Дзюбенко О.Л., ст. преподаватель, к.п.н.

Ерёмин А.Ю., курсант

Военный авиационный инженерный университет (г. Воронеж)

Своевременное и качественное проведение капитальных ремонтов (КР) специальных средств измерений (далее по тексту СИ) является необходимым условием поддержания заданной степени готовности парка воздушных судов. Требуемые объемы и сроки проведения таких ремонтов регламентируются приказами главкома ВВС, а текущие потребности в них – количеством и техническим состоянием парка воздушных судов.

Указанные характеристики определяют требования к ремонтным органам различного уровня системы метрологического обеспечения (СМлО) с точки зрения обоснования их программ ремонтов (годовой и перспективных, оценки стоимостных затрат на проведение ремонтов, разработки заказов предприятиям – изготовителям СИ на производство ЗИП необходимых типов (ЗИП-Г, -Р, россыпью) и их количества, определение необходимых объемов и стоимости перевозок СИ к местам поверки, ремонта и обратно и т.д.

Методический подход прогнозирования потребности в капитальном ремонте, наличии и исправности СИ состоит в следующем.

Все СИ своему функциональному назначению подразделяется на группы (всего их 19). Каждая группа состоит из типов СИ, например, к группе А приборов для измерения силы тока относятся образцы А1 – установки или приборы для поверки амперметров, А2 – амперметры постоянного тока и т.д.

Средство измерения l -ого типа, считается требующим КР, если для него справедливо соотношение вида , где - норма расхода ресурса до очередного КР для образца l-типа, час; - годовая норма расхода ресурса, час, I – количество лет в оцениваемом периоде.

Тогда, количество образцов СИ l -ого типа в m-ой группе, требующих КР к окончанию i–го периода, определяется как

    (1).

Потребность в проведении КР СИ к окончанию оцениваемого периода, определяется выражением , где M – количество групп СИ, L – количество типов СИ в группе. В качестве исходных данных для выполнения расчетов необходимо использовать значения , , определяемые нормативными документами.

Наличие исправных и готовых к применению СИ l –го типа в авиаотрядах определяется в соответствии с выражением:

,                                (2)

где     – штатный состав СИ l –го типа;

– количество неготовых к использованию по назначению СИ l –го типа.

В свою очередь
имеет вид:

,                    (3)

где     – количество СИ l –го типа, требующих проведения ремонта;

– количество СИ l –го типа, требующих проведения технического обслуживания;

– количество СИ l –го типа, требующих проведения списания;

– количество СИ l –го типа, требующих доставки к месту применения после ремонта (технического обслуживания), для восполнения безвозвратных потерь и т.д.

Для восполнения и доведения численности СИ в государственной авиации до их штатного количества необходимо поступление новых СИ из промышленности в таких потребных объемах, которое не компенсируется возможностями ремонтных органов по капитальному и среднему ремонтам. (приведения к штатной численности).
Расчетное соотношение потребных объемов поставок СИ l –го типа из промышленности с учетом возможностей предприятий промышленности по проведению КР и ремонтных органов по проведению среднего ремонта (СР), имеет вид:

,            (4)

где		-	потребные объемы поставок СИ l –го типа из промышленности, шт.;
		-	коэффициент, определяющий требуемый уровень укомплектованности авиационных отрядов государственной авиации СИ l –го типа, шт.
		-	количество СИ l –го типа, необходимое для формирования авиационных отрядов государственной авиации, шт.;
		-	объем неосвоенного ремонтными предприятиями промышленности капитального ремонтного фонда СИ l –го типа (разность между количеством вышедшей в КР () СИ и возможностью ремонтных органов по их ремонту (определяется производственными характеристиками предприятий промышленности по проведению КР));
		-	объем неосвоенного среднего ремонтного фонда СИ l –го типа;
		-	безвозвратные потери СИ l –го типа;
		-	количество СИ l –го типа, требуемое для накопления запасов в мирное время.

Исходные данные, которые необходимы для расчета потребного количества СИ, выпускаемой промышленностью, следующие:

количество СИ l –го типа, выходящей в КР;

штатная потребность в СИ l –го типа по требуемому уровню укомплектованности авиационных отрядов государственной авиации;

количество и типы СИ l –го типа, необходимые для формирования авиационных отрядов государственной авиации.

Ожидаемые выходные результаты:

производственные возможности предприятий по выпуску СИ l –го типа;

количество СИ l –го типа, поступающие в авиационных отрядов государственной авиации для доукомплектования.

Стоимость выпуска нового единичного образца СИ l –го типа с учетом финансирования проведения НИОКР, производства и испытаний определяется выражением

,                        (5)

где		-	стоимость затрат на проведения НИОКР единичного образца СИ l –го типа, руб.;
		-	стоимость затрат на производство единичного СИ l –го типа, руб.;
		-	стоимость затрат на проведения испытаний единичного образца СИ l –го типа, руб.
		-	коэффициент, учитывающий варианты финансирования разработки, производства и испытаний СИ l –го типа.

В зависимости от варианта финансирования (полное или частичное) коэффициент принимает значения в диапазоне , где 1 соответствует 100% финансированию, 0 – отсутствие финансирования, который влияет на сроки проведения НИОКР, производство и испытания единичного образца.

Для серийного производства СИ справедливо выражение

                            (6)

В противном случае, при отсутствии или ограничении финансирования, выпуск новых образцов СИ будет затруднен и поэтому проводятся мероприятия по модернизации существующих СИ или затратной закупке новых.

Таким образом, в соответствии с приведенным методическим подходом обеспечивается возможность прогнозирования потребности в капитальном ремонте, наличии исправной СИ на период до 2020 года, а также возможность расчёта необходимого количества и суммы затрат на выпуск новой или модернизацию морально-устаревших СИ с учетом полного или ограниченного финансирования НИОКР.

Литература:

1. Закон Российской Федерации “Об обеспечении единства измерений” от 27.04.93 № 4871-1.

2. ЗОСТ 54-5-1531 71-99 Метрологическое обеспечение технической эксплуатации наземных систем и средств УВД, навигации, посадки и связи. Основные требования.

3. ПР 50-732-93 ГСИ. Типовые положения о метрологической службе государственных органов управления Российской Федерации и юридических лиц.

4. ПР 50.2.008-94 Правила Госстандарта РФ по аккредитации головных и базовых организаций метрологических служб государственных органах управления.

5. Федеральные авиационные правила “Метрологическое обеспечение разработки, эксплуатации и ремонта АТ и СНО ГА”

6. РД 54-3-152.53-95 Отраслевая система обеспечения единства измерений. Положение о метрологической службе гражданской авиации

7. РД 54-3-152.51-97 Отраслевая система обеспечения единства измерений. Порядок аккредитации метрологических служб предприятий гражданской авиации на право калибровки специальных средств измерений

Недостатками АРМ-1-1 являются:

• низкая надежность при проведении поверки;
• автоматическая блокировка на 24 часа при внесении ошибки поверителем;
• громоздкость;
• моральное старение.

  Взамен этой громоздкой установки по поверке средств измерения (СИ) давлений разряжений предлагается КИД-П [2], монтируемого взамен штатной ПЭВМ, с рядом преимуществ:
  

• высокий класс точности;
• высокая мобильность;
• простота в использовании;
• универсальность;
• малые габариты (два кейса).
  

  Рисунок 1 – Схема существующего размещения автоматизированного рабочего места для метрологического обслуживания СИ давления разряжения
  

  Разработанное автоматизированное рабочее место (АРМ) представляет собой совокупность аппаратно-программных ресурсов, обеспечивающую метрологу – поверителю обработку данных и автоматизацию управленческих функций, которые создаются на объекте пользователя объединением (агрегированием) серийно выпускаемых средств вычислительной техники собственного производства (ПЭВМ АСТ, серверов АСТ, систем интегрированных серверов АСТ, систем хранения данных АСТ) и дополнительного компьютерного оборудования.
  

  А так же, разработка автоматизированного рабочего места осуществляется дополнением в оборудование ПЛИТ – А2-4/1 автоматизированного рабочего места по поверке расходомеров топлива с замещением автоматизированного рабочего места (АРМ-1-1), предназначенного для метрологического обслуживания СИ давления и разряжения.
  

  В качестве автоматизированного рабочего места предлагается установить автоматизированную проливную установку УП-1 (Рисунок 2), согласно схеме, указанной на рисунке 3 [2].
  

  
  

  Рисунок 2 – Автоматизированная проливная установка УП-1
  

  Данная установка предназначена для калибровки, поверки и метрологического обслуживания средств измерений датчиков и счетчиков (расходомеров) топлива в полевых условиях. В основу работы проливной установки УП-1 положен объемный метод измерения. УП-1 может быть использована как в стационарном комплексе, так и в подвижной лаборатории.
  

  Положительная сторона – это устойчивость к вибрациям, тряски, ударам, что отвечает условиям мобильности подвижной лаборатории.
  

  Назначение:
  

• измерение калибровочных коэффициентов;
• поверка измеряемого оборудования;
• проверка функциональности датчиков и счетчиков.

  Срок службы проливной установки составляет 10 лет со дня начала эксплуатации. Средняя наработка на отказ 10000 часов.
  

  
  

  Рисунок 3 – Схема предлагаемого размещения автоматизированного рабочего места для метрологического обслуживания СИ объемного расхода жидкости (расходомеров)
  

  Технические характеристики:
  

• диапазон расхода – 2-200 л/ч
• пределы погрешности измерения объема – ±0,3%
• максимальное давление – 0,3 МПа
• габаритные размеры – 1,0х0,6х1,5 м
• масса – 200 кг
• электропитание – ~380/50 В/Гц
• количество одновременно поверяемых приборов – 6 шт
• диапазон рабочих температур – -50..+50⁰С
• максимальная влажность – 80%

  Таким образом, разработана ПЛИТ, в которой добавлено еще одно автоматизированное рабочее место. Тем самым увеличиваются области поверки, уменьшается время, которое необходимо для поверки, снижена вероятность ошибки поверителя, возможность проведения поверки расходомеров топлива, тем самым расширяется область применения подвижной лаборатории измерительной техники.

Дзюбенко Олег Леонидович, к.п.н.,

Мозговой Игорь Александрович, курсант,

ВУНЦ ВВС (ВВА), г. Воронеж

В последние годы очень остро ставится проблема экологичности воздушных судов, в частности минимизация воздействия выбросов авиационных двигателей на окружающую среду. Основное воздействие воздушных судов на окружающую среду происходит на приаэродромных территориях в режиме «взлет-посадка».

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что прогнозные оценки загрязнения окружающей среды приаэродромных территорий от летательных аппаратов в цикле “взлет-посадка“ необходимо проводить с учетом рассеивания загрязняющих веществ в турбулентной струе. Это позволяет исключить дорогостоящий эксперимент при оценке неблагоприятного воздействия на окружающую среду приаэродромных территорий двигателей летательных аппаратов.

Формирование уровней концентраций загрязняющих веществ на приаэродромных территориях осуществляется под воздействием факторов, которые условно можно объединить в две группы: в первую группу входят факторы, включающие интенсивность циклов “взлет-посадка“, скорость при взлете или посадке и состав воздушных судов, параметры взлетной полосы и приаэродромных территорий; во вторую группу объединены факторы, влияющие на перенос и рассеивание загрязняющих веществ в пространстве: направление и скорость ветра, температура и влажность воздуха, состояние погоды и атмосферы, вид и высота близлежащей застройки, ширина приаэродромной территории. Следует отметить, что скорость и направление ветра влияют на перемещение уже сформировавшихся полей концентраций, так как в процессе формирования большее влияние на них оказывают интенсивность и скорость сверхзвуковой струи газов на выходе из сопла.

Формирование полей концентраций в конусе сверхзвуковой струи достаточно изучено и проверено экспериментально. В этой работе рассматривается дальнейшее перемещение загрязняющих веществ в пространстве под действием диффузии и ветра. Механизмы диффузии применительно к примагистральным территориям при выбросах от линейных источников автотранспорта имеют много общего с перемещениями загрязняющих веществ над приаэродромными территориями. Поэтому структурность диффузионных механизмов применительно к автомобильным дорогам можно использовать и при рассмотрении загрязнения приаэродромных территорий.

Динамический характер процессов диффузионного перемещения сформированных полей концентраций над приаэродромными территориями обусловлен интенсивностью и мощностью источников загрязнения и метеорологическими параметрами.

В зависимости от воздействия перечисленных факторов следует отметить два качественных состояния воздушного бассейна над приаэродромными территориями. Первое состояние соответствует установлению баланса между мощностью выброса загрязняющих веществ от летательных аппаратов и концентрациями соответствующих ингредиентов в атмосферном воздухе на уровне, не превышающем предельно допустимую концентрацию (ПДК). Для второго состояния материальный баланс нарушен. В этом случае концентрации загрязняющих веществ по отдельным или всем ингредиентам выше ПДК. Для автомобильных дорог такие поля концентраций формируются сравнительно на небольшой высоте, поэтому их воздействие на окружающую среду локально выражено более сильно. Для сформированных полей концентраций от летательных аппаратов локальное воздействие загрязняющих веществ на окружающую среду выражено слабо, но, значительный вред наблюдается в глобальном масштабе при воздействии мезопроцессов на общее состояние атмосферы.

Если локальное воздействие загрязнений от автомобильной дороги на окружающую среду можно смягчить путем разработки и внедрения мероприятий по совершенствованию условий движения транспортных потоков, то для воздушного транспорта эти мероприятия малоэффективны.

Процесс рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере осу­ществляется за счет перемещения их вместе с потоками воздуха с учетом мелкомасштабных флуктуаций под действием вертикальной составляющей диффузионной скорости. Турбулентность динамического перемещения потоков связана, прежде всего, с трением движущихся потоков масс о подстилающую поверхность. Чем больше величина шероховатости и скорости ветра, тем сильнее будет выражена турбулентность. С увеличением скорости ветра увеличивается и расстояние, на которое уносятся загрязняющие вещества. В зимнее время уровень концентраций оксида углерода и диоксида азота ниже за счет возрастания турбулентности, влияющей на интенсивность рассеивания загрязняющих веществ.

С увеличением скорости ветра также возрастает интенсивность рассеивания загрязняющих веществ. Следует отметить прямое влияние на характер формирования загрязнения окружающей среды приаэродромных территорий направления ветра. Как правило, в цикле “взлет-посадка“ направление ветра параллельно оси взлетной полосы навстречу движению самолета, а при посадке – противоположно движению. В этих случаях происходит сложение скоростей ветра и струй отработавших газов, а значит эффект рассеивания увеличивается. Из-за большой турбулизации потоков возрастает вертикальная составляющая скорости, поле концентраций перемещается не только горизонтально в противоположную сторону движения самолета, но и вертикально. Поэтому поле концентраций представляется в виде наклонной к горизонту конической поверхности. Уже на расстоянии20 мот сопла самолета на высоте 3…3,5 м были получены фоновые концентрации оксидов углерода и диоксида азота. Как показали наблюдения за формированием уровня загрязнения приаэродромных территорий при взлете, максимальные концентрации наблюдаются по оси взлетной полосы за самолетом, а перпендикулярно оси полосы получены практически фоновые концентрации. Наблюдения за изменением сформировавшегося поля концентраций загрязняющих веществ в шлейфе взлетающего самолета показали, что с высотой на расстоянии35 мот края взлетной полосы концентрации оксида углерода и диоксида азота возрастают.

Значения концентраций над соплами самолета по высоте уменьшаются. Это вызвано тем, что на высоте турбин скорости газовых струй значительно выше скорости ветра. Поэтому происходит расширение газовых струй в конусе отработанных газов и не происходит его размывание ветром. С удалением самолета при взлете влияние отработанных струй на перемещение сформировавшегося поля концентраций снижается, и аэрозольное облако перемещается параллельно оси взлетной полосы, воздействуя отрицательно на окружающую среду. В этом отличительная особенность воздействия линейного бесконечного источника на загрязнение окружающей среды, так как перемещение полей концентраций в этом случае зависит от розы ветров, которая практически равномерна в течение года. Приаэродромные территории загрязняются практически по направлению оси взлетной полосы. В этом отношении жилые дома, сельскохозяйственные поля и растительность необходимо размещать на приаэродромных территориях перпендикулярно к оси взлетной полосы с учетом нормирующего параметра воздействия шума на окружающую среду и живые организмы.

Литература

1.  Маслов В.А.,  и др. Размещение приборов контроля окружающей среды в районе аэродрома./ Межвуз. сб. научно-методич. трудов ”Совершенствование наземного обеспечения авиации”. Ч. IV. – Воронеж: ВВАИИ, 2000. – 221 с.
2. Маслов В.А. /В кн. Сазонов Э.В., Турбин В.С., Ус Н.А. и др. ”Очистка газовых и пылевых выбросов“. – Воронеж: ВВАИИ, 2001.-221с.
3.  Маслов В.А. Экологический мониторинг воздушной и акустической сред приаэродромных территорий/ Сб. материалов 59-ой научно-технической конференции СамГАСА. – Самара: СамГАСА, 2002. – 217 с.

Отрицательное воздействие шума на слуховые аппараты человека и животных доказано. Первоначально при воздействии шума свыше предельно допустимого уровня (ПДУ) человек утомляется, у него обостряется слух на высоких частотах, появляется раздражительность, после чего он привыкает и у него начинает падать слух. Длительное воздействие шума свыше ПДУ (свыше 70 ДбА) приводит его к глухоте. Особенно шумы самолета отрицательно воздействуют на обслуживающий персонал аэродромов, работающих при интенсивности шума порядка 2 ПДУ. Медицинские исследования показали, что при интенсивности шума 135…140 дБ начинают вибрировать мягкие ткани носа и горла, возникают вибрации в костях черепа и зубах. В диапазоне интенсивности звука 140…160 дБ начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног. При уровне шума 160 дБ и более происходит разрыв барабанных перепонок.

Следует отметить, что шумы воздействуют на слуховой аппарат через центральную и вегетативную системы человека. Одновременно шумы отрицательно воздействуют посредством тех же систем на его сердечную деятельность, желудок, а значит, являются причиной многих заболеваний.

Основными параметрами звука являются высота, частота и громкость. На основе этих параметров разработано 5 основных акустических критериев оценки воздействия авиационных шумов:

1. максимальный уровень шума с учетом психофизиологической реакции человека: уровень звука L_А (дБА), уровень воспринимаемого шума PNL или PNLT, а также их модификации: эффективный уровень шума, характеризующий действие шума на местности при единичном пролете с учетом продолжительности шума, EPNL, или эффективный уровень звука L_АЕ, дБА;
   

1. суммарное воздействие шума, учитывающее не только максимальные уровни шума при каждом пролете, но и число пролетов за определенный период времени;
   
2. площадь ограничения контуром шума на земной поверхности с заданным максимальным уровнем или критерий суммарного воздействия;
   
3. количество населения, подверженного заметному раздражающему воздействию авиационного шума;
   
4. комплексные или комбинированные критерии, перечисленные выше.
   

Рис.1. Основные направления неблагоприятного воздействия авиационного шума

Первый критерий учитывается при сертификационных испытаниях самолета по шуму. При оценке акустических характеристик самолетов необходимо учитывать стандарты ИКАО и ГОСТ: соответственно EPNL и L_A.

На формирование шумов на приаэродромных территориях в цикле “взлет-посадка” влияют атмосферное давление, температура и влажность воздуха, выпадение осадков, направление и скорость ветра, состояние взлетной полосы, окружающий ландшафт.

Плотность воздуха в большей степени зависит от состояния погоды и атмосферного давления. Неравномерностью состава воздуха и его плотности обусловлена неравномерность распространения звука в окружающей среде, поэтому расчетные значения шумов могут значительно отличаться от замеренных. На распространение звука влияет скорость ветра. Так как скорость ветра растет с высотой, то и скорость звука меняется по высоте. Фронт звуковой волны в этом случае искривляется вогнутостью к земле, поэтому сверху происходит их взаимодействие с ландшафтом. Частично они поглощаются, а оставшийся фронт звуковых волн, огибая препятствия и отражаясь от них, отклоняется вверх. При совпадении частот звуковых волн деформированного фронта и вновь образовавшего при взлете воздушного судна возможны резонансные явления, значительно увеличивающие уровень шума над приаэродромными территориями. На искривление фронта звуковых волн влияет также температура воздуха, значительно меняющаяся с увеличением высоты.

В молекулярной теории растворов различают зеотропные (неазеотропные) и азеотропные смеси.

Смесь азеотропного состава аналогична чистому веществу, поскольку состав паровой и жидкой фаз у нее одинаков, а давления в точках конденсации и кипения совпадают.

Концентрации паровой и жидкой фаз зеотропной смеси  различаются; кипение при постоянном давлении происходит при увеличении температуры хладагента, а конденсация – при падении температуры.

Температуры кипения и конденсации у зеотропной смеси хладагентов определяются сложнее. Температура кипения равна средней температуре между температурой точки росы при постоянном давлении всасывания и температурой, при которой хладагент попадает в испаритель. Температура конденсации равна средней температуре между температурой точки росы и температурой жидкости на выходе из конденсатора.

Зеотропные смеси имеют преимущества и недостатки. Изменение состава рабочего тела при циркуляции его по контуру холодильной системы может привести к возрастанию холодопроизводительности и холодильного коэффициента. В то же время, применение зеотропных смесей приводит к снижению интенсивности теплообмена и к изменению состава смеси при возникновении утечек, что влияет на пожаробезопасность и холодопроизводительность установки.

Одним из наиболее интересных хладагентов признается R502 – зеотропнаяя смесь хладагентов R22 и R115. Массовая доля R22 составляет 48,8%, a R115 – 51,2%. Относится к группе ХФУ. Невзрывоопасен, малотоксичен и химически инертен к металлам. Растворимость R502 в маслах, коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации близки к соответствующим значениям для R22, малорастворим в воде. Объемная холодопроизводительность его выше, а температура нагнетания ниже примерно на 20°С, чем у R22, что положительно сказывается на температуре обмотки электродвигателя при эксплуатации спирального герметичного холодильного компрессора, как на аэродромном кондиционере АК-1,6-20-1-1.

Другим интересным с точки зрения использования в аэродромных кондиционерах является хладагент R123, который относится к группе ГХФУ. Температура кипения при атмосферных условиях 27,9 °С. Потенциал разрушения озона ODP = 0,02, потенциал глобального потепления GWP = 90. Хладагент предназначен для холодильных установок работающих на R11. Температура и давление конденсации ниже на 10° чем у R11. В аэродромных кондиционерах можно использовать в циклах каскадных холодильных машин.

В качестве альтернативных хладагентов наиболее интересны R404A , R409A и R401A.

Хладагент R404а – зеотропная смесь R125/R143a/R134a с соотношением массовых долей компонентов 44/52/4 c nемпературныv глайдjv менее 0,5К. В зависимости от условий эксплуатации обеспечиваются повышение холодопроизводительности на 4…5 % и снижение температуры нагнетания в компрессоре до 8 % по сравнению с аналогичными характеристиками компонентов смеси. Целесообразно использовать в кондиционерах, рассчитанных на низкие и средние температуры кипения. R404а не следует смешивать с воздухом и допускать присутствия высоких концентраций воздуха с давлением выше атмосферного или при высоких температурах.

Хладагент R409A - смесь на основе ГХФУ: R22, R124 и R142. Массовые доли компонентов составляют соответственно 60; 25 и 15. Температура кипения при атмосферных условиях -34 ^oС. Потенциал разрушения озона ODP = 0,05. Хладагент негорюч и неядовит, совместим с минеральными, а также с алкилбензольными маслами. Предназначен для использования в парокомпрессионных холодильных установках с поршневыми и винтовыми компрессорами.

Хладагент R401A – зеотропная смесь среднего давления с температурным глайдом Dt_gl= 4…5К. Рекомендуется для замены R12 в кондиционере АК-0,4-9А. В зависимости от условий эксплуатации холодопроизводительность холодильной системы, в которой ранее был R12, увеличивается на 5…8 %. Хладагент R401 несовместим с минеральными маслами, поэтому при замене R12 необходимо заправлять холодильный агрегат алкилбензольным маслом. R401A Хладагент рекомендуется применять в высоко- (выше О ^oС) и среднетемпературных холодильных установках (герметичные, бессальниковые компрессоры и компрессоры с открытым приводом). Холодопроизводительность холодильной системы, работающей на R401, сопоставима с холодопроизводительностью систем на R12 при температурах кипения выше -25 ^oС.

В Российской Федерации разработан хладагент С10М1 – трехкомпонентная смесь на основе гидрохлорфторуглеродов R22/R21/R14. Предназначена смесь С10М1 для замены хладагентов холодильных систем, работающих на R12. Анализ термодинамических и эксплуатационных свойств этого хладагента показывает возможность замены R12 на аэродромном кондиционере АК-0,4-9А.

Хладагенты С10М1 нетоксичны, негорючи и по основным физико-химическим, термодинамическим и эксплуатационным свойствам сходны с хладагентом R12.

Технология перевода аэродромных кондиционеров с хладагента R12 на смеси С10М1 отработана и оптимизирована. Обязательное условие применения смесей – заправка оборудования хладагентом в жидкой фазе, т.е аналогично кондиционеру АК-0,4-9А.

В последние годы наиболее широк используемым хладагентом в парокомпрессионных холодильных низко- и среднетемпературных установках является R 134A. Тенденция применения данного хладагента не обошла и аэродромные кондиционеры ВВС Российской Федерации. В цикле холодильной машины кондиционера АК-0,4-1М используется как раз R 134A. Такие преимущества данного хладагента, как высокая озонобезопасность и низкая температура кипения, нивелируются высокой стоимостью самого агента и необходимостью использовать импортные компрессорные установки.

Поэтому в настоящее время идет активный поиск отечественной альтернативы R134a. В результате комплексных исследований в НИИ тепловых процессов им. В. М. Келдыша (Россия) разработан ряд многокомпонентных озонобезопасных хладагентов взамен R134a в качестве альтернативы R12. Наиболее перспективный из них хладагент С1 (азеотропная смесь R152/R600a), представляющий собой смесь углеводородов и фторуглеродов. Результаты исследований свидетельствуют о высоких теплофизических и эксплуатационных свойствах хладагентов и низком энергопотреблении холодильников, где используют эти хладагенты.

Исследования показали, что холодопроизводительность и холодильный коэффициент компрессоров, заправленных смесью С1 в диапазоне температур кипения, характерных для аэродромных кондиционеров, соответствуют аналогичным параметрам для R12 и тем более для R134a.

На сегодняшний день в аэродромных кондиционерах используются разнообразные хладоны. Постоянно ведется поиск наиболее дешевых, наиболее эффективных и безопасных хладагентов. Нам представляется, что использование в холодильных машинах смесей, как зеотропных, так и азеотропных, есть ключ к решению проблемы поиска наиболее приемлемых хладагентов.

виртуальные тренажеры могут использоваться как в курсах подготовки специалистов наземного обеспечения ВВС по изучению многокомпонентнозарядной техники (МКЗТ), так и при самостоятельном образовании военных специалистов, стремящихся повысить свою квалификацию;

обучение с применением компьютеризированного виртуального тренажера должно базироваться на определенном объеме теоретических знаний;

использование компьютерного тренажера предполагает наличие у курсанта базовых навыков работы с вычислительной техникой [1].

Предлагаемая методика применения программных продуктов МКЗТ подразумевает совмещение четырех равнозначных по актуальности и важности составляющих учебного процесса
военного авиационного инженерного вуза:

теоретический курс;

тренажерная подготовка;

самостоятельная подготовка;

проверка знаний (тестирование/аттестация).

Все перечисленные составляющие взаимосвязаны между собой.

1) Теоретический курс

Теоретический курс ориентируется на практическое применение полученных знаний специалистами наземного обеспечения ВВС в профессиональной деятельности. По окончании изучения конструкции МКЗТ необходимо чтобы курсанты достигли следующих уровней обученности:

иметь представление:

- об основных научно-технических проблемах и перспективах развития современной МКЗТ.

знать:

- основные физико-химические свойства газов, применяемых для зарядки бортовых систем воздушных судов;

- требования руководящих документов к качеству применяемых газов;

- эксплуатационные возможности воздухозаправщиков, области их рационального применения;

- правила техники безопасности при эксплуатации воздухозаправщиков;

- назначение, технические характеристики, общее устройство воздухозаправщиков, их принципиальные схемы.

Данные уровни обученности достигаются:

- раскрытием состояния и перспектив совершенствования устройства воздухозаправщиков;

- акцентированием внимания обучаемых на наиболее сложных и узловых вопросах;

- доведением до сознания обучаемых актуальности изучаемого материала.

На теоретическом занятии по изучению конструкции МКЗТ используются как традиционные методические приемы обучения: конспектирование узловых вопросов, метод проблемных вопросов т.д., так и инновационные, с применением виртуальных симуляторов. При изучении материала необходимо обеспечить раскрытие учебных вопросов в контексте современного состояния и перспектив совершенствования конструкции воздухозаправщиков и порядка их использования, а также учитывать опыт антитеррористических операций, локальных войн и вооруженных конфликтов. Здесь необходимо использование инновационных компьютерных технологий наравне с аудиторными занятиями с опытными преподавателями. Нельзя оставлять весь теоретический материал на самостоятельное обучение, т.к. в процессе обучения у курсанта обязательно возникнут вопросы, ответы на которые может дать только квалифицированный преподаватель.

Для лучшего усвоения материала разработаны различные интерактивные программные комплексы МКЗТ, которые за счет наглядности позволяют повысить эффективность восприятия материала курсантами. Эти программы являются серьёзным инструментом как для аудиторных занятий с преподавателем, так и для самоподготовки.

2) Тренажерная подготовка

Под тренажерами можно понимать виртуальные симуляторы МКЗТ, имитирующие определенные виды новейшего оборудования. Для военных учебных заведений представляет интерес тренажеры технических устройств, которые поступают в Вооруженные Силы РФ в настоящее время. Виртуальные симуляторы позволяют не только наглядно увидеть изучаемый объект, но и попробовать его в эксплуатации.

По окончании изучения вопросов эксплуатации МКЗТ необходимо чтобы курсанты достигли следующих уровней обученности:

знать:

- эксплуатационные возможности МКЗТ, области их рационального применения;

- правила использования по назначению МКЗТ.

уметь:

- вести техническую документацию при эксплуатации МКЗТ.

иметь опыт:

- использования по назначению МКЗТ.

Данные уровни обученности достигаются:

- раскрытием вопроса об использовании компрессорных станций и воздухозаправщиков;

- самостоятельным изучением курсантами под руководством преподавателя и инструкторов на рабочем месте порядка подготовки к работе и работе компрессорных станций и воздухозаправщиков;

- акцентированием внимания обучаемых на наиболее сложных и узловых вопросах;

- доведением до сознания обучаемых актуальности изучаемого материала.

Практическое занятие по изучению правил использования МКЗТ является продолжением их детального изучения.

Практическое занятие должно отвечать требованиям проведения учебного процесса в военном авиационном инженерном вузе. Для привития курсантам навыков, необходимых для успешной практической деятельности в войсках, целесообразно применение современных методических приемов обучения с использованием виртуальных симуляторов МКЗТ.

Практическое занятие проводится двумя преподавателями в одной учебной группе. Ответственность за подготовку и проведение занятия несет ведущий преподаватель. Накануне практического занятия преподавателям необходимо:

- провести целевую самоподготовку, на которой ознакомить курсантов с темой предстоящего занятия и помочь им качественно подготовиться к занятию;

- выдать курсантам задание на каждое рабочее место;

- назначить старших групп из числа курсантов;

- проверить готовность к занятию техники, укомплектованность учебно-наглядных пособий, наличие и исправность ТСО. На практическом занятии используются как традиционные методические приемы обучения: конспектирование узловых вопросов, самостоятельная работа под руководством преподавателей; метод проблемных вопросов и т.д., так и инновационные, с применением виртуальных симуляторов.

Для качественного изучения и отработки практических вопросов эксплуатации МКЗТ (ВЗ-20-350) целесообразно использование следующего алгоритма действий по выполнению различных операций при работе на виртуальном симуляторе [2].

Зарядка воздухом баллонов воздухозаправщика

Для зарядки сжатым воздухом баллонов воздухозаправщика необходимо выполнить следующее:

- навести курсор на вентиль ЗАРЯДКА и открыть его маховичком. При этом манометр на линии эарядки должен показывать давление воздуха от компрессорной станции;

- открыть один из вентилей группы баллонов маховичком 2, 4, 6, 8 или 10, заполнить ее воздухом до давления 350 кгс/см².

Следить за давлением по одному из манометров 1,3,5,7 и 9.

Зарядку баллонов вести по группам в любой последовательности;

- закрыть один из вентилей маховичком 2,4,6,8 и 10, заполненной воздухом группы баллонов;

- после заполнения воздухом групп баллонов до давления 350 кгс/см² закрыть вентиль на пульте управления компрессорной станции;

- открыть дренажный вентиль маховичком 31 и стравить давление воздуха из шланга и линии зарядки.

 Контролировать падение давления по манометру 33;

- отсоединить рукав от компрессорной станции и заправщика;

- установить заглушки на наконечники рукава и штуцер на панели зарядки.

3) Самостоятельная подготовка

Для самостоятельной подготовки и самопроверки освоенных теоретических знаний и практических навыков очень эффективно применение программных обучающих (тестирующих) комплексов. Накануне практического занятия необходимо:

- провести целевую самоподготовку, на которой ознакомить курсантов с темой занятия и помочь им качественно подготовиться к занятию;

- выдать задание на каждое рабочее место;

- назначить старших групп из числа курсантов;

- проверить укомплектованность и готовность к занятию техники, учебно-наглядных пособий и ТСО.

Самостоятельная работа курсантов является составной частью учебной работы и имеет целью закрепление и углубление полученных на теоретических и практических занятиях знаний и навыков, поиск и приобретение новых знаний, в том числе с использованием автоматизированных обучающих систем (виртуальных симуляторов МКЗТ), а также выполнение учебных заданий, подготовку к предстоящим занятиям, зачетам и экзаменам.

Самостоятельная работа организуется командирами подразделений курсантов, обеспечивается и контролируется кафедрами. Время для нее отводится распорядком дня
из расчета не менее 3—4 часов ежедневно. Учебный отдел вуза (учебная часть факультета) систематически осуществляет контроль
за организацией самостоятельной работы слушателей и курсантов, результаты контроля анализируются в вузе (на факультете) не реже одного раза в месяц. Основная цель данного вида занятий состоит в обучении курсантов методам самостоятельной работы с учебным материалом, в том числе с использованием автоматизированных обучающих систем.

В процессе работы курсант может получить подсказки или комментарии к рассматриваемому вопросу, а также увидеть правильные варианты ответов на текущий вопрос. Для повышения эффективности обучения отработка практических вопросов производится на виртуальных симуляторах МКЗТ. Необходимо, чтобы база вопросов и вариантов ответов составлялась профессионалами, которые имеют не только большой опыт профессиональной деятельности по эксплуатации МКЗТ, но и большой опыт преподавания в высших военных учебных заведений. Только в этом случае база данных будет содержать вопросы, которые необходимо усвоить квалифицированному специалисту наземного обеспечения ВВС.

4) Проверка знаний (аттестация)

Контроль успеваемости и качества подготовки курсантов включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию обучающихся и итоговую аттестацию.

Текущий контроль успеваемости предназначен для проверки хода и качества усвоения учебного материала по конструкции и эксплуатации МКЗТ. Он может проводиться в ходе всех видов занятий в форме, избранной преподавателем или предусмотренной тематическим планом. Результаты текущего контроля успеваемости отражаются в журнале учета учебных занятий и используются учебным отделом, факультетами и кафедрами для оперативного управления образовательным процессом.

Промежуточная аттестация имеет целью определить степень достижения учебных целей по учебной дисциплине (курсу) и проводится в форме зачетов, экзаменов, защиты курсовых работ (проектов, задач). Формы промежуточной аттестации устанавливаются учебным планом.

Проверка знаний курсанта – необходимое условие для его аттестации. Проверка знаний по усвоению вопросов конструкции и эксплуатации МКЗТ с применением виртуальных симуляторов очень эффективный инструмент контроля.

Особенность данной методики заключалось в том, что она включала два этапа проведения практического шестичасового занятия:

1. Первый этап (два часа учебного времени) – повторение изученного материала, имитация выполнения операций и первичное закрепление навыков по использованию ВЗ-20-350 на модели реального объекта, т.е. с применением виртуального симулятора;

2. Второй этап – активизация, закрепление практических навыков на реальном объекте. С учетом единичного количества реального воздухозаправщика и подгруппы обучающихся по 12-15 человек на второй этап практического занятия учебного времени отводилось больше – 4 часа.

В начале работы обучаемого курсанта на виртуальном симуляторе вызывалось натуральное изображение пульта управления спецоборудованием ВЗ-20-350, где курсант изучал и запоминал расположение манометров и вентилей, производил тренировку открытия и закрытия воздушных вентилей, то есть приобретал практические навыки управления симулятором.

Отработав приемы управления, курсант переходил к следующему этапу работы на симуляторе – к обучению. В данном режиме курсант производил выполнение операций, связанных с эксплуатацией воздухозаправщика ВЗ-20-350. Обучаемый получал задание по выполнению конкретных практических операций, например, перепуск воздуха из одной группы баллонов в другую, последовательная и одновременная зарядка групп баллонов воздухозаправщика, выдача воздуха потребителю. Данные операции курсант выполнял самостоятельным управлением вентилями, с визуальным контролем изменения давления по манометрам.

В ходе неоднократной отработки учебного материала курсантами запоминались расположения приборов и вентилей воздухозаправщика, последовательность выполнения операций.

Таким образом, проведение практических занятий с использованием виртуального симулятора позволило каждому курсанту работать на отдельной модели функционирования воздухозаправщика ВЗ-20-350, чем была достигнута индивидуализация обучения.

Развитие газозарядных и теплотехнических средств было направлено на более полное и качественное обеспечение все возрастающих потребностей авиационных частей и соединений в сжатых и сжиженных газах и тесно связано с развитием всей кислородно-газовой техники.

Рассмотрим путь их развития.

В 30-е годы в связи с появлением на ВС убирающихся шасси, пневмогидравлических амортизаторов, применением метода пневматической перезарядки стрелково-пушечного вооружения, применением пневмоинструмента при обслуживании и эксплуатации аэродромов в части наземного обеспечения полетов начали поступать средства добычи сжатого воздуха и зарядки бортовых систем самолетов. К ним относится аэродромная компрессорная станция АКС-2, оборудование которой монтировалось на двухосном автомобильном прицепе, и состояло из двигателя ГАЗ и воздушного компрессора АК-50/150 с системой охлаждения и фильтрации. Станция обеспечивала наполнение 4-х транспортных 40-литровых баллонов сжатым воздухом до давления 150 кгс/см² за время около 30 мин. Зарядка пневмосистем самолетов осуществлялась из аэродромных баллонов, смонтированных на тележках, методом перепуска.

Самолетные кислородные системы заряжались газообразным кислородом, получаемым на стационарных, автомобильных и вагонных кислороддобывающих станциях (СК-05, АК-05 и В-3) из транспортных баллонов методом перепуска, с последующим дожатием до требуемого давления с помощью кислородных насосов КН-2 (с ручным приводом) или КН-3 (с электрическим приводом).

Для перевозки и хранения жидкого кислорода в частях наземного обеспечения полетов применялись сосуды Дьюара СД-15, вместимостью 15 л. Для подогрева авиадвигателей самолетов применялись переносные и бортовые подогреватели.

В послевоенный период начался новый расцвет отечественной авиации. На смену поршневым авиационным двигателям пришли реактивные двигатели. Появилась реактивная авиация.

Насаждение ВС радиоэлектронным и другим специальным оборудованием потребовало разработки специальных средств наземного кондиционирования и подогрева (теплотехнических средств). Так, в 50-е -60-е годы в части наземного обеспечения полетов стали поступать аэродромный кондиционер АКВ-30/120 и моторные подогреватели МП-44 и МП-300.

Для заправки бортовых самостоятельных систем жидким кислородом, а также для его хранения и транспортирования стали применяться транспортные резервуары жидкого кислорода ТРЖК-1, АШС-1 (1959 г.), ТШС-3 (1962 г.), ТРЖК—8 (1969 г.) и железнодорожные кислородные цистерны 8Г-512, предназначенные для транспортирования жидкого кислорода к месту потребления на большие расстояния.

Для зарядки бортовых систем газообразным кислородом использовались автомобильные кислородно-зарядные станции:

- АКЗС-15, на шасси ЗИС-5, (15 м³/ч);

- АКЗС-40 (1955 г.), ЗИЛ-150, (40 м³/ч, 90 м³);

- АКЗС-60 (1957 г.), ГАЗ-69, (150 кгс/см², 24 м³).

Для зарядки бортовых систем ВС сжатым воздухом 1955 г. в строевые части ВВС стали поступать воздухозаправщики ВЗ-16-230 и ВЗ-20-230.

В этот же период для получения в полевых условиях сжатого воздуха и зарядки им транспортных баллонов и воздухозаправщиков в частях наземного обеспечения полетов появились:

- компрессорная станция АКС-8М (1954 г.), на шасси двухосного прицепа, производительность 130 м³/ч и максимальное давление 230 кгс/см²;

- компрессорная станция СИ-14 (1957 г.), на шасси автомобиля ЗИЛ-157, (90 м³/ч, 350 кгс/см²).

С ростом потребностей в сжатых и сжиженных газах отечественных ВС в начале 60-х годов стала поступать в строевые части ВВС следующая кислородно-газовая техника:

- АКЗС-75, на шасси ЗИЛ-150;

- АУЗС-1. на шасси ЗИЛ-150, имеющая запас углекислоты 375 кг, производительность 120 кг/ч и давление 165 кгс/см²;

- ВЗ-20-350, на шасси ЗИЛ-157, а затем на шасси ЗИЛ-131;

- УКС-400В на шасси автомобиля ЗИЛ-157 и прицепа 2ПН-4М.

В середине и конце 60-х годов появилась следующая кислородно-газовая техника:

- АУЗС-2М и АУЗС-3;

- УГЗС-1 (1967 г.), а затем УГ3С.М;

- АКЗС-75М (1968 г.);

- УГЖК-1 и СГУ-7КМ;

- АПК-1711, АПК-1713, АМК-24/56 (1970 г.);

- УМП-350.

Одним из путей решения проблемы удовлетворения все возрастающих потребностей в сжатых и сжиженных газах авиационных частей и соединений является увеличение возимого запаса газа в емкостях газозарядных средств, что позволяет увеличить количество потребителей (ВС), зарядку бортовых систем которых можно обеспечить от одного средства. С этой целью в начале 80-х годов была разработана, принята в частях наземного обеспечения полетов и в настоящее время серийно выпускается следующая КГТ:

-    воздухозаправщик ВЗ-630, имеющий за счет увеличения рабочего давления запас газа 504 м³, превышающий запас газа на ВЗ-20-350 в 1,8 раза;

• УГ3С-630, имеющая за счет увеличения давления до 630 кгс/см² (на азотном и воздушном вариантах) или до 450 кгс/см² (на кислородном варианте) запас газа, значительно превышающий запас газа на станции УГ3С.М;
• УКС-630, обеспечивающая зарядку ВЗ-630 и УГЗС-630 (воздушный вариант);
• ЗУА-1000, предназначенный для зарядки углекислотой бортовых систем ВС вместимостью свыше 90 кг; запас углекислоты 4300 кг, что в 10 раз больше, чем в АУЗС-3;

- ГСГ-250/420, смонтирован на шасси КамАЗ-5320 и полностью автономен, т.к. имеет собственный энергоисточник – электроагрегат, запас жидкого продукта почти в 2 раза больше, чем на установке СГУ-7КМ;

- ряд цистерн для хранения и транспортирования криопродуктов ЦТК-1,6-0,25, ЦТК-3,2/0,25, ЦТК-10/0,6;

- кондиционер АК-0,4-9А, рекомендованный для обслуживания ВС фронтовой и армейской авиации, а также некоторых типов ВС дальней и военно-транспортной авиации;

- кондиционер АК-1,6-9А, предназначенный для обслуживания ВС дальней, военно-транспортной авиации и ВС спецназначения;

- аэродромный высоконапорный подогреватель АВП-1Д-9А, рекомендованный для обслуживания ВС, базирующихся в северных районах страны. Он работает в режимах “Обогрев” и “Вентиляция”;

- кондиционер летного состава КЛС-8.

И в настоящее время развитие средств обеспечения газами продолжается. Конструкторские бюро и предприятия промышленности работают над созданием новых образцов кислородно-газовой техники, способных еще более эффективно обеспечивать техническое обслуживание современных ВС государственной авиации.

Автомобильная кислородазотдобывающая станция АКДС-70М2 предназначена для получения в полевых условиях жидкого медицинского кислорода ГОСТ 6331-78, газообразного медицинского кислорода ГОСТ 5583-78, жидкого и газообразного азота ГОСТ 9293-74.

Станция может работать в одном из следующих режимов:

- получение жидкого кислорода;

- получение газообразного кислорода;

- одновременное получение жидкого и газообразного кислорода;

- получение жидкого азота;

- получение газообразного азота;

- одновременное получение жидкого и газообразного азота.

На станции возможен отбор сухого воздуха в количестве до 100 нм³/ч под давлением 200 кгс/см² с соответствующим уменьшением производительности по выдаваемому готовому продукту до 20 %.

Жидкий кислород (азот) выдается станцией в резервуарах типа ЦТК под давлением 0,7 кгс/см², а газообразные продукты выдаются в транспортные баллоны или специальные емкости под давлением 150, 230, 350 и 400 кгс/см².

Работа станции АКДС-70М основана на принципе сжатия, охлаждения и сжижения атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения с последующим разделением его на кислород и азот методом низкотемпературной двукратной ректификации.

В основу работы установки положен цикл высокого давления с детандером и разрезной колонной двукратной ректификации.

В таком цикле атмосферный воздух сжимается в компрессоре до 16… 20 МПа (процесс 1-2) и разделяется на два потока: первый поток в количестве М кг направляется в теплообменники АТ₁ и АТ₂, в которых охлаждается (процессы 2-3 и 3-4), а затем дросселируется (процесс 4-5) и в виде парожидкостной смеси попадает в сборник АК; второй поток в количестве (1-М) кг, расширившись в детандере до давления Р₁ (процесс 2-7), присоединяется к обратному потоку (М-Х)кг и отдает свой холод прямому потоку в теплообменнике АТ₁. Сжиженный воздух в количестве X кг выводится из системы.

Сжиженный атмосферный воздух затем разделяется на составные части (кислород и азот) вследствие разности температур кипения жидких кислорода и азота. Жидкий азот под атмосферным давлением кипит при температуре минус 195,7°С, а жидкий кислород – при минус 182,9°С. При испарении жидкого воздуха сначала испаряется азот, обладающий более низкой температурой кипения, а по мере улетучивания азота жидкость обогащается кислородом. Повторяя процесс многократного испарения жидкости на тарелках ректификационной колонны, достигаем желаемой степени разделения воздуха на кислород и азот требуемой чистоты.

На станции АКДС-70М2 для получения необходимого количества продукта разделения воздуха осуществляется два основных и ряд вспомогательных процессов.

К основным технологическим процессам относятся:

- процессы сжатия, охлаждения и сжижения атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения;

- процесс разделения полученного сжиженного воздуха на кислород и азот методом двукратной ректификации и отбор получаемого кислорода или азота.

Для выполнения этих двух основных процессов, обеспечения длительной и безотказной работы станции, необходимо также выполнять и ряд вспомогательных процессов.

К вспомогательным технологическим процессам относятся:

- процесс очистки атмосферного воздуха от механических примесей, который осуществляется в инерционном пылеотделителе и двух воздушных фильтрах, установленных на всасывающих линиях компрессорных агрегатов;

- процесс осушки и очистки воздуха от влаги и вредных примесей. Эти процессы осуществляются во влагомаслоотделителях и в блоке очистки станции. Осушка и очистка воздуха от влаги, углекислого газа, ацетилена, погонов масла и других углеводородов предотвращает забивание теплообменной аппаратуры, ректификационных колонн и дроссельных вентилей в условиях низких температур – льдом, углекислотой, ацетиленом и другими углеводородами. Причем кристаллический ацетилен с кислородом – взрывоопасен.

Поэтому необходимость осуществления вспомогательных процессов трудно переоценить, т.к. они позволяют избежать непредусмотренных простоев, повысить надежность и взрывобезопасность работы станции.

В ВС воздушная система обеспечивает функционирование системы торможения колес шасси, управление дифференциальным механизмом поворота передней стойки шасси, приведение в действие тормозного парашюта, стрелково-пушечного вооружения, функционирование системы герметизации фонарей кабин, системы ава­рийного покидания (аварийных надувных трапов) самолета, приведение в действие системы аварийного выпуска шасси, обеспечение поддавливания блоков радиоэлектронной аппаратуры.

Сжатый воздух в авиации применяется и при проведении вспомо­гательных работ при обслуживании воздушных судов (например, таких как продувка газовых коммуникаций систем самолета и др.). Кроме того, сжатый воздух используется для приведения в действие пневмоинструмента.

Для хранения, транспортирования сжатого воздуха и заправки им бортовых систем ВС и других потребителей в авиационно-технических частях ВС РФ в настоящее время используются воздухозаправщики B3-20-350 и ВЗ-630. Учитывая, что на перспективных ВС наблю­дается тенденция использования в системах в основном газообразно­го азота и в дальнейшем предусматривается полная замена, воздуха газообразным азотом, необходимо отметить, что данные воздухозап­равщики могут использоваться также для хранения, транспортирования и заправки потребителей газообразным азотом.

Управление современными воздушными судами (ВС) является сложным процессом. Мышечной силы экипажа недостаточно чтобы производить выпуск и уборку шасси, поворот передней стойки шасси, управлять механизацией крыла и т.п. Для этих целей на са­молете используют системы с привлечением внешних источников энер­гии. Эти системы представляют собой сочетание источников энергии исполнительных механизмов_, элементов управления, при помощи кото­рых задается характер движения исполнительных механизмов. В настоящее время на воздушных судах наибольшее распространение получили системы, использующие: электрическую энергию (электродвигательный привод, электромагнитный привод); энергию жидкости подаваемой под давлением (гидравлический привод); энергию сжатого воздуха (пневматический привод).

Выбор источника энергии и структуры системы определяется конкретными требованиями к ней.

Воздушные системы ВС в качестве источника энергии используют сжатый воздух.

К воздушным системам предъявляются следующие основные требования:

- достаточная мощность и энергоемкость;

- точность и автоматизация процессов управления;

- высокие надежность и боевая живучесть;

- высокий уровень эксплуатационной технологичности и ремонто­пригодности;

- минимальные габариты и масса.

Воздушная система воздушного судна обычно работает от аккумулятора энергии газовых (воздушных) баллонов с рабочим давлением газа в них 12… 21 МПа. После завершения рабочей операции воздух стравлива­ется в атмосферу.

Воздушные системы используются там, где требуется ограничен­ная энергоемкость, быстродействие и автономность (перезарядка стрелково-пушечного вооружения, управление положением откидной части фонаря кабины, обеспечение его герметизации, приведение в действие тормозного парашюта, управление сбросом стартовых поро­ховых ускорителей и т.д). Как правило, воздушные системы комплексируются с электричес­кими системами. Это позволяет использовать основное достоинство электрической системы – простоту формирования, преобразования и передачи управляющего сигнала малой мощности. Типовая схема воздушной системы состоит из баллонов, предохранительных клапанов, редукторов, распределительных кранов, фильтров, обратных клапанов, трубопроводов, исполнительных механизмов, манометров.

Исполнительные механизмы воздушной системы работает обычно за счет энергии, заключенной в сжатом газе в воздушных баллонах.

          Обычно максимальное давление зарядки баллонов превышает максимальное рабочее давление, необходимое для срабатывания исполнительных пневмомеханизмов в 2…4 раза. Чем меньше разница между дав­лением в баллонах и рабочим давлением, тем больше неиспользуемый остаток воздуха, тем меньше энергетическая отдача заключенно­го в баллонах воздуха. Давление воздуха в баллонах воздушных систем самолетов обычно составляет 5…15 МПа. Давление в сети до требуемого по сравнению с давлением воздуха в баллонах пони­жается с помощью редукционных клапанов (редукторов) без стравливания воздуха в атмосферу.

Основные и аварийный баллоны заряжают сжатым воздухом от наземного источника питания через бортовой зарядный штуцер. На  пути движения воздуха установлен фильтр, очищающий его от механи­ческих загрязнений, и обратные клапаны. При нормальной работе  системы воздух, заключенный в аварийном баллоне, в работе не участвует. Его энергия используется только в аварийных случаях и направляется сразу к потребителю по трубопроводам.

Трубопроводы в воздушных системах применяются стальные преимущественно сечениями 6x4 и 8х6 мм. Малый диаметр трубопрово­дов обусловлен значительно меньшими (по сравнению с гидравлическими системами) потерями напора вследствие малой вязкости воздуха.

Исполнительные пневматические механизмы по принципу действия можно разбить на две группы: диафрагменные и поршневые одно­стороннего и двустороннего действия. Наибольшее распространение получили поршневые приводы благодаря значительно большей длине хода штока и лучшей компоновке. Поворотные и вращательные пнев­матические приводы применяются редко.

В настоящее время на снабжении авиационно-технических частей авиации Вооруженных Сил Российской Федерации имеется ряд аэродромных кон­диционеров, которые классифицируются по областям их применения по назначению.

К аэродромным кондиционерам общего применения относятся:

аэродромный кондиционер АК-0,4-9А, рекомендованный для обслуживания воздушных судов фронтовой, армейской авиации, ряда типов воздушных судов дальней и военно-транспортной авиации. Он является основным (базовым) аэродромным кондиционером в авиации Вооруженных Сил РФ;

аэродромный кондиционер АК-1,6-9А, рекомендованный для обслужива­ния тяжелых воздушных судов дальней и военно-транспортной авиации, а также воздушных судов специального назначения;

аэродромный высоконапорный подогреватель АВП-1,1-9A, рекомендованный для обслуживания воздушных судов фронтовой, армейской, дальней и военно-транспортной авиации, базирующихся на аэродромах в северной части страны (в холодных климатических районах).

К аэродромным кондиционерам общего применения относится также аэродромный многоцелевой кондиционер АМК-24/56-131 (1711Б), снятый с производства и снабжения авиации Вооруженных Сил, вследствие недостаточных основных эксплуатационно-технических характеристик (расхода и давления выдаваемого воздуха, холодо- и теплопроизводительности по воздуху) для обеспечения эффективного обслуживания современных воздушных судов, а также низкой надежности работы. Однако, несмотря на наличие вышеуказанных недостатков, этот кондиционер все еще продолжает в настоящее время эксплуатироваться в авиационно-технических частях и применяется для обслуживания различных типов воздушных судов.

К аэродромным кондиционерам специального применения (авиационным многоцелевым кондиционерам) относятся авиационные многоцелевые кондиционеры АМК-ЗК-9А и AMK-3K-131, рекомендованные для технического обслуживания самолетов типа Ту-22М2 и авиационных ракет. Причем, кондиционер АМК-ЗК-9А был разработан и принят на снабжение авиации, 4 взамен снятого с производства кондиционера AMK-3K-131, имеющего низкую надежность работы и ряд других конструктивных и эксплуатационных недостатков. Однако кондиционер АМК-ЗК-131 все еще продолжает эксплуатироваться е авиационно-технических частях.

Кондиционеры АМК-ЗК-9А и АМК-ЗК-131 предназначены для создания и поддержания заданных климатических условий в кабине и спецотсеках самолета, вентиляции пододежного пространства защитного снаряжения его летного экипажа, обеспечения термостатирования бортовой спецаппаратуры авиационных ракет, путем подачи в бортовую систему термостатирования ракеты охлажденного или подогретого этилового спирта, а также для обеспечения подготовок систем автоматического управления авиационных ракет на технических позициях, путем подачи охлажденной гидросмеси АМГ-10 в гидравлическую систему ракеты.

Для выполнения вышеуказанных задач в соответствии с функциональным назначением аэродромные кондиционеры специального применения АМК-ЗК-9А и AMK-3K-131, в отличие от вышеуказанных типов аэродромных кондиционеров общего применения, имеющих только один (воздушный) контур, являются трехконтурными кондиционерами, имеющими воздушный, спиртовой и гидравлический контуры. Указанные кондиционеры по существу являются многофункциональными установками, включающими в себя спецоборудование собственно аэродромного кондиционера, жидкостной установки термостатирования и установки для проверки гидросистем.

Все вышеуказанные типы аэродромных кондиционеров, применяемые в авиации Вооруженных Сил Российской Федерации, представляют собой мобильные (подвижные) установки, смонтированные на шасси серийных отечественных автомобилей.

Важнейшей отличительной конструктивной особенностью современных аэродромных кондиционеров, по сравнению с ранее выпускавшимися кондиционерами АМК-24/56-131 и АМК-ЗК-131, является применение электрического привода их спецоборудования (вместо механического привода у кондиционеров АМК-24/56-131 и АМК-ЗК-131), что, во-первых, повышает надежность работы кондиционеров; во-вторых, обеспечивает возможность их работы от внешней электросети и снижения при этом загазованности атмосферы вокруг обслуживаемых воздушных судов, а также обслуживания воздушных судов в ангарах и в железобетонных укрытиях; в третьих, обеспечивает возможность применения аэродромных кондиционеров в качестве мощных аварийных источников электроэнергии на аэродромах.

Осуществление отбора мощности для привода спецоборудования только от ходового двигателя автошасси на кондиционерах АВП-1,1-9А и АМК-ЗК-9А обеспечило значительное упрощение конструкции этих кондиционеров и облегчение их эксплуатации, особенно в холодный период года.

Кондиционеры летного состава предназначены для обеспечения необходимых физиолого-гигиенических условий летному составу при перевозке его в районе аэродрома, а также при несении боевого дежурства.

В авиации Вооруженных Сил продолжает применяться ранее снятый с производства и снабжения авиационных частей кондиционер летного состава КЛС-4, рассчитанный на размещение и перевозку в его салоне 4… 5 летчиков.

Снятие с производства и снабжения авиации кондиционера КЛС-4 было обусловлено наличием у последнего ряда существенных недостатков, затрудняющих выполнение задач в соответствии с его предназначением, а именно:

-         невозможности обеспечить, размещаемому в салоне кондиционера летному составу требуемых климатических условий при температурах окружающего воздуха ниже минус 20 и выше плюс 35°С, вследствие недостаточных тепло- и холодопроизводительности по воздуху системы кондиционирования воздуха в салоне кондиционера;

-         небольшой продолжительности непрерывной работы системы вентиляции пододежного пространства защитного снаряжения летного состава кондиционера (не более 1,5 ч);

-         низкой надежности работы кондиционера;

-         небольшой вместимости салона кондиционера по летному составу, не позволяющей обеспечить размещение в нем всего летного экипажа тяжелых воздушных судов дальней, военно-транспортной авиации и авиации ВМФ (составляющего до 8… 10 чел.);

-         недостаточной степени защищенности размещаемого в салоне кондиционера летного состава от поражающих факторов оружия массового поражения.

В настоящее время на снабжении авиации Вооруженных Сил РФ имеется кондиционер летного состава KJIC-8, рассчитанный на размещение и перевозку в его салоне 8… 10 летчиков.

Специалисты, работающие в области техники глубокого ох­лаждения (или как ее называют, криогенной техники), занима­ются развитием и совершенствованием  низкотемпературных циклов и оборудования, получением и использованием низких температур, определением физических свойств конструкционных и других материалов, практическим   применением  низкотемпературной тех­ники и обеспечением авиации сжатыми и сжиженными газами (кислородом, азотом, углекислым газом и др.)

Производство кислорода и других технических газов мето­дом низкотемпературной ректификации атмосферного воздуха является одним из перспективных направлений в технологических разработках, которые непосредственно влияют на динамику развития и нор­мальную деятельность ведущих отраслей промышленности. Крупнотоннажное производство кислорода, азота и других про­дуктов разделения воздуха расширяет области и объемы приме­нения этих газов.

Многие инновационные технологии в сфере общественного производства, военно-промышленного комплекса, освоения космического пространства, аграрной науки в той или иной степени связаны с применением криоген­ных продуктов.

Кислород как мощный интенсификатор технологических про­цессов давно известен как традиционный компонент в черной металлургии: конверторной выплавки стали, доменного производства, огневой зачистки металла и т.п. В химической промышленности кислород и азот используют при производстве аммиачных удобрений, ацетилена, этилена, метанола, искусственных волокон и др. Традиционным окислителем ракетного топлива продолжает оставаться жидкий кислород. Наиболее емкой по количеству потребителей и наименее ор­ганизованной является машиностроительная и металлообрабаты­вающая промышленность, где кислород находит широкое приме­нение для газопламенной обработки металлов. Широко используют кислород и в медицине: кислородные па­латки, коктейли, жемчужные ванны, дыхательные смеси, лече­ние кислородом под давлением.

С применением кислорода производят термическую обработ­ку стекла, обработку и резку гранитов, гнейсов, мрамора, огневое бурение скважин и многое другое. К числу перспективных относятся следующие сферы применения кислорода:

очистка сточных вод городов и промышленных предприятий, отбеливание целлюлозы;

производство серной кислоты, где потребность в кислороде в зависимости от мощности сернокислотного производства коле­блется в пределах 20…200 тыс. куб.м/ч;

микробиологический синтез искусственного белка, где кис­лород используют как интенсификатор биологической реакции, дающий по сравнению с воздушным дутьем значительный экономический эффект за счет ускорения процесса получения белка и уменьшения металлоемкости оборудования;

применение кислорода для создания плазмы и использования ее в МГД генераторов для производства электроэнергии как в целях покрытия пиковых нагрузок, так и для постоянно дейст­вующих магнитногидроэлектростанций.

Интересным может оказаться применение кислорода для дополнительного извлечения нефти из скважин исчерпанных место­рождений, где за счет специального разогрева нефтесодержащих пластов можно извлечь нефть. Для этой цели необходимо боль­шое (до 200 тыс.куб.м/ч) количество кислорода, разветвленная сеть трубопроводов и компрессия кислорода для подачи его в скважины.

В экономике широко используют газообразный и, особенно, жидкий азот. Помимо традиционных областей примене­ния газообразного азота – для создания инертных сред, защиты от взрывов при хранении и транспортировке взрывоопасных и горючих продуктов, для производства аммиака, искусственных волокон  –  его используют в микропроцессорной промышленности, моделировании косми­ческого пространства, создании эталонных газовых смесей и т.п.

Наиболее перспективной областью применения газообразного азота является метод хранения овощей, фруктов, семян зерновых и масличных   культур в регулируемой газовой среде с повышен­ным содержанием азота. Доказано, что при таком методе хране­ния, по сравнению с традиционным, потери сокращаются на 20-25%, а урожайность посевного фонда увеличивается на 10-15%. Это весьма актуально для отечественных производителей сельскохозяйственной продукции в условиях импортозамещения, – окупает затраты, связанные с герметизацией хранилищ, организацией компрессии «отбросного» азота на кислородных станциях и прокладкой трубопроводов от станций – поставщиков азота до крупных хранилищ. Жидкий и газообразный азот также широко применяют для транспортировки пищевых продуктов. Примерно 5 % пищевых продуктов перевозят в замороженном виде при низких температу­рах, 30 % – при умеренном охлаждении. На нужды пищевой индус­трии расходуется жидкого и газообразного азота в пересчете на газ 850 млн. м куб/год, растет парк автомобилей, оборудован­ных   системой   азотного охлаждения.

Процесс замораживания пищевых продуктов жидким азотом длится 7 мин; для замораживания другими методами необходимо от 3 до 48 ч.

Исследования по использованию «отбросного» азота дейст­вующих кислороднодобывающих станций для хранения посевного фонда различ­ных культур, а также овощей и фруктов подтверждают высокую эффективность этого способа хранения и указывают на необходи­мость строительства крупных централизованных механизированных хранилищ, обеспеченных регулируемой средой с повышенным содер­жанием азота.

В настоящее время предприятия химической и металлурги­ческой промышленности, где высокочистый азот служит защитной средой в производстве транспортной стали, белой жести, при отжиге металлов и их оцинковании, алюминировании и т.п., сооружают воздухоразделительные станции различной произво­дительности для получения промышленного азота.

Помимо традиционных сфер перспективно применение жидкого азота как хладоагента при холодной обработке металлов, что увеличива­ет   срок их службы в десятки раз, жидким азотом охлаждают лазеры и мазеры.

Крупным потребителем жидкого азота является ракетная техника. При моделировании условий космического пространства жидкий кислород выполняет роль защитных экранов камер. Крупные установки потребляют около 3 тыс. т/месяц жидкого азота, который используют для азотирования ракетного топлива, а также для испытаний частей ракеты при низких температурах.

Кроме того, жидкий азот используют для продувки состав­ных частей ракет и быстрого контактного охлаждения аэродина­мической трубы при испытании самолетов. С помощью жидкого азота в криогенной технике осуществля­ет производство жидкого гелия и его хранение, а также хранение жидкого кислорода. Специалистами МЧС на практике постоянно применяется жидкий азот для тушения лесных пожаров, а также пожаров в шахтах, замо­раживания плавунных грунтов при проходке тоннелей метрополи­тенов и т.п.

При наполнении цистерны топливом, образующееся в полости избыточное давление воздуха (паров) воздействует снизу на выпускной клапан (3). Клапан остается герметичным до тех пор, пока сила давления не превысит сопротивление пружины (5), после чего клапан приподнимается и сообщает полость цистерны с атмосферой [1].

При раздаче топлива в цистерне образуется вакуум. Атмосферное давление, воздействуя на выпускной клапан (12), перемещает его вниз, открывая доступ атмосферному воздуху в полость цистерны. Оба клапана отрегулированы гайками (8) и (10) так, чтобы перепад давления между полостью цистерны и атмосферой не превышал 0,06-0,08 кгс/см². Работа дыхательного клапана обеспечивает подачу в цистерну атмосферного воздуха при создании в ней разряжения и, таким образом, влияет на изменение концентрации кислорода в надтопливном пространстве цистерны.

Рис. 1. Клапан дыхательный цистерны топливозаправщика

1 – седло клапана; 2 – клапан впускной; 3 – шток; 4 – фильтроэлемент; 5 – пружина; 6 – болт; 7 – стакан; 8 – гайка; 9 – крышка стакана; 10 – гайка регулировочная; 11 – пружина; 12 – клапан впускной.

Дыхательный клапан работает следующим образом:

Устройство поддержания постоянного давления состоит из двух наполненных водой до определенного уровня вертикальных стеклянных колб с нанесенными на боковую поверхность шкалами (рис. 2). Колбы герметично соединены с полостью резервуара, как показано на рисунке, и сообщаются с атмосферой.

Рис. 2. Устройство поддержания постоянного давления.

1 – впускной клапан гидравлического действия; 2 – выпускной клапан гидравлического действия.

Устройство позволяет поддерживать рабочее давление Р_раб в надтопливном пространстве резервуара в процессе проведения лабораторных исследований в пределах, определяемых неравенством (1):

,     (1)

где  h₁ – высота водяного столба впускного клапана (1);  h₂ – высота водяного столба выпускного клапана (2).

При повышении давления Р_раб >Р_атм в процессе интенсивной продувки резервуара инертным газом высота h₂ водяного столба патрубка, соединяющего выпускной клапан с надтопливным пространством резервуара, начинает уменьшаться. Как только Р_раб достигнет значения (Р_атм + ρgh₂), паровоздушная смесь начнет выбрасываться через выпускной клапан в атмосферу. При этом высота водяного столба патрубка, соединяющего впускной клапан с атмосферой, повысится до уровня  (h₁+ h₂) (рис. 3).

Рис. 3. Работа устройства поддержания постоянного давления при повышении давления в емкости экспериментального резервуара.

При отборе проб на газовый анализ в процессе лабораторных исследований возможно создание разряжения в емкости резервуара. При этом высота h₁ водяного столба патрубка, соединяющего впускной клапан с атмосферой, начинает уменьшаться. Как только Р_раб достигнет значения (Р_атм – ρgh₁), атмосферный воздух начнет поступать через впускной клапан в резервуар. При этом высота водяного столба патрубка, соединяющего выпускной клапан с резервуаром, повысится до уровня  (h₂  + h₁) (рис. 4).

Рис. 4. Работа устройства поддержания постоянного давления при понижении давления в емкости экспериментального резервуара.

Работа описанного устройства основана на законах гидравлики. Погрешность устройства определяется допустимой погрешностью нанесенных на колбы шкал [2].

Проведенный анализ показывает, что большое количество летных происшествий в ВКС РФ происходит в первую очередь по причине неудовлетворительной организации наземного обеспечения, выражающееся в отказе авиационной техники.
На современном этапе развития Вооружённых Сил Российской Федерации перед военными специалистами-метрологами приоритетной является задача наиболее полного и качественного метрологического обслуживания вооружения и военной (специальной) техники. Особенно эта задача актуальна в частях ВКС. Вся деятельность метрологических служб, как повседневная, так и в боевых условиях, связана с обеспечением безопасности полётов, предотвращением лётных происшествий и катастроф.

Метрологические части и подразделения ВВС, а теперь ВКС и военных округов, систематически работают над выполнением этой задачи, осуществляя плановую поверку специальных средств измерений к авиационной технике (ССИ к АТ) в частях ВКС на выезде, силами выездных метрологических групп (ВМГ). Особое внимание и направление деятельности МВЧП всегда было нацелено на метрологическое обслуживание контрольно-проверочной аппаратуры (КПА), с помощью которой непосредственно ведётся подготовка воздушного судна к полёту, проверка силовой установки, проверяются системы управления вооружением, радиолокационного, радионавигационного оборудования, систем жизнеобеспечения экипажа, энергообеспечения и т.д. Качественное метрологическое обслуживание позволяет выявить и устранить скрытые отказы авиационной техники, обеспечивает надёжную работу авиационного комплекса в воздухе при выполнении боевой задачи.

Длительное время в Вооружённых силах этому вопросу не уделялось должного внимания. На аэродромах подвергались периодической поверке только барометры ртутные типа СР-А, СР-Б и, в лучшем случае, термометры. Остальное измерительное оборудование, а именно – измерители параметров ветра, измерители высоты нижней границы облаков, метеорологической (оптической) дальности видимости, влажности воздуха, величины осадков попросту не поверялись. Калибровка отдельных СИ парка измерительного оборудования производилась при техническом обслуживании на местах, силами эксплуатирующих метеорологических групп авиационных частей. Это было связано с отсутствием в метрологических воинских частях и подразделениях (МВЧП) возможностей по поверке средств измерений метеорологического назначения, необеспеченностью эталонной базой. В последние несколько лет в МВЧП поступили поверочные комплексы (комплекты) для поверки СИ метеорологического назначения, а именно – для поверки барометров-анероидов и измерителей параметров ветра, и высоты нижней границы облаков. Что немаловажно – эти комплекты являются переносными, они обеспечивают поверку соответствующего оборудования на местах, как правило, без демонтажа и фактически без прерывания работы метеорологических измерительных комплексов.

Например, для поверки барометров-анероидов в ВС РФ Региональные центры метрологии (РЦМ) всех военных округов оснащены «Комплектами СИ и вспомогательного оборудования для поверки СИ абсолютного давления (барометров) переносные», производитель ООО «ЭлМетро-Инжиниринг» (рисунок 1).

Также в МВЧП поступили комплекты поверочные переносные КПП-4 (для поверки СИ параметров воздушного потока) (рисунок 2), и КПП-6 (для поверки СИ высоты нижней границы облаков) (рисунок 3). Эти комплекты разработаны отделом метрологии Главной Геофизической Обсерватории им. А.И. Воейкова, г. Санкт-Петербург [2].

Рисунок 1 – Комплект СИ и ВО для поверки СИ абсолютного давления (барометров) переносной

 Рисунок 2– КПП-4                                                       Рисунок 3 – КПП-6

Опыт эксплуатации в войсках полученных средств измерений в течении более 2-х лет, позволяют сделать вывод, что комплекты, разработанные специалистами ГГО им. А.И. Воейкова, г. Санкт-Петербург, имеют множество преимуществ по сравнению с аналогами: метрологическая и эксплуатационная надёжность, мобильность, малые массогабаритные параметры, универсальность (возможность поверки СИ различных модификаций утверждённых типов), продуманные эксплуатационные свойства, широкие возможности программного обеспечения по автоматизации процесса поверки, документированию и обработке измерительной информации.

Так, например, комплект КПП-1 (рис.4), разработка ГГО, превосходит по всем параметрам находящийся в эксплуатации Комплект СИ и ВО для поверки СИ абсолютного давления (барометров) переносной. В первую очередь по метрологической надёжности. С его помощью выполняются все условия поверки СИ абсолютного давления: стабильность заданного значения давления на поверяемой отметке, плавность подхода к поверяемой отметке, выход на предельные значения абсолютного давления. Ниже приведены основные характеристики комплекта КПП-1.

С помощью комплекта СИ и ВО производства ООО «ЭлМетро-Инжиниринг», г. Челябинск, эти условия не выполняются. Это связано с негерметичностью, неудачной конструкцией разъёмных соединений трубок подвода рабочей среды (воздуха) от насоса к бароблоку. Насос с трудом обеспечивает выход на заявленные предельные значения давления (500 Па-110 кПа). Массогабаритные параметры как всего комплекта, так и отдельных его частей (насоса, блока управления) значительно затрудняют транспортировку поверочного оборудования и использование его на выезде (масса комплекта в футляре около 20 кг.). Программное обеспечение не обеспечивает автоматизацию измерений.

Рисунок 4– Комплект поверочный портативный для средств измерений атмосферного давленияКПП-1М

КПП-1М с эталонным барометром предназначен для использования в качестве поверочного оборудования для поверки барометров и манометров, имеющих герметичную конструкцию чувствительного элемента.

Следующим этапом в развитии метрологического обеспечения СИ метеорологического назначения на аэродромах ВКС (и подразделениях других видов и родов ВС) является оснащение МВЧП (РЦМ) ВС РФ полным спектром переносных поверочных комплектов: для поверки СИ температуры, влажности воздуха, метеорологической (оптической) дальности видимости.

В этой связи вполне обоснована необходимость использовать для поверки соответствующие разработки ГГО им. А.И. Воейкова: комплекты КПП-2, КПП-3, КПП-5, успешно применяемые на гражданской гидрометеорологической сети в гражданской авиации и различных отраслях народного хозяйства не только Российской Федерации, но и Республики Беларусь, Казахстана и других стран.

Немаловажным преимуществом является универсальность программного обеспечения, для эксплуатации всех 6-ти комплектов достаточно установить один пакет программного обеспечение на один ноутбук.

Метеорологические станции и лаборатории, призванные прогнозировать погоду, только тогда эффективны, когда точность их приборов находится на высоком уровне и, когда метрология становится мобильной.

Разработана и успешно используется первая в мире мобильная автоматизированная поверочная лаборатория МАПЛ-1. Для поверки и устранения неполадок в СИ метеорологического назначения, их не понадобится демонтировать, останавливая на длительный срок работу всей метеорологической станции. Это преимущество играет особую роль в приложении к сфере обороны и безопасности. МАПЛ можно смонтировать в зависимости от условий эксплуатации на базе автомобилей различных типов – «ГАЗелей», «УАЗов», «УРАЛов», «КамАЗов» и т.д.

Рисунок 5–Мобильные поверочные лаборатории (МАПЛ)

В автомобильной лаборатории размещаются четыре человека, включая водителя. В салоне оборудовано рабочее место поверителя. Оно оснащено автоматизированной системой поверки (АСП), бортовым компьютером, подключенным к источникам питания, а также портативными поверочными комплексами. Также предусмотрено оборудование для ремонта поверяемых приборов.

В состав МАПЛ входят портативные комплексы КПП-1 – КПП-6, смонтированные в кейсах, удобных для переноски, размещения и перевозки в транспортном средстве. Вес каждого кейса с поверочным комплексом не превышает 10 кг.

Предусмотрена возможность поочередного развертывания КПП на рабочем месте метролога, как в салоне автомобиля, так и в стационарном помещении.

Отдел метрологии ГГО им. А.И. Воейкова постоянно проводит исследования, разработку и испытания новых видов средств измерений и методов поверки,работает над модернизацией эксплуатируемого оборудования и программного обеспечения к нему. Также обеспечивает полный цикл обслуживания, ремонта, а главное – поверки эталонной базы.

МАПЛ-1 имеет российский сертификат № 33748, зарегистрирован в Госреестре под № 39385-08. Также большим преимуществом комплекса МАПЛ является универсальность его возможностей по поверке: от устаревших, но ещё находящихся в эксплуатации СИ советского периода, до новейших образцов СИ ведущих зарубежных производителей (таких как Vaisala и др.)

Таким образом, для наиболее полного обеспечения поверки всего перечня СИ метеорологического назначения аэродромов частей ВКС и поддержания на требуемом уровне безопасности полётов, необходимо оснастить каждый РЦМ полным комплектом из состава МАПЛ-1, на шасси, способном доставить средства поверки к месту дислокации метеорологических станций в любых климатических условиях.

Количество радиотехнических систем, различных по виду и назначению, непрерывно возрастает. Например, для передачи информации применяют системы тропосферной, радиорелейной, спутниковой и сотовой связи, системы радиовещания и телевидения, радиотелеметрические системы, системы передачи команд и др. Для извлечения информации используют такие системы, как радиолокационные, геоинформационные и навигационные, данные дистанционного зондирования (ДДЗ) окружающей среды, разведки ископаемых и состояния поверхности Земли, радиотехнической разведки и др. Одним из основных векторов развития радионавигационных систем – совместное и широкое применение данных высокоточного глобального позиционирования того или иного объекта на воде или на суше, полученные с помощью систем ГЛОНАСС и GPS [1]. Эта системы уже давно широко используются в морской навигации, трафике воздушных судов, геодезии, сфере обороноспособности страны, на автомобильном транспорте. Применение их в сочетании с наземными радиотехническими системами  и ДДЗ образует мощную триаду высокоточной, актуальной, вплоть до режима реального времени, постоянно обновляемой, объективной и плотно насыщенной территориальной информации. Спутниковые радионавигационные системы ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система и Глобальная система местоопределения («Global Positioning System») – GPS NAVSTAR предназначены для определения текущих координат пользователя на поверхности Земли или в околоземном пространстве. Технические характеристики спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС аналогичы американской системе навигации NAVSTAR GPS.

На современных космодромах и ракетных полигонах при отработке качества ракетного вооружения широко используются радиолокационные станции (РЛС), предназначенные для измерения радиальной дальности и угловых координат объекта в активном и пассивном режимах, для приема, преобразования и ретрансляции на радиотехническую систему телеметрической информации. Соответственно, как любая измерительная система РЛС подвергается метрологической аттестации. На сегодняшний день существуют лишь частные методики аттестации, которые не в полной мере удовлетворяют требования руководящих документов, кроме того данные методики не эффективны в условиях внештатных ситуаций, связанных с появлением грубых погрешностей [2].

В связи с этим, значительный интерес представляет предлагаемая перспективная методика аттестации РЛС, в которой основными задачами будут являться:

- определение метрологических характеристик (МХ) РЛС в реальных условиях применения путем экспериментального исследования измерительных каналов (ИК) или их предварительной выборки и оценка соответствия этих характеристик требованиям ТТЗ, конструкторской документации с последующей выдачей свидетельства, удостоверяющего пригодность РЛС к использованию;

- исключение грубых погрешностей перед расчетом МХ;

- установление перечня МХ, подлежащих контролю при поверке, и опробование методики поверки.

Условия метрологической аттестации, подготовка к ней и порядок проведения аттестации должен содержать перечень значений внешних влияющих величин с диапазонами отклонений от допустимых значений, а также перечень работ по подготовке МК РЛС и средств аттестации к проведению исследований, по созданию и контролю, внешних влияющих величин, например:

- установка системы в соответствии с документацией;

- сборка схемы измерений, подключение измерительных устройств;

- экранировка и заземление;

- проверка контактных соединений;

- выдержка системы под воздействием влияющих величин;

- прогрев системы.

Ниже приводится порядок проведения аттестации, который должна определять методика и последовательность выполнения работ. Например, организация работ по периодической аттестации РЛС проводится в соответствии с планом-графиком.

Порядок проведения аттестации радиолокационной станции (наименование работ) [2]:

- установление количества исследуемых точек и их расположение в диапазоне измерений;

- определение количества наблюдений в исследуемых точках и числа серий измерений;

- установление требований к режиму измерений и их последовательности во времени;

- установление исходных данных и условий для определения погрешности измерительного канала;

- аналитическое представление погрешности измерительного канала в нормальных и рабочих условиях;

- определение погрешности измерительного канала в нормальных и рабочих условиях;

- обработка результатов измерений и вычисление метрологических характеристик;

- определение достаточности подлежащих поверке метрологических характеристик для решения вопроса о пригодности информационно-измерительных систем (ИИС) к эксплуатации;

- оценка стабильности MX измерительных каналов (ИК) и установление (уточнение) межповерочных интервалов измерительных каналов ИИС;

- анализ метрологического обеспечения по результатам метрологической аттестации.

Взаимодействие между измерительными средствами осуществляется через командный пункт (КП) [3].

Обработка результатов измерений, траекторий спутников ГЛОНАСС,  NAVSTAR GPS  и других навигационных систем осуществляется на вычислительных средствах траекторного измерительного комплекса с использованием имеющегося математического обеспечения [3].

Метрологическая аттестация радиолокационных систем операция не менее сложная, чем проведение регламентных работ на пусковой установке. Лицо, проводящее регламентные работы, опирается на требования нормативных документов (НД), соответственно и инженер-метролог при проведении аттестации должен руководствоваться требованиями НД [4]. На сегодняшний день создано много различных систем слежения, управления полетами, систем диагностики ракет, которые используются на полигонах. Эти системы включают множество средств измерений, измерительных каналов, которые должны предоставлять точные сведения оператору. И чтобы информация, которая получена от различных средств измерений, была достоверной, проводится аттестация всей системы по разработанной методике в установленные сроки [5].

Отличительной особенностью этой методики является то, что в данную методику аттестации РЛС введен адаптивный способ обнаружения аномальных значений, который способен обнаруживать аномальные значения в условиях ограниченного объема априорной информации. Применение адаптивного способа позволит обнаруживать и исключать все аномальные значения, т.е. те значения, которые выходят за установленные пределы.

Таким образом, в статье сделан анализ направлений развития наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами, анализ современного состояния наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами, рассмотрены способы обнаружения аномальных значений и разработана методика аттестации ИИС [6,7]. Актуальность рассмотренной тематики непрерывно возрастает по мере развития инновационных технологий. Постоянно разрабатывается большое количество новых ИИС, которые используются при испытаниях на космодромах, полигонах различного вооружения. На основе данной  методики возможна  разработка новых нормативных документов по аттестации ИИС, которые будут применяться в Российской Федерации.