Обледенение двигателей обнаружат с помощью светодиодов

Обледенение двигателей обнаружат с помощью светодиодов

Канадская компания Podium Aerospace разработала компактную оптическую систему на светодиодах, способную обнаруживать образующуюся на важных деталях турбореактивного двигателя ледяную корку. Об этом пишет Aviation Week. Новая система позволит летчикам оперативно получать информацию о начале обледенения в двигателях и избегать опасных с точки зрения образования льда участков пространства.

Обледенение самолетов в полете — явление частое и иногда представляющее серьезную опасность. В двигателях обледенению подвержены холодные зоны: воздухозаборник, вентилятор и несколько первых ступеней компрессора. Образующийся на их лопатках лед может ухудшать сжатие воздуха, ухудшая и общую работу силовой установки. Кроме того, от ледяной корки могут откалываться крупные куски и повреждать внутренние элементы двигателя.

Надежного инструмента, позволяющего определять обледенение в двигателе, в отличие от планера, сегодня пока не существует. Дело в том, что воздух, поступающий в силовую установку, претерпевает сильные температурные колебания, нагреваясь из-за торможения и сжатия на входе воздухозаборника и резко остывая из-за расширения в камере за входом или в зоне после вентилятора. Из-за этого обледенение в двигателе может происходить при температуре окружающего воздуха в плюс 5-10 градусов Цельсия.

Стандартные самолетные системы предупреждения о начале обледенения для двигателей не годятся как из-за своих размеров, так и принципов работы. Кроме того, установка аналогичных систем в двигатель существенно увеличит его массу, а значит потребует доработки конструкции мотогондолы и крыла самолета. По этой причине летчики обнаруживают обледенение по косвенным признакам: вибрации двигателей, изменения частоты их шума и параметров работы.

Разработанная канадцами система компактна, легка и может с высокой точностью обнаруживать начало процесса обледенения. Система состоит из двух наклоненных друг навстречу другу светодиодов и фотодиода, расположенного между ними. Диоды диаметром три миллиметра каждый прикрыты прозрачным материалом, а светодиоды установлены так, чтобы при нормальных условиях их световое излучение проходило сквозь прозрачное окошко. Длина окошка составляет чуть больше 12 миллиметров, а ширина — около пяти миллиметров.

При начале образования льда на поверхности окошка все больше излучения светодиодов будет отражаться к фотодиоду и система оповестит летчиков об опасности. Прозрачное окошко также имеет датчик температуры, данные с которого также будут передаваться в кабину пилотов, чтобы те имели представление о температурных условиях в той зоне двигателя, где началось образование льда. По данным Podium Aerospace, ее система практически не добавит массы двигателю и не будет мешать нормальному протеканию воздушных потоков в нем.

Предварительные испытания прототипа системы уже были проведены в лабораторных условиях и признаны успешными. Теперь Podium Aerospace намерена испытать ее на самолете на разных высотах и скоростях полета. Затем систему установят на двигатель для летных испытаний.

Работами по созданию систем обнаружения обледенения в двигателях на протяжении последних лет занимаются сразу несколько компаний. Такие исследования стали возможны благодаря появлению компактных и легких элементов, которые могут быть без труда встроены в кожух двигателя или сами силовые установки.

Например, Национальный научно-исследовательский совет Канады, агентство курирующие различные разработки, ведет два проекта разработки систем обнаружения обледенения. В рамках первого в двигатель планируется встраивать ультразвуковые датчики, а второго — электростатические датчики. Первые будут обнаруживать лед за счет отражения ультразвуковых колебаний, а вторые — изменения электрической проводимости датчика от контакта с кристалликами льда. Оба проекта технически сложны и предполагают серьезное усложнение конструкции двигателей.

.