Aer sângerat - Bleed air

Aerul evacuat este aer comprimat preluat din etapa compresorului unei turbine cu gaz în amonte de secțiunile sale de ardere a combustibilului. Supapele de reglare automată a alimentării cu aer și a presiunii în cabină (ASCPC-uri) purgă aerul din secțiunile compresorului motorului cu etapă înaltă sau joasă. Aerul cu nivel scăzut este utilizat în timpul operațiunii de reglare a puterii ridicate și ridicat în timpul coborârii și al altor operațiuni de reglare a puterii reduse. Aerul evacuat din acest sistem poate fi utilizat pentru răcirea internă a motorului, pornirea încrucișată a unui alt motor, antigivrarea motorului și a cadrului, presurizarea cabinei , actuatoare pneumatice , motoare cu aer, presurizarea rezervorului hidraulic și rezervoarele de stocare a deșeurilor și a apei . Unele manuale de întreținere a motorului se referă la astfel de sisteme ca „aer de evacuare a clientului”. Aerul de sângerare este valoros într-o aeronavă pentru două proprietăți: temperatură ridicată și presiune ridicată (valorile tipice sunt 200-250 ° C și 275 kPa (40 PSI), pentru aerul de sângerare regulat care iese din stâlpul motorului pentru utilizare în aeronavă).

Utilizări

Comanda presiunii cabinei și a aerului de sângerare pe un Boeing 737-800

În aeronavele civile, utilizarea principală a aerului de sângerare este de a oferi presiune cabinei aeronavei prin furnizarea de aer către sistemul de control al mediului . În plus, aerul de sângerare este utilizat pentru a menține părțile critice ale planului (cum ar fi marginile frontale ale aripii ) fără gheață.

Aerul sângerat este utilizat pe multe sisteme de aeronave, deoarece este ușor disponibil, fiabil și este o sursă puternică de energie. De exemplu, sângerarea aerului de la un motor de avion este utilizată pentru a porni motoarele rămase. Rezervoarele de stocare a apei din toaletă sunt presurizate de aerul care se alimentează printr-un regulator de presiune .

Atunci când este utilizat pentru presurizarea în cabină , aerul evacuat de la motor trebuie mai întâi răcit (deoarece iese din etapa compresorului la temperaturi de până la 250 ° C), trecându-l printr-un schimbător de căldură aer-aer răcit de aerul rece exterior. Apoi este alimentat către o unitate de mașină cu ciclu de aer care reglează temperatura și fluxul de aer în cabină, menținând mediul confortabil.

Aerul sângerat este, de asemenea, utilizat pentru încălzirea prizelor de motor . Acest lucru împiedică formarea, acumularea, desprinderea gheții și ingerarea de către motor, eventual deteriorarea acestuia.

La avioanele alimentate cu motoare cu reacție, un sistem similar este utilizat pentru anti-înghețarea aripilor prin metoda „aripi fierbinți”. În condiții de îngheț, picăturile de apă care se condensează pe marginea anterioară a aripii se pot îngheța. Dacă se întâmplă acest lucru, acumularea de gheață adaugă greutate și schimbă forma aripii, provocând o degradare a performanței și, eventual, o pierdere critică de control sau ridicare . Pentru a preveni acest lucru, aerul de sângerare fierbinte este pompat prin interiorul marginii anterioare a aripii, încălzindu-l la o temperatură peste îngheț, ceea ce împiedică formarea de gheață. Apoi, aerul iese prin găuri mici în marginea aripii.

La aeronavele cu elice, este obișnuit să se utilizeze aerul de sângerare pentru a umfla o cizmă de cauciuc pe marginea anterioară, spargând gheața după ce s-a format deja.

Aerul de sângerare de la compresorul de înaltă presiune al motorului este utilizat pentru alimentarea supapelor de control al reacției, așa cum este utilizat pentru o parte a sistemului de control al zborului din familia de avioane militare Harrier jump jet .

Contaminare

Articol principal: Eveniment de fum

La aproximativ 1 din 5.000 de zboruri, aerul sângerat utilizat pentru aerul condiționat și presurizare poate fi contaminat de substanțe chimice precum ulei sau fluid hidraulic. Acest lucru este cunoscut ca un eveniment de fum. În timp ce aceste substanțe chimice pot fi iritante, astfel de evenimente nu au fost stabilite pentru a provoca daune pe termen lung.

Anumite efecte neurologice și respiratorii asupra sănătății au fost legate anecdotic de expunerea la aerul sângerat despre care se presupune că a fost contaminat cu niveluri toxice pe aeronavele comerciale și militare. Această presupusă boală pe termen lung este denumită sindrom aerotoxic , dar nu este un sindrom recunoscut din punct de vedere medical. Un potențial contaminant este fosfatul de tricrezil .

Multe grupuri de lobby au fost înființate pentru a pleda pentru cercetarea acestui pericol, inclusiv site-ul de informare a organofosfatului aerian (AOPIS) (2001), Global Cabin Air Quality Executive (2006) și Asociația Aerotoxic din Marea Britanie (2007). Cercetarea mediului în cabină este una dintre numeroasele funcții ale Grupului ACER, dar cercetătorii lor nu au stabilit încă nicio relație de cauzalitate .

Deși un studiu realizat pentru UE în 2014 a confirmat că contaminarea aerului din cabină ar putea fi o problemă, acel studiu a mai afirmat:

"O mulțime de evenimente de fum raportate au cauzat limitări de confort pentru ocupanți, dar nu au reprezentat niciun pericol. O verificare a contaminării aerului din cabină cu substanțe toxice (de exemplu, TCP / TOCP) nu a fost posibilă cu evenimentele de fum investigate de BFU."

Deși până în prezent nicio dovadă științifică nu a constatat că aerul din cabina avionului a fost contaminat la niveluri toxice (depășind nivelurile de siguranță cunoscute, în ppm, ale oricărui produs chimic periculos), o instanță din Australia, în martie 2010, a găsit în favoarea unui fost însoțitor de zbor a afirmat că a suferit probleme respiratorii cronice după ce a fost expusă fumului de ulei într-o călătorie în martie 1992. Astfel de testări sunt rare din cauza refuzului Boeing de a instala senzori de calitate a aerului în avioanele sale, temându-se de procesele din partea echipajului sau a pasagerilor din cauza evenimentelor de fum, iar companiile aeriene au refuzat să permite însoțitorilor de zbor să poarte probe de aer după măsurători chimice mandatate de Congres.

FAA a revocat certificatele medicale ale mai multor piloți care au dezvoltat probleme neurologice după evenimente de fum. Un judecător care a acordat compensații lucrătorilor unui pilot care suferise encefalopatie toxică (leziuni ale creierului) din cauza unui eveniment de fum a condamnat obstrucționismul industriei aeriene în jurul evenimentelor de fum.

În iulie 2015, piloții dintr-un zbor Spirit Airlines au fost parțial incapacitați de vapori în aerul sângerat.

Avioane fără sânge

Sistemele de aerisire sunt utilizate de câteva decenii în avioanele de pasageri. Îmbunătățirile recente în electronica în stare solidă au permis înlocuirea sistemelor pneumatice de putere cu sisteme electrice. Într-o aeronavă fără sânge, cum ar fi Boeing 787 , fiecare motor are două generatoare electrice cu frecvență variabilă pentru a compensa faptul că nu furnizează aer comprimat sistemelor externe. Se consideră că eliminarea aerului de purjare și înlocuirea acestuia cu o generație suplimentară de electricitate oferă o îmbunătățire netă a eficienței motorului, greutate redusă și ușurință în întreținere.

Beneficii

O aeronavă fără sânge atinge consumul de combustibil prin eliminarea procesului de comprimare și decomprimare a aerului și prin reducerea masei aeronavei datorită îndepărtării conductelor, supapelor, schimbătoarelor de căldură și a altor echipamente grele.

APU (unitatea de alimentare auxiliară) nu trebuie să furnizeze aer de evacuare atunci când motoarele principale nu funcționează. Aerodinamica este îmbunătățită datorită lipsei orificiilor de aerisire a aripilor. Prin acționarea compresoarelor de alimentare cu aer din cabină la viteza minimă necesară, nu sunt necesare supape modulatoare de pierdere a energiei. Pachetele de mașini cu ciclu de aer (ACM) cu temperatură ridicată și presiune înaltă pot fi înlocuite cu pachete cu temperatură scăzută și presiune scăzută pentru a crește eficiența. La altitudinea de croazieră, unde majoritatea avioanelor își petrec majoritatea timpului și își ard cea mai mare parte a combustibilului, pachetele ACM pot fi ocolite în totalitate, economisind și mai multă energie. Deoarece nu se ia aer de la motoare pentru cabină, se elimină potențialul de contaminare cu ulei de motor a alimentării cu aer a cabinei.

În cele din urmă, susținătorii designului spun că îmbunătățește siguranța, deoarece aerul încălzit este limitat la capacul motorului, spre deosebire de a fi pompat prin conducte și schimbătoare de căldură în aripă și în apropierea cabinei, unde o scurgere ar putea deteriora sistemele înconjurătoare.

Vezi si

Referințe