28 октября 2011
Искрение – скрытый аспект авиакатастроф
Часть 6
Пути решения проблемы
Из материала, представленного ранее в данной статье, следует однозначный вывод: искрение - основная причина наибольшего количества авиапроисшествий.
Данные авиапроисшествия - катастрофы, аварии, вынужденные посадки связаны с пожаром, задымлением или отказом систем управления полётом самолётов.
Искрения возникают и проявляются в бортовой электрической сети или в любой, как правило, силовой электрической системе в виде выделения тепловой энергии, приводящего к возгоранию окружающего место искрения материала или к тепловому разрушению сопротивления изоляции. Структура изоляции нарушается либо через её оплавление, либо через изменение её химической формулы, приводящее к выделению углерода, стимулирующего возгорание указанного материала и поддерживающего устойчивость процесса горения.
Проблема заключается в отсутствии на всех видах объектов и, в частности, в авиации устройств, способных существенно снизить количество подобных происшествий.
Для реализации наиболее рационального подхода к решению данной проблемы краткий анализ возможных путей этого решения, представленных на Фиг.1, позволил
Фиг.1. Возможные пути решения проблемы
сделать вывод: доля происшествий по причине искрения, составляет в авиации России величину ?74%, что определяет необходимость внедрения на самолётах и вертолётах отсутствующего сегодня инновационного технического решения.
 |
| Фиг.2. Блок- схема устройства |
В 2000-ом году в России впервые в мире появился подобный способ, способный непрерывно контролировать, обнаруживать искрение, определять уровень его опасности1 и заблаговременно предупреждать пожар, взрыв или нарушение системы управления любого объекта.
Схема включения устройства 5 представлена на Фиг.2. В область контролируемых операций, определяющих опасную ситуацию, вводится операция контроля параметров переходного сопротивления Zперех 3, образующегося или изменяющегося при неисправности в электрической сети 1 или электроустановке 4. Суммарная величина электрических токов высших гармоник, протекающих по электрической цепи 2, зависит от параметров Zперех и измеряется устройством предупреждения происшествия.
Устройство работает следующим образом. При исправном состоянии электрической сети или электроустановки по её проводу 1, являющемуся одновременно первичной обмоткой трансформатора тока (датчика) 8, расположенным за распределительным щитом 18 ввода, протекает электрический ток частотой питающей сети, величина которого равна сумме токов нагрузки всех потребителей. Ток, частота которого равна частоте питающей сети (для сети постоянного тока эта частота равна нулю), практически полностью отфильтровывается и на выходе блока 9 независимо от величины тока нагрузки значение сигнала всегда близко к нулю. Величина тока искрения, определяемая блоком 12, также равна нулю. Появляющиеся частотные и другие виды помех не пропускаются блоком защиты 10 на вход блока 11 измерения, анализа и оценки сигнала выделенного высокочастотного спектра.
При возникновении неисправности в месте нарушения целостности электрической цепи 2 образуется переходное сопротивление 3 Zперех , на котором возникает искрение, в цепи датчика тока появляется его высокочастотная составляющая, накладывающаяся на ток суммарной нагрузки. На выходе блока 11 после прохождения сигнала через блоки 9 и 10, его измерения, анализа и оценки появляется сигнал высокочастотного спектра, соответствующий характеру возникшей неисправности. Блоком 12 определяется величина тока искрения, которая вместе с программными блоками 13-15 формируют команды и доводят их до блока 16 отображения уровня опасности и/или до блока 17 отключения контролируемого участка от сети. Все измеренные и рассчитанные параметры высокочастотного спектра, тока искрения, временные и другие параметры, необходимые для последующей диагностики и мониторинга системы, фиксируются и хранятся в памяти EEPROM микропроцессора.
Из памяти микропроцессора, данная информация в непрерывном режиме или по запросу оператора через выходной разъём устройства передаётся в систему дистанционного контроля (СДК) по цифровым каналам связи.
Устройство может использоваться для диагностики и мониторинга различных видов электрических сетей (переменного, постоянного и пульсирующего тока, слаботочных и сильноточных) и имеет следующие Тактико-технические характеристики:
- непрерывный контроль диагностируемой системы. Охват контролем всех электрических цепей сети и элементов электрической проводки, расположенных за местом установки датчика;
- автоматическое выявление факта искрения в момент его появления и расчёт параметров, необходимых для решения задач диагностики и мониторинга;
- определение уровня опасности и формирование сигналов и команд, соответствующих данному уровню опасности;
- автоматическое определение места искрения с выдачей номера «искрящей» цепи;
- хранение заданного количества измерений последних циклов искрения (до 255);
- гальваническая развязка с контролируемой сетью или электроустановкой;
- имеет возможность передавать сообщение на сотовый телефон владельца объекта;
- питание – внешний или внутренний источник +9 В;
- габаритные размеры – 75х35х30 мм;
- вес - 150 г.
Техническое решение защищено тремя патентами России (№2159468-2000г., №2254615-2005г., №2342711-2008г.) и двумя международными патентами (Китай-№786676-2011г., США- №11/919.961-2011г.).
Данное устройство по поручению Министра энергетики Юсуфова И.Х. (исх. № К-1552 от 1.12.2003г.) было подвержено государственным испытаниям Мосгорэнергонадзором. Заключение государственной комиссии от 26.02.2004г.: результаты испытаний – положительные.
14 февраля 2005 г. изобретение №2254615 федеральным институтом промышленной собственности (ФИПС) внесено в базу данных перспективных российских разработок;
26 июня 2008 г. изобретения №2159468 и №2254615 объявлены ФИПС номинантом конкурса «100 лучших изобретений России»;
7 июля 2010 г. исх. №205-1 Президентом ОАО «Туполев» дана рекомендация: «Разработчику технического решения совместно с ГосНИИ ГА и ГосНИИ АН разработать сигнализацию, а может быть и защиту от искрения. При положительном результате следует выдать в МАК (Межгосударственный авиационный комитет) от имени Государственных институтов предложение о внесении соответствующего пункта в Нормы лётной годности воздушных судов, как обязательное условие сертификации».
Кандидат технических наук, доцент Игорь Королев
1Здесь и далее под опасностью или опасной ситуацией понимается пожар, взрыв или нарушение системы управления полётом воздушного судна.
