Конструктивные мероприятия, направленные на обеспечение пожарной безопасности

Одним из главных мероприятий, обеспечивающих безопасность полета, является создание на летательном аппарате условий, при которых предотвращается возможность возникновения и распространения пожара. Для этих целей в конструкцию гондол вводят герметизирующие перегородки, трубопроводы, проходящие в зоне горячих деталей двигателя, выполняют из жаропрочных материалов, гибкие соединения выносят за противопожарные перегородки, применяют термостойкую изоляцию электрожгутов.

Агрегаты топливных, масляных и гидравлических систем обычно располагают в холодной зоне силовой установки по возможности компактно. В горячей зоне не допускается применение электрона и других горючих материалов, трудно поддающихся тушению. Все сильно нагреваемые агрегаты и части двигателя охлаждают. Воздухозаборники и выходные щели в смежных отсеках силовых установок размещают со сдвигом между собой для исключения переброса пламени при пожаре из одного отсека в другой. Обеспечивают возможность быстрого выключения двигателей и флюгирования воздушных винтов ТВД при получении сигналов об аварийном состоянии последних.

В заборной топливной магистрали устанавливают пожарный кран, перекрывающий доступ топлива к двигателю. Место установки крана выбирают таким образом, чтобы свести к минимуму количество топлива, которое может быть выработано двигателем после перекрытия крана. Топливные магистрали располагают в пожаробезопасной зоне силовой установки и по возможности защищают от разрушения при аварийной посадке летательного аппарата.

Двигатели целесообразно размещать на пилонах под крылом или в хвостовой части фюзеляжа. Крепление двигателей на пилонах можно осуществлять так, чтобы в случае необходимости их можно было сбросить. Для уменьшения вероятности возникновения пожара при аварийной посадке желательно создавать самолет с высокорасположенным крылом или размещать двигатели над крылом. Группы топливных баков, расположенные в крыле, необходимо разделять одну от другой перегородками, а лонжероны, нервюры, шпангоуты и контейнеры в этих местах должны иметь герметические стенки. Масляные баки в гондолах располагают так, чтобы в случае их течи содержимое не попадало на горячие детали двигателя.

По условиям компоновки топливных и масляных систем должна исключаться всякая возможность скопления горючих жидкостей и их паров. Выводы магистралей (патрубков) слива топлива в полете выносят из зоны выхода горячих газов. При включении в работу системы пожаротушения предусматривается прекращение продува гондол путем полного закрытия заслонок продува подкапотного пространства и лент (клапанов) перепуска воздуха. Электрооборудование, расположенное в местах возможного скопления паров топлива, должно быть взрывобезопасной конструкции. В электрической сети необходимо предусматривать выключатели, позволяющие отключать при пожаре источники электрического питания и участки сети, без которых возможно продолжение полета и обеспечение посадки. Для уменьшения возможности возникновения пожара в кабине летательного аппарата большую часть бытового оборудования изго­товляют из невоспламеняющихся материалов.

На летательных аппаратах с расположением силовых установок в непосредственной близости от кабин экипажа или пассажиров устанавливают перегородки, отделяющие силовую установку от кабин и препятствующие распространению в кабине огня и дыма. В то же время в кабинах предусматривают аварийные выходы, обес­печивающие возможность быстрого покидания летательного аппарата.

Конфигурация противопожарных перегородок

Каждый основной и вспомогательный двигатель, подогреватель, работающий на топливе, и другое оборудование с внутренним горением должны быть изолированы от остальных частей самолета противопожарными перегородками, кожухами или эквивалентными им средствами.

Каждая противопожарная перегородка или кожух должны быть сконструированы таким образом, чтобы исключалось проникновение из изолированного отсека в другие части самолета опасного количества жидкости, газа и пламени.

Каждое отверстие в противопожарной перегородке или кожухе должно быть заглушено плотно пригнанными огненепроницаемыми уплотнениями, прокладками, втулками или арматурой, с тем чтобы противопожарная перегородка в целом соответствовала требованиям по огненепроницаемости.

Все противопожарные перегородки и кожухи должны быть огненепроницаемыми и защищенными от коррозии.

Соответствие критериям огненепроницаемости материалов и компонентов должно быть показано следующим образом:

- Материалы и компоненты должны подвергаться воздействию пламени 1100±50 °C.

- Листовые материалы размером 250х250 мм должны подвергаться воздействию пламени горелки, одобренной Компетентным органом.

- Пламя должно быть достаточным для поддержания требуемой температуры испытаний на площади 125х125 мм.

Арматура и материалы противопожарной перегородки должны не менее 15 мин препятствовать проникновению пламени.

В противопожарных перегородках или кожухах можно применять следующие материалы без испытаний их по требованиям настоящего параграфа:

- листы нержавеющей стали толщиной 0,4 мм;

- листы мягкой стали (с алюминиевым покрытием или иначе защищенные от коррозии) толщиной 0,55 мм;

- белую жесть толщиной 0,5 мм, покрытую сплавом олова и свинца;

- монель-металл (медно-никелевый сплав) толщиной 0,5 мм;

- арматура противопожарной перегородки из стали или медного сплава;

- листы титана толщиной 0,4мм.

Конфигурация обечаек

На современных самолетах для уменьшения лобового сопротивления двигатели заключаются в гондолы. Они дают возможность осуществлять плавный переход от силовой установки к фюзеляжу или крылу и предохраняют двигатель и его агрегаты от загрязнения. Одновременно с этим гондолы используются для правильного распределения и направления потока воздуха, необходимого для работы двигателя и для его охлаждения. Гондола двигателя включает в себя капот, который представляет собой обычно несиловую часть гондолы и состоит из системы легкосъемных или откидных крышек. Гондолы двигателей представляют собой тонкостенные конструкции, аналогичные конструкциям фюзеляжа. В современных силовых установках применяются каркасные и панельные конструктивно-силовые схемы гондол и капотов. Каркасная конструкция гондолы состоит из мощного каркаса и легких крышек, которые крепятся к каркасу, или тонкой обшивки, прикрепленной к продольному и поперечному наборам. В этом случае гондола воспринимает нагрузки от двигателя и передает их на крыло Панельная конструкция гондолы или капота состоит из больших и достаточно жестких панелей. Панели, связанные быстродействующими стягивающими замками, образуют замкнутую достаточно жесткую оболочку. Такая конструкция воспринимает воздушные нагрузки. Нагрузки от двигателя в этом случае через мотораму передаются непосредственно на крыло или фюзеляж. Передний капот состоит из воздухозаборника, обтекателя редуктора, верхней и двух боковых балок и четырех крышек. Передний шпангоут вместе с носком обшивки образует кольцевую камеру противообледенительного устройства воздухозаборника, в которую теплый воздух подается через патрубок из противообледенительной системы самолета. В задний капот двигателя входят силовые шпангоуты, крышки и рама маслорадиатора. Гондола заканчивается хвостовой частью. Гондолы турбореактивных двигателей, расположенных в крыле, полностью или частично размещаются внутри крыла. В этих случаях лонжероны крыла в отсеке размещения двигателей имеют кольцеобразную форму и одновременно являются усиленными шпангоутами гондолы. Гондолы, расположенные под крылом (по конструкции аналогичны описанным выше. Гондолы и капоты обычно изготовляют из дуралюминовых листов и профилей, иногда для узлов применяются магниевые сплавы. На участках, подвергающихся высоким температурам, применяют нержавеющую сталь.

Конфигурация звукопоглощающих панелей

В зависимости от требований по шумности в настоящее время применяются следующие типы звукопоглощающих конструкций:

- однослойные звукопоглощающие панели (звукопоглощающие конструкции первого поколе­ния), состоящие из перфорированной обшивки, сотового или коробчатого заполнителя и сплошной обшивки;

- двухслойные звукопоглощающие панели (зву­копоглощающие конструкции второго поколения), состоящие из двух слоев сотового или коробчатого заполнителя. Со стороны потока и между слоями заполнителя расположены перфорированные обивки, а со стороны, противоположной потоку, рас­положена сплошная обшивка. Двух­слойные звукопоглощающие конструкции позво­ляют повысить эффективность поглощения звука за счет расширения частотной полосы поглощения.

В настоящее время в разработке находятся и д­ругие системы звукопоглощающих конструкций с использованием в качестве широкополосных по­глотителей звука сеточных слоев и гомогенных пористых заполнителей.

Конфигурация подвесок двигателя, виброизолирующих опор

Для подвески поршневых двигателей применяют моторные рамы.

Моторной рамой называется ферма, закрепленная на ВС, к которой непосредственно крепится мотор.Моторной рамой связываются отдельные элементы моторной уста­новки.

Требования к моторным рамам

Моторная рама должна быть прочной при всех условиях полета и особенно при посадке ВС. Она должна быть жесткой и в то же время легкой.

Моторная рама должна допускать свободный доступ ко всем частям мотора и агрегатам, требующим периодического осмотра, чистки, регулировки (фильтры, отстойники, редукционные клапаны, помпы, карбюраторы, магнето, свечи и т. п.). Она должна позволить быструю замену отдельных агрегатов и деталей мотора и мотоустановки.

При несъемных моторных рамах конструкция рамы должна до­пускать быструю съемку и установку мотора в целом.

Моторная рама (быстросъемная) должна допускать быструю съемку моторной установки с самолета. Это во много раз сокращает время на замену мотора, что особенно важно для военных самолетов. Кроме того, мотор, заранее монтированный на моторной раме, может быть на ней предварительно опробован. Быстрая замена моторной рамы важна н в том случае, если самолет проектирован для различных моторов.

При быстросъемной конструкции моторной рамы нужно особо тщательно продумать крепление моторной рамы, капотов, трубопро­водов и управление мотором.

Моторная рама должна, допускать эластичность крепления мотора к раме или рамы к самолету. Это особенно необходимо для звездооб­разных моторов, имеющих худшую уравновешенность по сравнению с рядными У-образными двигателями.

Конструкция моторных рам

По своей конструкции моторные рамы разделяются на рамы для рядных и для звездообразных двигателей.

Моторная рама для рядного двигателя (фиг. 11.1) состоит из двух параллельных, связанных между собой брусьев а, носящих название подмоторных, так как к ним крепится мотор, и опорной системы б. Опорная система может иметь как ферменную, так и рамную конструк­цию. Стержни опорной системы образуют четыре узла в, которыми моторная рама крепится к фюзеляжу или крылу самолета.

Моторная рама может быть изготовлена из стальных хромомолиб-деновых труб со сварными узлами либо клепаная из дуралюмниовых профилей. Выбор того или другого способа изготовления рамы заонетгт от типа мотора, под который она проектируется, способа креп­ления мотора к раме, типа самолета, для которого проектируется рама, и т. п.

Рис. 11.1 Моторная рама рядного двигателя.

Моторные рамы звездообразных двигателей (фиг. 25) состоят из кольца 1, к которому крепится мотор, и из ряда прямолинейных подкосов, образующих опорную систему 2, связывающую кольцо с узлами 3 кре­пления рамы к самолету. Число узлов обычно равно четырем. Большинство моторных рам звездообразных двига­телей выполнено сварными из сталь­ных труб, но встречаются также рамы, клепаные из дуралюмиповых листов. Конструкция кольца рамы, к кото­рому крепится мотор, в основном зависит от способа крепления мотора и от типов применяемых для этого эластичных подвесок.

Рис.11.2 Моторная рама звездообразного двигателя

Создание быстросъемных моторных рам требует применения и узлах крепления рамы кфюзеляжу специальных шарнирных соеди­нений. На рис. 11.3 и 11.4 изображены два типа креплений моторной рамы.

В обоих случаях при отъеме раны отвертываются лишь накидная галка 3, соединяющая балку рамы 1 с фюзеляжем посредством вкла­дыша 2. вилки 4 и уха 5 (рис. 11.3) или же (рис. 11.4) при помощи шаро­вого шарнира 1, ввернутого хвостовиком в балку рамы, и чашки 2, приклепанном к лонжерону.

Рис. 11.3. Быстроразъемный узел с плоским шарниром.

Рис. 11.4. Быстроразъемный узел со сферическим шарниром

На рис. 11.5 показано шарнирное соединение моторной рамы. Быстроразъемные узлы моторной рамы помечаются белой краской.

Рис.11.5 Внешний вид быстроразъемного узла