalujícími palivo. Ventily automatického přívodu vzduchu a regulátoru tlaku v kabině (ASCPC) odvádějí vzduch z částí kompresoru motoru s vysokým nebo nízkým stupněm. Nízkofázový vzduch se používá při provozu s vysokým výkonem a vysoký při sestupu a jiných operacích s nízkým výkonem. Odvzdušněný vzduch z tohoto systému lze využít k vnitřnímu chlazení motoru, k nastartování jiného motoru, proti námraze motoru a draku, natlakování kabiny , pneumatickým pohonům , vzduchem poháněným motorům, natlakování hydraulické nádrže a nádrží na odpad a vodu . Některé příručky pro údržbu motoru označují takové systémy jako „krvácení ze vzduchu od zákazníka“. Odvzdušňovací vzduch je v letadle cenný pro dvě vlastnosti: vysokou teplotu a vysoký tlak (typické hodnoty jsou 200–250 ° C a 275 kPa (40 PSI), pro regulovaný odvzdušňovací vzduch opouštějící stožár motoru pro použití v celém letadle).

Použití

Ovládání tlaku v kabině a odvzdušnění v Boeingu 737-800

U civilních letadel je primárním použitím odvzdušňovacího vzduchu tlak na kabinu letadla dodáváním vzduchu do systému řízení prostředí . Navíc je použit odvzdušňovací vzduch, který udržuje kritické části letadla (například náběžné hrany křídla ) bez ledu.

Odvzdušňovací vzduch se používá v mnoha leteckých systémech, protože je snadno dostupný, spolehlivý a silný zdroj energie. Například ke spuštění zbývajících motorů se používá odvzdušňovací vzduch z motoru letadla. Akumulační nádrže na záchodovou vodu jsou pod tlakem odváděným vzduchem, který je přiváděn přes regulátor tlaku .

Při použití k natlakování v kabině musí být odváděný vzduch z motoru nejprve ochlazen (protože vystupuje z kompresorového stupně při teplotách až 250 ° C) jeho průchodem přes tepelný výměník vzduch-vzduch chlazený studeným venkovním vzduchem. Poté se přivádí do jednotky stroje se vzduchovým cyklem, která reguluje teplotu a průtok vzduchu do kabiny a udržuje tak prostředí příjemné.

Bleed vzduchu se používá také k vytápění motoru příjmu . Tím se zabrání tvorbě, hromadění, uvolňování a pohlcování ledu motorem, což by ho mohlo poškodit.

Na letadlech poháněných proudovými motory se podobný systém používá pro protimrazovou ochranu křídla metodou „horkých křídel“. V podmínkách námrazy mohou kapičky vody kondenzující na náběžné hraně křídla zmrznout. Pokud k tomu dojde, nahromadění ledu zvyšuje váhu a mění tvar křídla, což vede ke zhoršení výkonu a možná ke kritické ztrátě kontroly nebo zvedání . Aby se tomu zabránilo, je horký odváděný vzduch čerpán vnitřkem náběžné hrany křídla a zahřívá jej na teplotu nad bodem mrazu, což zabraňuje tvorbě ledu. Vzduch poté vystupuje malými otvory v okraji křídla.

Na vrtulovém letadle je běžné použít odvzdušňovací vzduch k nafouknutí gumové manžety na náběžné hraně, čímž se led rozlomí poté, co se již vytvořil.

Odvzdušňovací vzduch z vysokotlakého kompresoru motoru se používá k napájení regulačních ventilů reakce , které se používají pro část systému řízení letu ve skupině vojenských letadel Harrier .

Kontaminace

Hlavní článek: Fume event

U přibližně 1 z 5 000 letů může být odvzdušněný vzduch používaný k klimatizaci a natlakování kontaminován chemikáliemi, jako je olej nebo hydraulická kapalina. Toto se nazývá událost kouře. I když tyto chemikálie mohou být dráždivé, nebylo prokázáno, že by takové události způsobovaly dlouhodobé škody.

Některé neurologické a respirační účinky na zdraví byly spojeny anekdoticky s expozicí odvzdušněnému vzduchu, který byl údajně kontaminován toxickými úrovněmi v komerčních a vojenských letadlech. Toto údajné dlouhodobé onemocnění se označuje jako aerotoxický syndrom , ale nejedná se o lékařsky uznávaný syndrom. Jedním z potenciálních kontaminantů je trikrezylfosfát .

Za účelem prosazování výzkumu tohoto nebezpečí bylo založeno mnoho lobbistických skupin, včetně Aviation Organophosphate Information Site (AOPIS) (2001), Global Cabin Air Quality Executive (2006) a britské Aerotoxic Association (2007). Cabin Environment Research je jednou z mnoha funkcí skupiny ACER, ale jejich vědci dosud nezjistili žádný kauzální vztah .

Ačkoli studie vypracovaná pro EU v roce 2014 potvrdila, že znečištění vzduchu v kabině může být problémem, tato studie rovněž uvedla:

„Mnoho hlášených kouřových událostí způsobilo pro cestující omezení pohodlí, ale nepředstavovalo žádné nebezpečí. Ověření kontaminace vzduchu v kabině toxickými látkami (např. TCP / TOCP) nebylo možné u kouřových událostí, které BFU vyšetřovala.“

I když dosud nebyly nalezeny žádné vědecké důkazy o tom, že by byl vzduch v kabině dopravního letadla kontaminován na toxické úrovně (překračující známé bezpečné úrovně, v ppm, jakékoli nebezpečné chemické látky), soud v Austrálii v březnu 2010 rozhodl ve prospěch bývalého letušky, která tvrdila, že trpěla chronickými dýchacími potížemi poté, co byla na cestě v březnu 1992 vystavena ropným výparům. Takové testování je neobvyklé kvůli tomu, že Boeing odmítl instalovat senzory kvality ovzduší do svých letadel, protože se obával soudních sporů ze strany posádky nebo cestujících kvůli výparům a letecké společnosti odmítly umožnit letuškám nosit vzorkovače vzduchu po chemickém měření nařízeném Kongresem.

FAA zrušila lékařské osvědčení několika pilotům, u kterých se po událostech s výpary objevily neurologické problémy. Soudce, který přiznal odškodnění pracovníků pilotovi, který utrpěl toxickou encefalopatii (poškození mozku) v důsledku kouřové události, odsoudil obstrukci leteckého průmyslu kolem kouřových událostí.

V červenci 2015 byli piloti na letu Spirit Airlines částečně invalidizováni výpary v odvzdušněném vzduchu.

Bez krvácení

Odvzdušňovací systémy se v tryskách pro cestující používají již několik desetiletí. Nedávná vylepšení elektroniky v pevné fázi umožnila nahrazení pneumatických energetických systémů energetickými systémy. V bezpilotním letadle, jako je Boeing 787 , má každý motor dva elektrické generátory s proměnnou frekvencí, které kompenzují neposkytování stlačeného vzduchu externím systémům. Předpokládá se, že odstranění odvzdušněného vzduchu a jeho nahrazení extra elektrickou energií zajistí čisté zlepšení účinnosti motoru, nižší hmotnost a snadnou údržbu.

Výhody

Bezvzduchové letadlo dosahuje palivové účinnosti eliminací procesu stlačování a dekomprese vzduchu a snižováním hmotnosti letadla v důsledku odstraňování potrubí, ventilů, výměníků tepla a dalšího těžkého vybavení.

APU (pomocná napájecí jednotka) nemusí dodávat odvzdušňovací vzduch, když hlavní motory nepracují. Aerodynamika je vylepšena kvůli nedostatku odvzdušňovacích otvorů na křídlech. Pohon kompresorů pro přívod vzduchu v kabině na minimální požadovanou rychlost nevyžaduje modulační ventily plýtvání energií. Sady vysokoteplotních vysokotlakých vzduchových cyklů (ACM) lze pro zvýšení účinnosti nahradit nízkoteplotními nízkotlakými soupravami . V cestovní výšce, kde většina letadel tráví většinu času a spaluje většinu paliva, lze ACM balíčky úplně obejít, což šetří ještě více energie. Protože z motorů kabiny není odváděn žádný vzduch, je vyloučena možnost kontaminace motorového oleje přívodem vzduchu v kabině.

Zastánci designu nakonec tvrdí, že zvyšuje bezpečnost, protože ohřátý vzduch je omezen na motorový modul, na rozdíl od čerpání potrubím a tepelnými výměníky v křídle a v blízkosti kabiny, kde by netěsnost mohla poškodit okolní systémy.

Viz také

Reference