АСТ-500

АСТ-500 — советский и российский авиационный турбохолодильник, предназначенный для охлаждения воздуха в системах кондиционирования и наддува кабин летательных аппаратов. Представляет собой автономный агрегат, работающий по замкнутому циклу на основе турбохолодильной машины. Разработан в 1960-х годах в ОКБ-124 (ныне — АО «НПО «Наука»), серийно выпускался на предприятиях авиационной промышленности СССР. АСТ-500 является одним из наиболее массовых и распространённых турбохолодильников в отечественной авиации, устанавливался на самолёты различных типов, включая пассажирские, транспортные и военные.

История создания

Разработка турбохолодильников для авиации началась в СССР в середине 1950-х годов в связи с необходимостью обеспечения комфортных условий для экипажа и пассажиров на высотных и скоростных самолётах. Системы кондиционирования воздуха (СКВ) на основе турбохолодильных машин позволяли эффективно снижать температуру воздуха, отбираемого от компрессоров двигателей, до требуемых значений. В ОКБ-124 под руководством главного конструктора А. И. Берга была создана линейка агрегатов, среди которых выделялся АСТ-500.

Первый образец АСТ-500 был изготовлен в 1963 году. После прохождения цикла стендовых и лётных испытаний агрегат был рекомендован к серийному производству. С 1965 года начался выпуск на Московском машиностроительном заводе «Знамя» (ныне — в составе АО «НПО «Наука»). В последующие десятилетия конструкция неоднократно модернизировалась, повышалась надёжность и ресурс. АСТ-500 выпускался до начала 1990-х годов, общий тираж составил несколько десятков тысяч единиц.

Устройство и принцип действия

Конструкция

АСТ-500 представляет собой компактный агрегат, состоящий из следующих основных узлов:

• Турбина — центростремительная, одноступенчатая, приводится во вращение потоком сжатого воздуха. На валу турбины установлено рабочее колесо компрессора и вентилятора.
• Компрессор — центробежный, одноступенчатый, предназначен для сжатия воздуха, отводимого от турбины.
• Вентилятор — осевой, обеспечивает продувку наружного воздуха через теплообменник для отвода тепла.
• Теплообменник — воздухо-воздушный радиатор, в котором горячий сжатый воздух охлаждается наружным воздухом.
• Регулирующая арматура — клапаны, дроссели, датчики температуры и давления.
• Корпус — герметичный, выполнен из алюминиевых сплавов.

Все узлы смонтированы на едином валу, вращающемся в подшипниках качения. Масса агрегата — около 45 кг, габариты — 600×400×350 мм.

Принцип работы

Работа АСТ-500 основана на цикле обратного турбохолодильного цикла (цикл Брайтона). Сжатый воздух, отбираемый от компрессора авиадвигателя (температура до 250 °C, давление до 10 атм), поступает в теплообменник, где предварительно охлаждается наружным воздухом до 60–80 °C. Затем воздух направляется в турбину, где расширяется, совершая работу, и его температура резко падает (до минус 30–50 °C). Охлаждённый воздух подаётся в кабину самолёта. Часть воздуха после турбины отводится на компрессор, который повышает его давление и направляет на вентилятор, создающий поток для продувки теплообменника. Таким образом, агрегат работает автономно, не требуя внешнего источника энергии, кроме самого сжатого воздуха.

Производительность АСТ-500 по холоду составляет до 500 кВт (отсюда цифра в названии), что позволяет обеспечивать кондиционирование кабин объёмом до 200 м³.

Модификации

В процессе производства и эксплуатации было разработано несколько модификаций АСТ-500, различающихся конструктивными особенностями и параметрами:

• АСТ-500-01 — базовая модель, устанавливалась на самолёты Ту-134, Як-40, Ан-24.
• АСТ-500-02 — модификация с увеличенным ресурсом подшипников, применялась на Ил-62, Ту-154.
• АСТ-500-03 — вариант с улучшенной системой регулирования, использовался на военно-транспортных самолётах Ан-12, Ил-76.
• АСТ-500-04 — экспортная версия, поставлялась в страны СЭВ и социалистические государства.
• АСТ-500М — модернизированная модель с повышенной холодопроизводительностью (до 550 кВт), устанавливалась на самолёты Ту-204, Ил-96.

Применение

АСТ-500 являлся основным турбохолодильником для систем кондиционирования воздуха в советской и российской авиации. Он устанавливался на следующие типы летательных аппаратов:

• Пассажирские самолёты: Ту-134, Ту-154, Ту-204, Ил-62, Ил-86, Ил-96, Як-40, Як-42.
• Транспортные самолёты: Ан-12, Ан-24, Ан-26, Ан-72, Ил-76.
• Военные самолёты: Ту-22М, Ту-95, Су-24, МиГ-31 (в составе СКВ).
• Вертолёты: Ми-8, Ми-26 (в модифицированном виде).

Кроме того, АСТ-500 использовался в наземных установках для охлаждения воздуха в ангарах, лабораториях и на испытательных стендах.

Технические характеристики

Эксплуатация и надёжность

АСТ-500 зарекомендовал себя как надёжный и неприхотливый агрегат. Средняя наработка на отказ составляла около 2000 часов. Основные неисправности связаны с износом подшипников вала и загрязнением теплообменника. Для эксплуатации в условиях холодного климата предусмотрен подогрев входа в турбину. Агрегат допускает работу в диапазоне температур наружного воздуха от минус 60 °C до плюс 50 °C.

В 1990-х годах, в связи с массовым выводом из эксплуатации самолётов предыдущих поколений, выпуск АСТ-500 был прекращён. Однако он продолжает использоваться на сохранившихся в эксплуатации воздушных судах (например, Ан-24, Ту-134, Ил-76) и в качестве запасных частей. На смену АСТ-500 пришли более современные турбохолодильники, такие как АСТ-1000 и АСТ-2000, разработанные в НПО «Наука».

Интересные факты

• Название «АСТ» расшифровывается как «авиационный сухой турбохолодильник» (в отличие от «мокрых» систем с испарительным охлаждением).
• Цифра «500» в маркировке соответствует холодопроизводительности в киловаттах, хотя в некоторых источниках указывается, что это индекс разработки.
• АСТ-500 мог работать не только на сжатом воздухе от двигателей, но и от наземных источников (например, от аэродромных компрессорных станций).
• В 1970-х годах на базе АСТ-500 была создана мобильная холодильная установка для охлаждения оборудования в полевых условиях.

Источники

• Авиационное оборудование: Учебник для вузов / Под ред. В. А. Боднера. — М.: Машиностроение, 1985.
• Системы кондиционирования воздуха летательных аппаратов / Под ред. А. И. Берга. — М.: Оборонгиз, 1968.
• Техническое описание и инструкция по эксплуатации турбохолодильника АСТ-500. — М.: НПО «Наука», 1972.
• Каталог авиационного оборудования. — М.: ЦАГИ, 1990.
• Журнал «Авиация и космонавтика», № 4, 1987, статья «Турбохолодильники для авиации».