Модернизация топливной системы воздушного судна BOEING 767 с целью повышения надежности

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

«Модернизация топливной системы воздушного судна BOEING 767 с целью повышения надежности»

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА (ПРОЕКТ)

специальность 050714 Авиационная техника и технологии,

Образовательная программа «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей»

Фирсов Г.О.

Введение

18 июля 1996 года около 00:31 UTC, самолёт Boeing 747--131 (бортовой номер N93119) авиакомпании Trans World Airlines, взорвался в воздухе и упал в Атлантический океан около East Moriches, штат Нью-Йорк. Все 230 человек, находившихся на борту (два пилота, два бортинженера, 14 бортпроводников, 212 пассажиров), погибли, а самолет был разрушен. Это произошло через 12 минут после вылета самолёта из Нью-Йорка.

Эксперты из National Transportation Safety Board (NTSB) проводи расследование по данной катастрофе, и в 1997 году пришли к выводу, что взрыв самолета компании TWA произошел в результате короткого замыкания в центральном баке, и воспламенения топливовоздушной смеси.

В последующие годы Федеральное управление гражданской авиации обратилось к авиакомпаниям с требованием обеспечить лучшую теплоизоляцию, перемещение проводки, проверять топливные насосы, и предпринимать другие действия.

7 мая 2001года FAA выпустила постановление под названием SFAR 88, для того чтобы минимизировать источники возгорания в топливных баках. После чего в декабре 2002 года производители провели тщательный обзор каждой модели самолета и выявили более двухсот ранее неизвестных источников возгорания. Главным источником возгорания топливных баков является скопление взрывоопасных паров в топливном баке. Для устранения этой проблемы необходимо снизить концентрацию кислорода в надтопливном пространстве.

Команда Федерального управления гражданской авиации во главе с инженером Ивором Томасом смогла найти решение этой проблемы, разработав прототип системы нейтрального газа ONBOARD INERT GAS GENERATION SYSTEM, который весит менее 200 фунтов, не требует компрессоров или других подвижных частей. Система использует не большое количество воздуха от двигателей.

Объектом исследования в рамках дипломной работы служит применение системы нейтрального газа (onboard inert gas generation system) на воздушное судно Boeing 767.

Предметом исследования является модернизация топливной системы путем установки системы нейтрального газа OBIGGS.

Научная новизна дипломной работы определяется тем, что в ней представлено внедрение системы нейтрального газа, что прежде всего повышает уровень безопасности эксплуатации воздушных судов.

Практическая значимость. Результаты исследования отражают описание физических основ и сущности предотвращении скопления взрывоопасных паров в топливных баках. Решением проблемы связанной с повышением безопасности топливных баков, может стать модернизация топливной системы системой нейтрального газа.

1. Описание самолета BOEING 767

Разработка экономичного двухмоторного реактивного авиалайнера, предназначенного для обслуживания линий средней и малой протяжённости, началась в 1978 году, когда авиакомпания Юнайтед Эйрлайнс (United Airlines) проявила заинтересованность в машине такого класса и разместила заказ на покупку сразу 30 самолётов. Первый 767, до сих пор находящийся во владении Boeing, был построен и вышел за ворота завода в Эверетте, штат Вашингтон, 14 августа 1981, и совершил первый полёт 26 сентября.

1.1 Модификации самолета BOEING 767

Boeing 767 занимает промежуточное положение между более маленьким 757, имеющим фюзеляж обычных размеров, и большими широкофюзеляжными 747 и 777. Применение новейших технологий позволило значительно снизить эксплуатационные расходы и в то же время достичь такого уровня комфорта для пассажиров, которого не было на то время ни в одном другом авиалайнере мира. Конструкция 767 сочетает в себе высокую эффективность использования топлива, гибкость в использовании, низкий уровень шума и современные системы авионики, включая полностью цифровую систему управления полётом. Для его создания использовались самые современные на тот момент материалы, такие как новые алюминиевые сплавы и различные композитные материалы.

Пассажирский салон с двумя проходами следует тому стандарту пространства и комфорта, который был установлен 747, первым широкофюзеляжным авиалайнером. Исследования мнения пассажиров показали, что та схема посадочных мест, которая была применена в 767 (7 пассажирских сидений в ряду по схеме 2+3+2), наиболее полно отвечает запросам потребителей. При такой расстановке сидений 87 % мест находится либо у прохода, либо возле окна, а единственное место, находящееся в середине, отделяет от прохода всего одно кресло. Эти же исследования показали, что по общему уровню комфорта пассажиры ставят 767 на один уровень с 747.

Салон 767 почти на 1,5 метра шире, чем салоны самолётов более ранних конструкций, и в результате он мог вместить около 224 пассажиров в стандартной компоновке с тремя классами салонов, однако имеется много возможностей по увеличению количества пассажирских мест. Например, для чартерных рейсов существует вариант 767-300 с салоном одного класса, способный вместить до 325 пассажиров.

Для багажа и груза также было выделено предостаточно места: вариант 767-200 способен вместить до 86,9 мі груза, а вариант 767-300 -- 114,2 мі соответственно, что было на 45 % больше, чем подобный показатель для 707 модели, и больше, чем у любого другого коммерческого авиалайнера этого класса.

По приблизительным оценкам, 767 перевёз795 миллионов пассажиров и выполнил 4,8 миллионов коммерческих рейсов с того момента, когда он впервые вступил в строй 8 сентября 1982. Средняя продолжительность налётов за день для всех выпущенных машин составляет 10 часов.

Boeing 767 производился в трёх вариантах длины фюзеляжа. Длина самолёта постепенно росла по мере того, как начиналось производство моделей 767-200, 767-300 и 767-400ER. Фирма также предлагала модификации с большей дальностью полёта -- 767-200ER и 767-300ER («ER» означает Extended Range, повышенная дальность). Грузовой вариант 767-300F производился как грузовой самолёт и конвертировался из пассажирских моделей 767-200 и 767-300.

При обозначении различных модификаций Boeing и авиакомпании-эксплуатанты часто соединяют название модели (767) и обозначение модификации (-200, ?300 или ?400) в один индекс (например, «762» или «763»). При этом обозначение дальности (ER) зачастую опускается. Система обозначения типа самолёта ИКАО предусматривает совмещение первой буквы названия производителя, индекс модели и обозначение модификации -- Boeing 767-200 обозначается B762, 767-300 - «B763», 767-400ER как «B764.»

Первый вариант самолётов семейства Boeing 767, 767-200 начал создаваться в 1978 году и первая машина этой модификации приступила к коммерческим полётам в 1982 году, когда начала обслуживать линии авиакомпании United Airlines. С самого начала основными заказчиками этого самолёта выступали так же авиакомпании Delta Air Lines и American Airlines, которые использовали 767-200 в основном на внутренних линиях США, между крупнейшими аэропортами страны, например такими центрами как Нью-Йорк и Лос-Анджелес. Обычная компоновка пассажирского отсека 767-200 имела три салона, различающихся по классам с общим количеством посадочных мест -- 181 или два салона с общим количеством мест -- 224. Все стандартные модели 767-200 имели максимальное количество пассажирских мест в количестве 255, из-за ограничений которой накладывало количество и расположение выходов в самолёт. Заказчики имели возможность заказать модификацию с количеством посадочных мест 290, но это требовало установки дополнительной двери и размещения всех пассажиров в одном салоне с компоновкой кресел по формуле 2-4-2.

Некоторое количество 767-200 были впоследствии переоборудованы в соответствии со спецификацией 767-200ER. В 1998 году Boeing объявил о начале проекта по переделке 767-200 в грузовой вариант с названием 767-200SF, предназначенного для замены на DC-8 на грузовых линиях. Всего за всё время было поставлено заказчикам 128 самолётов модификации 767-200, причём все предварительные заказы на самолёты этой серии были полностью выполнены. По состоянию на июль 2010 года в рабочем состоянии в различных авиакомпаниях оставалось 156 самолётов Boeing 767-200/-200ER/-200SF.Основными конкурентами 767-200 были самолёты Airbus A300 и Airbus A310.

767-300

Разработка модели 767-300 началась в сентябре 1983. Эта модель имеет фюзеляж, который на 6,5 метра длиннее, чем у 767-200, что позволило увеличить количество пассажиров на 22 % (примерно 40 пассажиров) и количество перевозимого груза на 31 %. За основными моделями последовали варианты с увеличенной дальностью полётов.

Модель Boeing 767-300, представляет собой удлинённый на 6,43 метра 767-200. Общая длина этой модели составляет 54.94 метра. Первый заказ на 767-300 поступил от авиакомпании Japan Airlines в 1983 году. Самолёт совершил свой первый полёт 30 января 1986 года и первая машина была передана заказчику 25 сентября того же года. Непосредственным конкурентом 767-300 является Airbus A330-200. Ожидается, что 767-300 будет постепенно заменяться по мере поступления нового самолёта Boeing 787-8. На настоящий момент было произведено и передано заказчикам 104 самолёта модели 767-300. Всего различных вариантов 767-300/-300ER/-300F по состоянию на июль 2010 года в различных авиакомпаниях насчитывалось 670 штук, что составляло примерно две трети от общего количества, построенного за всё время выпуска.

767-300ER

Рис. 1. Boeing 767-300ER

Модификация 767-300ER представляет собой версию 767-300 с увеличенной дальностью полёта. Головным заказчиком стала авиакомпания American Airlines, получившая первые самолёты в 1988 году. Большая дальность полёта достигнута увеличением объёма топлива на борту за счет повышения максимальной взлётной массы до 185 тонн. К 1993 работы над совершенствованием конструкции самолёта позволили поднять МВМ до 187 тонн. На самолёт устанавливались двигатели Pratt & Whitney PW4000, General Electric CF6 или Rolls-Royce RB211. Типичными маршрутами для этой модификации стали Лос-Анджелес -- Франкфурт, Москва -- Пекин и т. П. Увеличенная пассажировместимость и большая дальность сделали ?300ER самой популярной модификацией модели. На август 2011 года поставлено 552 самолёта, 26 заказов ещё не выполнены. На июль 2011 года авиакомпании эксплуатировали 511 самолётов этой модификации. Основным конкурентом этой модификации является Airbus A330-200.

Модификация 767-300F является заводской грузовой версией 767-300ER. Головным заказчиком в 1995 году выступила компания UPS Airlines . 767-300F вмещает 24 стандартных палаты размером 2200Ч3200 мм на верхней палубе и до 30 контейнеров LD2 на нижней. Общий объём перевозимого груза составляет 438 куб. м.[4] Самолёт оснащён большим грузовым люком на верхней палубе, рядом с дверью для экипажа. Нижняя палуба загружается и разгружается через три двери -- две с левой стороны и одна справа. Версия для основного рынка с бортовыми погрузочными и швартовочными устройствами, системой поддержания микроклимата и отсеками для отдыха экипажа была впервые поставлена авиакомпании Asiana Airlines 23 августа 1996 года. На август 2011 года было поставлено 64 самолёта модификации 767-300F. На июль 2011 года 59 из них находились в коммерческой эксплуатации.

767-400ER

Модификация 767-400ER стала результатом двойного удлинения фюзеляжа базовой модели. Головным заказчиком стала авиакомпания Continental Airlines в 2000 году. Модификация на 6,43 м длиннее модификации 767-300 и имеет длину 61,4 м. Размах крыла увеличен на 4,36 м за счет более длинных и скошенных законцовок. Кроме этого, было внедрено новое пилотажное оборудование, пересмотрена конструкция шасси и установлен интерьер салона Signature Interior, впервые появившийся на Boeing 777. На самолёте устанавливаются двигатели Pratt & Whitney PW4000 или General Electric CF6 повышенной мощности.

Федеральное авиационное агентство США (FAA) сертифицировало 767-400ER по правилам ETOPS 180 ещё до начала эксплуатации. Такая сертификация позволяет эксплуатировать самолёт на авиатрассах, находящихся не более чем в 180 минутах полёта от запасных аэродромов. Запас топлива не был увеличен, поэтому дальность полёта модификации 767-400ER меньше, чем у ?300, и составляет 10 418 км. Типичным маршрутом для данной модификации является Лондон-Токио. В 2000 году предлагалась модификация 767-400ERX с увеличенной дальностью полёта, однако спустя год она была убрана из прайс-листа производителя. Авиакомпании Continental Airlines и Delta Air Lines были единственными корпоративными заказчиками модификации и получили 37 самолётов. На июль 2011 года все они находятся в эксплуатации. Ещё один экземпляр был произведён для военных и позднее был передан частному заказчику. Ближайшим конкурентом модификации является Airbus A330-300.

2. Топливная система самолета

2.1 Общие сведения

Топливная система предназначена для размещения топлива на самолете и подачи его к двигателям и вспомогательной силовой установке во всех возможных условиях эксплуатации самолета.

Назначение топливной системы -- обеспечить подачу топлива к двигателям на всех возможных для данного самолета режимах полета (по высоте, скорости и перегрузкам) в нужном количестве и с необходимым давлением. Кроме того, с помощью перекачки топлива (вперед--назад) можно изменять центровку самолета.

Топливная система BOEING 767 включает в себя; три топливных бака, два расширительных бака, систему вентиляции, систему питания топливом двигателей и ВСУ, систему заправки и слива, систему аварийного сброса топлива, и систему индикации количества топлива.

Топливные баки.

Топливные баки расположены между 3 и 31 нервюрами, обоих крыльев. Баки кессонной конструкции. Сухие полости расположены в передней кромке крыла над пилоном, для предотвращения утечки топлива. Нервюры 5 и 18 запечатаны, и имеют клапана в нижней части перегородки. Эти перегородки необходимы для равномерного распределения топлива в топливных баках и предотвращения скопления паров.

Рис2.1.. Нервюра 18.

Основные баки могут обогреваться с помощью обогрева предкрылков. Топливные баки имеют 59 овальных отверстий, для доступа, расположенные в нижней части крыла. В нижней части баков имеются дренажные клапана, для слива отстоя.

2.2 Система питания двигателей

Рис.2.3. Система питания двигателей

Давление в топливной системе обеспечивается двумя подкачивающими электрическими насосами 115В. 400Гц. 3фазы установленными в одном корпусе. Расположены насосы по одному в каждом крыльевом баке. Два подкачивающих насоса 115В. 400Гц. 3 фазы, установлены в центральном баке, левой и правой секции. Производительность насоса 13 600 килограмм в час, минимальное давление 15psi. Подкачивающие насосы центрального бака питают соответственно левую и правую подсистемы, и создают давление выше чем давление подкачивающих насосов крыльевых баков. Что позволяют в первую очередь выработать топливо центрального бака.

Автоматические струйные насосы, установленные по два в каждом баке, предназначенные для сбора из нижней части баков различные загрязнения и воду. Работают за счет разрежения, создаваемого подкачивающими насосами.

Система питания Вспомогательной силовой установки.

В левой части центрального бака расположены компоненты системы питания Вспомогательной силовой установки. За исключением кожуха патрубка и приемника.

Обратный клапан предотвращает поступление топлива в обратном направлении. Клапан давления регулирует давление насоса. Топлива проходя через насос, охлаждает его и смазывает подвижные детали. Электродвигатель расположен с наружной стороны бака. Двигатель вращается с частотой 6600 оборотов в минуту, и создает давление 18 psi. Производительность 3.1 галлона в минуту. Температурный предохранитель предотвращает перегрев электродвигателя. Предохранитель отключает насос при превышении температуры более 3508F ±148F (1778C ±88C). Изоляционный клапан работает от постоянного тока 28В. Установлен в центральной линии подачи топлива. Предотвращает от разрушения элементы топливной системы вспомогательной установки.

Рис. 2.4. Система питания ВСУ

2.3 Система заправки топливных баков

Заправочная станция расположена на передней кромке левого крыла. Имеет необходимые для заправки включатели, индикаторы и две заправочные горловины.

Рис2.5. Щиток заправки

Заправочные коллектор от заправочной станции проходит до заднего лонжерона и далее, проходит по всей длине крыльевых баков. Заправочные горловины обеспечивают поступление топлива в коллектор. Заправочный коллектор является частью заправочной системы. Дренажный клапан установлен на заправочном коллекторе в левом и правом центральном отсеке центрального бака.

Система слива и перекачки топлива

Система слива топлива позволяет в автоматическом режиме слить топливо из топливных баков. Перекачка топлива обеспечивает перекачку топлива из одного бака в другой. Система слива имеет, клапана расположенные в каждом баке, которые соединяют заправочный коллектор и коллектор питания двигателей. Панель управления клапанами установлена на верхней панели пилотов.

Рис. 2.6. Панель управления клапанами

Сливной клапан имеет кулису, электродвигатель 28В постоянного тока, концевые выключатели открытого и закрытого положения. Электродвигатель установлен с наружной стороны бака. Для слива и перекачки топлива используют давление подкачивающих насосов.

2.4 Система индикации количества топлива

Система индикации количества обеспечивает измерение количества топлива, калькуляцию, измерение температуры, и вывод данных на дисплей. Система состоит из процессора, топливомеров, измерителей плотности, компенсаторов, индикаторов количества топлива. Процессор считывает информацию с топливомеров, измерителей плотности, и вычисляет объем и вес. Система имеет тестовое оборудование для вычисления неисправностей. Для измерения количества топлива система использует принцип электроемкостного измерения . Емкость топливомеров пропорциональна емкости топливных баков. Дисплей индикации топлива расположен на верхней панели пилотов. Он указывает общее количество топлива, и количество топлива в каждом баке. А также имеется указатель температуры топлива. В систему входят три компенсатора, три измерителя плотности, 37 топливомеров.

Компенсаторы установлены по одному в каждом баке. Все компенсаторы идентичны, и установлены аналогичным образом, как и топливомеры. Компенсаторы предназначены для вычисления диэлектрической проницаемости.

Рис. 2.8. Компенсатор

Измерители плотности установлены в каждом баке на заднем лонжероне. Состоит из эмитора и блока электроники, двух чувствительных труб, усилителя, процессора, и электронного соединения. Питается 28В постоянного тока. Высокое напряжение 1400Вольт подается на анод чувствительных труб. Две чувствительные трубки заполнены газом ксенон. Взаимодействие газа и гамма- излучения от излучателя, вызывают изменение напряжения на анодах. Эмитор установлен внутри топливных баков, а блок электроники с наружной части бака. Снятие блока электроники не требует слива топлива.

Рис.2.9. Измерители плотности

Существуют в общей сложности 16 измерителей, расположенных в нижней части топливных баков, по 7 в крыльевых баках, и 2 в центральном баке.

2.5 Система вентиляции топливных баков

По всей длине топливных баков расположены вентиляционные каналы. В вентиляционных каналах установлены поплавковые клапана, предотвращающие перетекание топлива в разрешительный бак, и между отсеками. Вентиляционные патрубки соединены с вентиляционными каналами, и обеспечивают сброс давления при наборе высоты и увеличение когда поплавковый клапан закрыты.

Существуют два типа поплавковых клапанов в системе вентиляции топливных баков. Первый тип установлен горизонтально в вентиляционном канале баков. Второй тип установлен вертикально в верхней части перегородок 18. Клапан закрыт, когда уровень топлива поддерживает поплавок.

Рис.2.10.Поплавковые клапана

Дренажные поплавковые клапана установлены на каждом вентиляционном патрубке.

Разрешительные баки расположены на концах крыльев, между нервюрой 31 и нервюрой 34. Обеспечивают сброс опасных паров, и служат дренажными баками топливной системы.

Топливо из расширительных баков сливается в центральный бак, через дренажные патрубки и обратные клапана. Обратные клапана установлены в центральном баке.

Вентиляционный ковш на нижней поверхности крыла создает положительное давление во время паллета. Пары топлива из разрешительного бака выходят наружу через пламегаситель и вентиляционные отверстия. Клапан предельного давления расположенный в расширительном баке, обеспечивает сброс давления, если вентиляционный ковш засорен.

Каждый крыльевой бак имеет два вентиляционных канала. Поплавковый клапан предотвращает попадание топлива вентиляционный канал. Вторичный вентиляционный канал не имеет клапанов свободно сообщается с разрешительным баком. Этот канал предотвращает образования избыточного давления в случае проблем топливной системы.

Третий канал предназначен для вентиляции центрального бака. Каждый отсек центрального бака соединен с противоположным разрешительным баком. Это обеспечивает правильную вентиляцию центрального бака.

Два патрубка соединяют внешние секции центрального бака. Один патрубок расположен в передней верхней части центральной секции. Этот патрубок соединяет между собой внешние секции центрального бака. Второй патрубок расположен в задней нижней чести, и позволяет свободное перетекание топлива между внешними секциями.

Вентиляция сухого отсека центрального бака осуществляется при помощи патрубка соединяющего сухой отсек с атмосферой. Патрубок расположен в передней части отсека, и выведен с левой стороны фюзеляжа.

3. Доработка топливной системы путем установки Onboard Inert Gas Generation System

Рейс 800 авиакомпании Trans World Airlines был плановым международным пассажирским рейсом из аэропорта Джона Кеннеди (Нью-Йорк, США) в аэропорт Леонардо да Винчи (Рим, Италия) с промежуточной посадкой в аэропорту Шарля де Голля (Париж, Франция).17 июля 1996 года около 20:31 EDT (18 июля 00:31 UTC), самолёт Boeing 747--131 (бортовой номер N93119), летевший по маршруту, взорвался в воздухе и упал в Атлантический океан около East Moriches, штат Нью-Йорк. Все 230 человек, находившихся на борту (два пилота, два бортинженера, 14 бортпроводников, 212 пассажиров), погибли, а самолет был разрушен. Это произошло через 12 минут после вылета самолёта из Нью-Йорка.

Пока эксперты из National Transportation Safety Board (NTSB) добирались на место катастрофы, прибыв туда на следующий день, много предположений было сделано о том, что взрыв является террористическим актом. В свете этого Федеральное бюро расследований (ФБР) начало параллельное расследование катастрофы. 18 ноября 1997 года было объявлено, что не найдено никаких доказательств преступного деяния, и NTSB продолжило расследование в одиночку.

Расследование NTSB закончилось принятием окончательного отчёта 23 августа 2000 года. В нём было заключено, что вероятной причиной катастрофы было:

Во время расследования эксперты NTSB принимали во внимание вероятность того, что бомба или ракета привела к несчастному случаю, но, никакие из признаков разрушения, характерных для взрыва бомбы или ракеты не были найдены, ни на какой-либо восстановленной части.

Рейс 800 авиакомпании TWA готовился к вылету из JFK в CDG около 19:00, но самолёт был задержан более чем на час из-за неполадок наземного оборудования и неправильной загрузки багажа. После того, как подтвердили, что багаж соответствует владельцу, экипаж корабля приготовился к вылету, и самолёт покинул выход около 20:02.

Данные, записанные на бортовые самописцы показывают нормальный взлёт из JFK около 20:19. Рейс 800 вскоре получил серию указаний о наборе высоты и изменении курса по мере того как он набирал крейсерскую высоту. Последняя радиосвязь с самолётом состоялась в 20:30, когда экипаж получил и подтвердил указание от бостонского центра управления воздушным движением о наборе высоты в 15000 футов. Рейс 800 был в процессе набора высоты в тот момент, когда оба самописца прекратили запись в 20:31:12. В это же самое время самолет был последний раз зафиксирован радаром Федеральной администрации по авиации, расположенным в Тревосе, штат Пенсильвания.

В 20:31 капитан Boeing 737 авиакомпании Eastwind Airlines первым доложил бостонскому центру управления воздушным движением, что он «видел здесь взрыв, впереди нас… около 16,000 футов или что-то около того, он просто упал вниз в воду». В это же время многие диспетчерские пункты в Нью-Йорке и на Лонг-Айленде получили доклады о взрыве от других пилотов в этом районе. Другие свидетели на земле или в океане позже подтвердили, что они видели или слышали взрывы, сопровождаемые облаком пламени над океаном, а также наблюдали обломки, некоторые из которых горели, падая в воду. Около одной трети свидетелей показали, что они видели светящуюся полосу, движущуюся вверх в небо к точке, где появился огненный шар.

В 20:30 самописец зафиксировал указание бостонского центра управления воздушным движением рейсу 800 о наборе и поддержании высоты 15000 футов, сопровождаемое приказом капитана «набор высоты» и подтверждением указания. В 20:30 бортинженер сказал, что необходимая мощность установлена. В 20:30:42 самописец записал звук механического движения в кабине самолёта, в 20:31:03 -- неразборчивое слово, и в 20:31:05 звук похожий на «разрушение записывающей ленты». Запись неожиданно закончилась в 20:31:12. Спектральный анализ звука выявил два необычных звука в последнюю секунду записи на канале капитанского микрофона, где был записан короткий 400 Гц звук (электрическая система самолета работает на частоте 400 Гц). Другие электрические фоновые шумы, записанные на этом канале, прекратились во время двух кратковременных событий за 0,73 и 0,68 секунды до конца плёнки. Остальные каналы речевого самописца были записаны без необычных звуков. Последней записью на всех каналах речевого самописца был очень короткий и громкий звук за 0,117 до конца плёнки. Запись прекратилась в 20:31:12 из-за отсутствия электричества, в то же самое время, когда радар последний раз зафиксировал самолёт.

Громкий звук в конце записи самописца рейса 800 был сравнен с похожими шумами, на самописцах других Boeing-747 (Pan Am 103 и Air India 182), которые были разрушены в результате срабатывания бомбы в переднем грузовом отсеке.

Расшифрованные данные параметрического самописца, характерные для нормального полета самолёта с набором высоты, неожиданно прерваны из-за прекращения подачи электрического напряжения.

Тщательный анализ распределения обломков, найденных повреждений, следов сажи и возгорания, -- всё это внесло вклад в понимание последовательности событий во время крушения самолёта. В начале катастрофы не было пожара, он возник в результате разрушения конструкции самолёта и топливных баков.

В 1997 году Совет Национальной Транспортной безопасности (NTSB) пришел к выводу, что взрыв самолета компании TWA произошел в результате короткого замыкания в центральном баке, и воспламенения топливовоздушной смеси.

С 1996 года по причине короткого замыкания в центральном баке, и воспламенения топливовоздушной смеси произошло три авиакатастрофы и четыре летных происшествия. Вследствие этого остро встает вопрос безопасности полетов( а безопасность полетов является главной задачей любой авиакомпании), решением данного вопроса может являться модернизация топливной системы путем установки системы нейтрального газа.

На самолетах советского и зарубежного производства широко применяются системы нейтрального газа. Эти системы обеспечивают тушение пожара внутри центрального бака и препятствуют его возникновению при вынужденной посадки самолета с невыпущенными шасси. На борту самолета расположены огнетушители заполненные углекислым газом. Перед вынужденной посадкой с невыпущенными шасси необходимо включать включатель на панели бортинженера. В этом случае взрывается пиропатрон в огнетушителе, и разрушается мембрана. И после чего углекислый газ по трубопроводам подается в топливный бак через жаклеры.

Но такие системы эффективны только в вынужденных условиях. У них много недостатков, например, большие габариты, высокая масса и не обеспечивают необходимую безопасность топливных баков на протяжении всего полета.

Команда Федерального управления гражданской авиации во главе с инженером Ивором Томасом смогла разработать прототип системы ONBOARD INERT GAS GENERATION SYSTEM, который весит менее 200 фунтов. Система использует не большое количество воздуха от двигателей. Воздух проходит от двигателя по 1.5 дюймовой трубе к теплообменнику, который понижает температуру до 180 градусов Цельсия, при которой система наиболее эффективно отделяет азот и кислород.

Air Separation Module состоит из трех параллельных алюминиевых трубок, каждая около 40 см в длину и 20 см в диаметре. Трубки модуля заполнены волокном. Ширина одного волокна не более ширены человеческого волоса, это выглядит как веревка.

Сжатый воздух, поступающий Air Separation Module состоит из 78 процентов азота, 21процентов кислорода, и одного процента микроэлементов. Воздух на входе в модуль поступает в полую часть волокон, через стенки волокон проходит только кислород, азот пройти не может, в результате чего воздух выходящий из дальнего конца модуля состоит из 99.9 процентов азота. Топливные баки имеют вентиляционные отверстия, для выравнивания давления на разных высотах, азот постоянно подается в резервуар для вытеснения топливовоздушной смеси.

Испытания прототипа проводимые (FAA) Федеральное управление гражданской авиации показали что, азот быстро распределяется и заполняется все надтопливное пространство, поэтому ни каких вентиляторов не требуется для обеспечения циркуляции газа. Система работает в двух режимах; с низким расходом и высоким. На взлете, при наборе высоты, и крейсерском режиме, система работает в режиме низкой производительности. Во время снижения давление повышается, и больше наружного воздуха поступает в бак, повышается концентрация кислорода. Чтобы компенсировать это, OBIGGS переходит в режим высокой производительности, тем самым резко снижая концентрацию кислорода.

В таблице 3.1. показана производительность одного модуля разделения воздуха, на протяжении всего полета.

3.2 Назначение системы нейтрального газа

Система нейтрального газа предназначена для предотвращения образования огнеопасных паров топлива в баках топливной системы путем снижения содержания кислорода в надтопливном пространстве.

Снижение содержания кислорода в надтопливном пространстве топливных баков осуществляется путём подачи обогащенного азотом воздуха в топливные баки.

3.3 Работа системы

Система использует отбор воздуха от двигателя и ВСУ (правого коллектора). Расход воздуха контролируется запорным клапаном, который регулируется автоматически при помощи блока управления.

Входной запорный клапан представляет собой клапан с электроприводом, который перекрывается когда в обмотке соленоида отсутствует ток, или же когда давление в системе опускается ниже 15 фунтов/дюйм2 . Данный элемент отключает систему, если давление отбираемого воздуха опустится ниже допустимых значений.

Запорный клапан выполняет две роли, контролирует давление в системе и является клапаном диактивации системы. Диаметр клапана 51 мм, в нейтральном положении клапан закрыт. Также клапан имеет ручное управление для диактивации и концевые выключатели открытого и закрытого положения. Запорный клапан поддерживает давление около 61 ±6 psig (5bar).

Далее отобранный воздух проходит через озоновый конвертор. Он преобразует поступающий химически активный озон в кислород, тем самым защищая от повреждения мембранный материал блока разделения воздуха. Содержание озона в воздухе снижает производительность модуля разделения воздуха (air separation unit).

За озоновым преобразователем установлен блок теплообменника с клапаном-регулятором температуры. В теплообменнике воздух, поступающий в систему, охлаждается с помощью холодного воздуха воздухозаборника СКВ, поскольку горячий воздух может повредить мембранный материал блока-сепаратора. Поэтому электронный блок управления системы контролирует работу клапана-регулятора температуры, который предназначен для регулировки потока воздуха, проходящего через теплообменник, чтобы температура воздуха обеспечивала оптимальное функционирование сепаратора.

Рис. 3.2. блок контроля температуры

Чтобы добиться этого, первый температурный датчик измеряет температуру воздуха ниже по потоку от теплообменника. Этот температурный датчик передает ECU системы OBIGGS отклонение от заданного значения температуры на входе в ASM для обеспечения оптимальной температуры воздушного потока. Функция оценки отклонения значения температуры не зависит от функции отключения системы OBIGGS при её перегреве. Теплообменник понижает температуру воздуха до 210F (99 градусов Цельсия). Турбокомпрессор сжимает отбираемый перед подачей его в блок разделения воздуха. Турбокомпрессор состоит из вала, и двух крыльчаток. Когда блок управления посылает сигнал на клапан турбокомпрессора, клапан открывается и отбираемый воздух раскручивает входную часть турбины. Отбираемый воздух всасывается через выходную часть турбины. Мощность турбины используется для приведения в действие компрессор. Воздух на выходе из турбины охлаждается за счет разрешения и помощи воздухо воздушного радиатора.

Далее воздух проходит через фильтр, который удаляет различные загрязнения частички пыли, различный примеси, перед входом в сердце системы, модуль разделения воздуха (air separation unit).

Дифференциальное реле давления расположено на входе в фильтр, контролирует состояние фильтра, путем измерения давления перед фильтром и за фильтром.

За запорным термоклапаном установлен датчик температуры, который дополнительно защищает систему от перегрева. Он измеряет температуру поступающего воздуха за запорным термоклапаном. При температуре воздуха ниже или выше установленного значения, датчик выдаёт сигнал в электронный блок управления. Электронный блок управления закрывает запорный термоклапан и двухпоточный клапан посредством отключения их электрического питания.
За датчиком температуры установлен датчик давления, который служит для защиты системы от избыточного давления. При давлении в системе ниже или выше установленных значений, датчик выдаёт сигнал в электронный блок управления, который подаёт сигнал на закрытие запорного термоклапана.

Сжатый воздух, поступающий Air Separation Module, состоит из 78 процентов азота, 21процентов кислорода, и одного процента микроэлементов. Воздух на входе в модуль поступает в полую часть волокон, через стенки волокон проходит только кислород, азот пройти не может, в результате чего воздух, выходящий из дальнего конца модуля, состоит из 99.9 процентов азота. Воздух, содержащий кислород не прошедший через модуль выбрасывается за борт.

Клапан высокого потока предназначен для выбора режима подачи нейтрального газа в топливный бак. Трубопровод от модуля разделения воздуха разделяется на два патрубка разных диаметров. Клапан высокого потока установлен на патрубке большего диаметра. При нормальной работе нейтральный газ подается в бак через патрубок меньшего диаметра. При снижении, поступление воздуха в топливный бак из атмосферы увеличивается, клапан высокого потока открывается, и поступление нейтрального газа в бак увеличивается.

3.4 Основные компоненты системы NGS