Работаем по всей России
и Таможенному союзу
Отправить заявкуОтправить заявку
Перезвоните мне

Часы работы

  • Понедельник
    09:00-18:00
  • Вторник
    09:00-18:00
  • Среда
    09:00-18:00
  • Четверг
    09:00-18:00
  • Пятница
    09:00-18:00
  • Суббота
    Закрыто
  • Воскресенье
    Закрыто
Перезвоните мне

8 (800) 777 18 50

Перезвоните мне

Безопасность полетов в авиации и космонавтике

Безопасность полетов в авиации и космонавтике с датчиками Keller

Самолет является одним из самых безопасных видов транспорта в мире благодаря превосходной подготовке пилотов, а также передовым технологиям как на борту, так и на земле. В еще большей степени это относится к космическим полетам.

Компания KELLER предоставляет для аэрокосмической отрасли датчики, разработанные с использованием современных технологий и соответствующие высоким требованиям по безопасности.

Авиационная безопасность

Многие люди испытывают беспокойство во время полета, в отличие от передвижения на автомобиле, несмотря на то, что риск попасть в ДТП намного больше.  На основании данных Федерального Союза Немецкой авиационной промышленности ФСНАП (BDL), а также портала Aviation Safety Network (ASN) из 4 миллиарда пассажиров, перевезенных воздушным транспортом в 2017 году, в десяти авариях гражданской авиации погибло 79 человек. На 2017 год риск потери жизни во время коммерческих авиарейсов стал наименьшим за всю историю наблюдений.

Согласно данным BDL авиакомпании перевозят в 13 раз больше пассажиров, чем в 1970 году. Несмотря на растущее количество, в 1970 году статистическая вероятность погибнуть в авиакатастрофе составляла 1:264 000, в 2017 году показатель уменьшился до 1:92 750 000. Данные значения указывают на повышение безопасности полетов в 350 раз. В отчетах не учитываются происшествия с участием военной авиации, а также небольших самолетов вместимостью менее 14 человек на борту. Этот успех объясняется усовершенствованием применяющихся в авиации технологий, инфраструктуры аэропортов, а также управления воздушным движением. В настоящее время воздушные суда, как правило, менее подвержены внешним воздействиям, что может быть обусловлено более тщательным отбором и строгой проверкой поставщиков и их продукции.

Датчики давления KELLER в авиационной отрасли

Начиная с 1997 года компания KELLER является поставщиком датчиков давления для самых различных отраслей авиации. Основными направлениями являются:

• Контроль давления в кабинах
• Гидрораспределители и системы фильтрации
• Клапаны управления
• Топливные насосы
• Системы дозаправки
• Системы кондиционирования воздуха
• Вентиляция
• Аварийная подача кислорода для пилотов

Как видно на изображении ниже, в воздушном судне используются десять разных датчиков давления. В зависимости от типа летательного аппарата датчиками KELLER оснащаются либо все отделы, либо часть из них. Описание специализированного применения является конфиденциальной информацией. Тем не менее, ниже приведены три типа самолетов, описания которых дают представление о том, насколько они могут различаться и, как следствие, насколько широк список требований к технологиям измерения давления.

Airbus A380

Широкофюзеляжный двухпалубный четырехдвигательный самолет A380 вместимостью до 853 пассажиров является крупнейшим серийным гражданским воздушным судном в мире. Самолет может преодолевать расстояния до 15 200 м с крейсерской скоростью порядка 900 км/ч. Две компактные системы кондиционирования воздуха обеспечивают поддержку температуры на необходимом уровне. Мощность установок на выходе составляет около 450 кВт. При работе систем в полную силу воздух в кабине полностью заменяется каждые три минуты. В отличие от распространенных коммерческих самолетов A380 имеет всего две гидравлические системы. Третий гидравлический контур был заменен электрогидравлическими приводами, что позволило снизить вес за счёт меньшего количества кабелей и клапанов. Топливные баки являются частью несущей конструкции самолета и располагаются в крыльях и стабилизаторе.

Датчики Keller в самолётах

С помощью системы контролируемой выработки топлива может быть выполнена автоматическая центровка самолета на протяжении всего полета, что обеспечивает оптимизацию нагрузки на конструкцию. Система осуществляет автоматическое управление распределением топлива.

Airbus A400M

Airbus A400M должен заменить или дополнить устаревший парк военно-воздушных сил семи Европейских стран-участниц НАТО. Самолет оснащен четырьмя турбовинтовыми двигателями и грузовой рампой в задней части фюзеляжа и может взлетать с коротких грунтовых взлетно-посадочных полос. Несмотря на то, что A400M уже широко используется, его техническая разработка еще не завершена

Boeing 787

Boeing 787 Dreamliner – дальнемагистральный самолет с двумя двигателями вместимостью до 300 человек. Boeing 787 является первым широкофюзеляжным воздушным судном, корпус которого выполнен преимущественно из композитных материалов на основе углерода. Благодаря уменьшенному весу, а также новым двигателям и улучшенной аэродинамике экономия топлива должна составлять 20%, а шумность значительно снизиться. Особенностью двигателей является отсутствие стравливания воздуха в систему кондиционирования, что обеспечивает невозможность попадания машинного масла в атмосферу кабины. Каждый двигатель оснащен двумя генераторами мощностью 250 кВт, используемыми для включения стартеров двигателей и производства электроэнергии. Система кондиционирования воздуха также является электрической. Boeing 787 стандартно оборудуется системой инертного газа, с помощью которой производится отбор азота из воздуха с помощью специальных фильтров и его подачу в баки. Таким образом обеспечивается снижение концентрации кислорода до такой степени, при которой отсутствует вероятность воспламенения даже в случае возникновения искр.

Безопасность космических полетов

Международная космическая станция с научной лабораторией в модуле Европейского космического агентства Columbus совершает полет вокруг Земли на средней высоте около 400 км со скоростью 28 800 км/ч. Для осуществления полного оборота станции достаточно всего лишь 90 минут. Для астронавтов, находящихся на борту, это означает 16 рассветов и закатов в день. В проекте МКС объединены силы нескольких космических агентств: НАСА (NASA), Роскосмос, Европейское космическое агентство (ESA), Канадское космическое агентство (CSA) и Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA).

С ноября 2000 года на МКС постоянно проживают астронавты. В основу устройства станции заложен модульный принцип. На текущий момент ее габариты составляют 110 x 100 x 30 м, а вес – около 450 тонн. Модули станции доставлялись на орбиту с помощью челноков и шаттлов, а затем собирались в единую конструкцию. Европейский модуль с исследовательской лабораторией Columbus был установлен в феврале 2008 года астронавтами 16-го экипажа МКС. Columbus является самым крупным вкладом Европейского космического агентства в станцию.

С мая 2009 года среднее количество астронавтов, работающих на борту МКС, составляет 6 человек. Участниками проекта согласована эксплуатация станции до 2024 года включительно, рассматривается продление срока работы, так как с технической точки зрения ее функционирование возможно до 2028 года.

Датчики давления KELLER в космонавтике

Keller на МКС фото-1Требования, предъявляемые к технической оснащенности в космонавтике, являются намного более жесткими, чем в авиации, так как аварийные посадки недоступны, а произвести замену оборудования не так просто, как на самолетах. Несколько лет назад в компанию KELLER обратилась ведущая немецкая авиационно-космическая компания. Для системы жизнеобеспечения с замкнутым циклом ACLS были необходимы датчики абсолютного и дифференциального давления, которые в конечном итоге могли бы использоваться на МКС.

Задачей системы ACLS является переработка углекислого газа в пригодный для дыхания кислород в замкнутом цикле. В сентябре 2018 года система, оборудованная 37 датчиками KELLER, была доставлена с помощью японского грузового аппарата HTV-7 на ракете H-IIB на борт МКС.

Для генерации кислорода система ACLS извлекает CO2 из воздуха кабины космической станции. Реакция Сабатье обеспечивает реакцию водорода с углекислым газом в присутствии катализатора для производства воды и метана. Далее водяной конденсат отделяется от потока газа и направляется обратно в систему управления водой. Затем посредством электролиза вода расщепляется на водород и кислород с последующим сбросом метана в космическое пространство.

Keller на МКС фото-2

Система ACLS разработана для экипажа из трех астронавтов и ежегодной экономии дополнительных 450 кг воды. Ежедневно система поглощает 3 кг CO2, генерирует 2.5 кг O2 и производит 1.2 кг воды, что существенно повышает эффективность и снижает спрос на поставки с Земли.

Как это принято в космонавтике, комплект датчиков для системы ACLS был заранее дважды изготовлен и передан для установки в образцы, направленные для дальнейших усовершенствований и испытаний. Исходя из полученных результатов была определена окончательная версия. Образцы, оставшиеся на Земле, будут использоваться для последующих испытаний, моделирований, а также информирования экипажа МКС о неисправностях, методах проведения ремонта и технического обслуживания системы ACLS.

Требования в авиационно-космической отрасли

Keller на МКС фото-3Как в авиации, так и в космонавтике не используются сверхновые технологии. Для обеих отраслей важна максимальная надежность, и используемые компоненты зарекомендовали себя в этом отношении. Более того, обычно самолеты находятся в эксплуатации от 25 до 30 лет, и детали, использующиеся для ремонта и замены, должны быть доступны на протяжении всего этого времени.

На основании строгих руководств по техническому обслуживанию летательных аппаратов одна деталь не может быть просто заменена другой – необходим абсолютно такой же элемент от того же производителя. Поэтому в данном случае целесообразно использование нестандартных продуктов. Компания KELLER производит разработки с учетом всех специфических требований заказчика для обеспечения полного соответствия условиям задачи. Таким образом, не существует одного универсального решения, но есть специально разработанная технология, соответствующая всем требованиям. Это единственный способ обеспечения потребности в наибольшей надежности в данных условиях окружающей среды. 

Keller на МКС фото-4Несмотря на предварительную положительную статистику, принимая во внимание ряд событий за последние два года, время от времени создается впечатление нивелирования требований надежности экономическими интересами. KELLER противопоставляет данной идее тщательное и детальное изучение каждой задачи клиента для обеспечения максимальной надежности всех продуктов. К сожалению, две трети запросов в связи с этим отклоняются из-за неполных спецификаций.

Специальная технология для особого назначения

Достижения авиации и космонавтики за последнее десятилетие были бы не возможны без применения надежной базовой технологии. Компания KELLER, благодаря своим высокоточным датчикам давления, также принимает участие в данных разработках начиная с 1974 года.

Пьезорезистивная технология

В качестве основного компонента датчиков давления, используемых в авиации и космонавтике, выступает пьезорезистивный кремниевый сенсор. Сенсор представляет из себя эластичную кремниевую диафрагму, деформирующуюся под действием давления. Диафрагма изгибается в обе стороны в зависимости от перепадов давления, приводящего к механическому напряжению поверхности. Для измерения механического напряжения по периферийной зоне диафрагмы распределены резисторы в местах наибольшего напряжения. Благодаря наличию пьезорезистивного эффекта резисторы реагируют на механическое напряжение лучше, чем тензометрические датчики, отслеживающие деформацию. В связи с этим большим преимуществом является крайне высокая чувствительность вкупе с хорошей стабильностью нулевой точки.  Последнее является результатом использования цельного кремниевого кристалла, на который, в отличие от металла, деформации не оказывают влияния.

Устройство сенсора давления

Пьезорезистивная технология на основе кремниевых чипов доказывает свою эффективность в повседневном применении и используется в еще более экстремальных условиях. 

Таким образом, ключом к соответствующему использованию в большей степени является конструктивное оформление пьезорезистивных чипов, нежели чем технология сама по себе. В отличие от металлических пластин кремниевый сенсор не так устойчив к воздействию среды и может использоваться только в сухом чистом воздухе или в непроводящей среде. Однако, для производства высокоточных надежных датчиков давления с кремниевой диафрагмой используются специальные корпусы и соответствующие электронные схемы.

Поскольку существует риск несовместимости среды с одной или обеими сторонами кремниевого сенсора, необходимо обеспечение его защиты. Для компании KELLER измерение давления в противопоставлении с вакуумом казалось наилучшим вариантом для сфер авиации и космонавтики, так как только одна сторона нуждалась бы в защите от воздействия агрессивной среды. Электростатическая связь кремниевого чувствительного элемента на стеклянной подложке обеспечивалась вакуумом с противоположной стороны. Но при отсутствии вакуума электростатическая связь, основанная на перемещении ионов между стеклянной подложкой и кремнием, не могла бы возникнуть. Даже проектирование заливки масла и изоляции от измеряемой среды представляло из себя проблему. В связи с необходимостью контроля множества эффектов при разработке пьезорезистивного измерительного элемента, становится очевидным, что сенсор такого типа будет стоить в 10-100 раз дороже отдельного кремниевого чувствительного элемента.
«Другими словами, покупатель приобретает комплексное решение и получает чувствительный элемент практически бесплатно», – подводит итог Jürg Dobler.

Благодаря высокому уровню точности и превосходной надежности заполненные маслом пьезорезистивные сенсоры давления играют ведущую роль в измерениях давления, а также составляют основу датчиков давления, использующихся в авиации и космонавтике.

Keller на МКС фото-5

Отправить заявку

Заказ обратного звонка

Информация успешно отправлена

Благодарим за обращение. Ваша заявка будет рассмотрена в течение рабочего дня. Для получения более оперативного ответа, пожалуйста, обращайтесь по телефонам:

+7 (812) 309 56 05 (многоканальный)
+7 (812) 696 00 06
+7 (495) 721 88 93

Загрузка