CИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЛЁТЧИКА

© В.С.Пичулин, Н.Н.Баусин, Г.А.Смирнова
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2012 г.

В настоящее время одной из важнейших задач является обеспечение комфортного теплового состояния летчика в изменяющихся условиях окружающей среды и при постоянно меняющемся уровне физической и эмоциональной нагрузки.

В существующих на сегодняшний день системах вентиляции защитного снаряжения пилоту приходится по собственным теплоощущениям вручную регулировать температуру воздуха, подаваемого в вентиляционный костюм. В результате загруженности пилота работами по выполнению своей основной задачи добиться комфортного состояния не удается, что приводит к перегреву или переохлаждению организма и снижению работоспособности.

В данной работе разработана автоматическая система управления тепловым состоянием пилота по физиологическим показателям, представлена ее структура. Система включает регулятор избыточного давления, регулятор наддува костюма, кран-эжектор, а также дополнительно датчики концентрации углекислого газа, вычислительное устройство, электромеханизм, терморегулятор и переключатель.

Величина энерготрат пилота, которая является входным параметром в разработанной математической модели, определяется по разнице концентраций углекислого газа в воздухе на входе и выходе из гермокабины. Измерение концентрации углекислого газа в воздухе кабины производится газоанализатором, работа которого основана на зависимости теплопроводности анализируемо¬го воздуха от содержания в нем углекислого газа.

Сигнал от датчика измерения углекислого газа поступает в вычислительное устройство, где в соответствии с построенной моделью производится расчет температуры воздуха, подаваемого в вентиляционный костюм. С вычислительного устройства сигнал передается на электромеханизм. Вал электромеханизма поворачивает крышку терморегулятора, задавая тем самым температуру подаваемого в вентиляционный костюм воздуха, рассчитанную в соответствии с разработанной математической моделью.

Разработан терморегулятор, обеспечивающий необходимую температуру подаваемого в вентиляционный костюм воздуха за счет термочувствительного элемента. Преимущество данного терморегулятора – автоматическое регулирование температуры вне зависимости от режима полета, т. е. температуры воздуха в холодной и горячей линиях системы кондиционирования кабины, которая зависит от температуры воздуха, отбираемого от двигателей. В камере смешения терморегулятора установлена термочувствительная пружина. Она изменяет свою длину при изменении температуры воздуха в камере смешения и открывает или закрывает клапан, изменяя расход воздуха по горячей линии. Таким образом, терморегулятор поддерживает на выходе из камеры смешения рассчитанную в соответствии с полученной математической моделью температуру.

Разработанная система позволяет оценивать тепловое состояние пилота и в зависимости от общих энерготрат пилота и условий полета подбирать и обеспечивать необходимую температуру воздуха, подаваемого в вентиляционный костюм летчика.

Система с автоматической регуляцией температуры воздуха позволит обеспечивать комфортный тепловой режим летчика в течение всего полета. Это поможет летчику сосредоточиться на выполнении своего полетного задания и существенно повысит безопасность полета.