Действительно, подпружиненные лепестки округлой формы в полуоткрытом положении напоминают крылья бабочки. Гораздо хуже, когда эти стальные крылышки, истерев насквозь свои ушки, соединяющие их с осью вращения или перетерев сами оси, подхваченные потоком транспортирующего по трубе воздуха оказываются в кранах, заслонках, или разогнавшись с потоком, насквозь пробивают стальные стенки трубопроводов.

 

При эксплуатации воздушных систем высотного оборудования Ту-154 и Ту-134 с этим явлением конструкторы столкнулись давно. Изучение остатков разрушенных обратных клапанов показало, что возможной причиной быстрого перетирания стальных осей и ушек является интенсивные колебания лепестков, вызванные воздействием пульсирующего потока воздуха на подпружиненный плоский элемент лепестка. Поток стремиться открыть клапан, пружина закрыть. Лепестки в какой-то момент вступают в автоколебания с малой амплитудой, но большой частотой. Высококачественные жаропрочные стали перетираются в считанные часы работы системы. Разработчики обратных клапанов рекомендовали устанавливать обратные клапаны на прямых длинных участках трубопроводов, обеспечивая до и после обратного клапана длинные прямые участки труб. При тесной и насыщенной компоновке на самолете это требование практически не выполнимо, да и практика эксплуатации обратных клапанов лепесткового типа на самолете Ту-154 показала, что после выполнения этих рекомендаций их ресурс все равно остается недостаточным.

 

Были попытки решить вопрос установкой перед клапаном специальной вставки-решетки, успокаивающей пульсацию потока воздуха. Однако и эти демпфирующие колебательные процессы вставки не дали большого положительного эффекта. Ресурс обратного клапана 4672, установленного в СКВ (системе кондиционирования воздуха) самолета Ту-154 после установки решетки с 600 летных часов возрос до 1200 летных часов, но это недопустимо мало при ресурсе самолета 60000 летных часов и межремонтном ресурсе 30000 летных часов.

 

Конструкторы отдела высотного оборудования ОАО 'Туполев' решились даже рискнуть и разработали антиобратный клапан, который был открыт пружиной при прямом потоке воздуха и закрывался, преодолевая усилие пружины при обратном потоке воздуха. При этом в открытом положении лепестки не были прижаты друг к другу образуя небольшой угол, что обеспечивало закрытие клапана при обратном потоке воздуха. Вновь больших успехов достигнуто не было. Лепестки на каких-то режимах вновь вступали в автоколебания - и все повторялось сначала. Казалось, задача простыми методами не может быть решена. Тогда появилась мысль, что если с автоколебаниями справиться нельзя, надо сделать такие лепестки, которые, даже оторвавшись с оси вращения, не смогут двигаться по трубе. Диаметр лепестка-заслонки должен быть соизмерим с диаметром трубы. Эта мысль и привела к конструкции обратного клапана в виде цельной заслонки, ось поворота которой смещена от центра трубы и вынесена из плоскости заслонки. При этом разумеется, можно было отказаться от обеспечения герметичности притиркой плоских поверхностей лепестков и седла корпуса клапана, проще и технологичнее круглую заслонку герметизировать в корпусе конусной поверхностью.

 

Диаметр оси поворота, тем не менее, увеличили во много раз и ввели подшипниковую бронзовую втулку, тем самым заслонка поворачивается в бронзовых подшипниках, что должно было значительно увеличить ресурс обратного клапана. Так как теперь обратный клапан открывается и закрывается только за счет разности поверхностей заслонки над и под осью поворота под давлением потока, отпала необходимость в пружине. Однако последнее привело к тому, что в свободном состоянии, без потока в трубопроводе, обратный клапан приоткрыт, так как вертикаль, проходящая через центр тяжести заслонки, не проходит через ось поворота. В эксплуатации это привело к тому, что при слабом обратном потоке воздуха обратный клапан не закрывается. Однако с этим легко справиться, повернув клапан в трубе так, чтобы ось поворота заслонки клапана не была горизонтальна. Чем она ближе к вертикали, тем меньший поток закроет клапан, при вертикальном положении оси поворота клапан становится дверцей. Так конструкторами ОАО 'Туполев' на смену обратным клапанам лепесткового типа был создан обратный клапан гравитационного типа, который в настоящее время успешно пройдя лабораторно-стендовые испытания в ГосНИИ ГА, подконтрольную эксплуатацию на самолете Ту-154M, при непосредственном участии ремонтного завода ОАО 'ВАРЗ-400', устанавливается по бюллетеням взамен обратных клапанов 3203,4672,4477, 4488 на всем парке самолетов Ту-154Б и Ту-154М.

 

Лидеры семейства гравитационных обратных клапанов на самолете Ту-154М наработали более 10000 летных часов, и кроме незначительной выработки бронзовых подшипников, легко устранимой их заменой, замечаний от эксплуатирующих предприятий нет. ЗАО 'Росаэро' (г. Жуковский) организовало серийное производство обратных клапанов гравитационного типа, которое обеспечивает своевременное выполнение бюллетеней по замене обратных клапанов на всем парке самолетов Ту-154В и Ту-154М.

 

ФГУ Роспатент принято решение о выдаче патента на изобретение 'Обратный клапан для горизонтального трубопровода' приоритет от 25.08.2006 года. Заявка №2006130674/06(033333).