Топливная система служит для размещения необходимого запаса топлива на самолете и питания двигателя топливом на всех режимах его работы? при всех допустимых эволюциях самолета.

В качестве топлива для питания двигателя М-14П применяется бензин Б-91/115 ГОСТ 1012-72

Топливо на самолете размещено в двух баках емкостью по 61+ 1 л Бензобаки расположены в правой и левой консолях крыла. В фюзеляже установлен расходный бачок емкостью 5,5+ 1 л, служащий для обеспечения перевернутого полета и полета с отрицательными перегрузками.

Из баков топливо самотеком через блок обратных клапанов поступает в расходный бачок. Два обратных клапана предотвращают перетекание топлива из одного бензобака в другой, третий - вытекание топлива из расходного бачка в бензобаки при пикировании самолета.

Топливо из расходного бачка через обратный клапан, обеспечивающий работу заливного шприца 740400, пожарный кран, бензиновый фильтр поступает к бензиновому насосу 702МЛ.

После насоса топливо под давлением поступает в компенсационный бачок, затем через фильтр тонкой очистки 8Д2966064 в карбюратор двигателя и к двум датчикам давления топлива П-1Б.

Каждый датчик выдает сигналы на свой указатель УКЗ-1 Указатели и датчики входят в комплект трехстрелочного электрического моторного индикатора ЭМИ-ЗК. Указатели УКЗ-1 расположены на приборных досках в обеих кабинах, датчики П-1Б - на стенке шпангоута 0.

Для подачи топлива в цилиндры двигателя и заполнения основной топливной магистрали перед запуском двигателя используется заливной шприц 740400, рукоятка которого расположена на приборной доске первой кабины.

При взятии рукоятки на себя полость шприца заполняется топливом, поступающим от основной топливной магистрали. Заливной шприц 740400 также служит для аварийной подачи топлива при отказе насоса 702 МЛ.

Подача топлива для разжижения масла производится через электромагнитный клапан 772, установленный на шпангоуте 0. Подвод топлива к клапану осуществляется при помощи гибкого трубопровода, соединенного с выходным штуцером бензонасоса 702 МЛ. Выключатель клапана разжижения масла расположен на приборной доске первой кабины

Для перепуска избыточного количества топлива и поддержания заданного давления перед карбюратором компенсационный бачок соединен трубопроводом с расходным бачком. В трубопроводе стоят два дросселя. В нижней точке топливной магистрали между шпангоутами 5 и 6 расположен сливной кран 636700А, служащий для слива отстоя топлива.

Количество топлива в баках контролируется дискретным сигнализатором уровня топлива СУТ4-2, который выдает информацию о запасе топлива в двух баках по 9-ти уровням на световое табло индикатора. В комплект СУТ4-2 входят: два индикативных датчика ДСУ 1-2 и один индикатор ИУТЗ-1.

Датчики сигнализатора установлены в бензобаках, индикатор - на приборной доске первой кабины.

На приборной доске второй кабины установлены две сигнальные лампы, загорающиеся при остатке 12 литров топлива в соответствующем баке по сигналам сигнализатора.

Аварийный остаток топлива равен 24 литрам.

Рис. 1 Принципиальная схема топливной системы.

1-мановакуумметр МВ16К; 2-кран разжижения масла; 3 - заливной шприц, 4 - правый топливный бак; 5 - заправочная горловина, 6 - компенсационный бачок; 7 - дроссели; 8 - обратный клапан; 9 - блок обратных клапанов, 10 - сливной кран, 11 - расходный бачок; 12 - левый топливный бак, 13 - датчик топливомера ДСУ-1-2; 14 - указатель сигнализатора уровня топлива ИУТ-3-1; 15 - пожарный кран, 16-бензофильтр, 17 - приемники давления топлива П-1Б; 18 - электрические моторные индикаторы ЭМИ-ЗК; 19 - фильтр тонкой очистки; 20 - указатель температуры смеси ТУЭ-48К

Краткие сведения об агрегатах

Основные бензиновые баки

Бензиновые баки ёмкостью по 61 ±1 л. служат для размещения запаса топлива, установлены в консолях крыла и крепятся на ложементах с помощью стяжных лент.

К бакам приклеены прокладки из войлока под ложементы и стяжные ленты.

Бак клёпано-сварной конструкции с обварными заклёпками. Состоит из двух обечаек, двух днищ, трёх.перегородок. Внутри бака проложена дренажная трубка до верхней точки бака. К баку приварены фланцы под штуцера основной топливной магистрали, дренажной магистрали, датчик топливомера, заливную горловину, дренаж заливной горловины.

Для слива топлива из заливной горловины после заправки через бак проложена дренажная труба, выходящая через отверстие в люке крыла в атмосферу.

Заливная горловина имеет резиновое кольцо, плотно прилегающее к верхней обшивке крыла. Во время заправки исключается попадание топлива во внутренние отсеки крыла. В заливную горловину вставлена защитная сетка.

Расходный бачок

Бачок - сварной конструкции, состоит из обечайки и двух днищ. Емкость бачка 5,5+1 л.

К бачку приварены штуцера для подсоединения трубопроводов подвода топлива, отвода топлива, дренажа и сброса топлива из компенсационного бачка.

Топливо из бачка забирается гибким заборником.

Бачок установлен в нижней части фюзеляжа между шпангоутами 6 и 7 на левом борту. Он притянут к ложементам фюзеляжа, оклеенным войлоком, двумя металлическими стяжными лентами.

Компенсационный бачок

Компенсационный бачок выполнен в виде шара. Его корпус сварен из двух полусфер, в которые вварены штуцера для подсоединения трубопроводов системы.

Бачок установлен в чашке, к которой крепится стяжной лентой. чашка прикреплена к передней стенке шпангоута 0.

Бензиновый фильтр

Бензиновый фильтр состоит из корпуса, крышки и траверсы. Внутри фильтра размещен фильтропакет. На корпусе имеются два штуцера 1 для подсоединения трубопроводов системы.

Фильтропакет состоит из двух металлических сеток: наружной, свернутой в виде цилиндра, припаянной к кольцу и подкрепленной тремя вертикальными стойками, и внутренней, свернутой в виде конуса.

Обе сетки внизу припаяны к чашке. С наружной стороны к крышке припаяна винтовая пружина.

Фильтропакет фиксируется на крышке фильтра при помощи винта, ввернутого в крышку. При установке крышки фильтра на корпус пружина плотно прижимает фильтропакет к верхнему донышку корпуса. Крышка в закрытом положении прижимается к корпусу траверсой с помощью двух болтов, имеющих осевое крепление к корпусу, и двух гаек. Одна гайка барашковая, позволяет легко и быстро открывать крышку фильтра. В донышке крышки ввернута сливная пробка для слива бензина.

Бензиновый фильтр установлен на стенке шпангоута 0 и крепится к ней болтами с втулками за ушки корпуса.

Сливной кран 636700

Сливной кран предназначен для слива отстоя бензина из системы и установлен на тройнике между крыльевыми баками и расходным бачком.

Сливной кран вентильного типа открывается при вращении штока. Фиксация от самоотворачивания производится с помощью шлицевого зацепления и пружины, установленной в корпусе крана.

Открывается кран вращением ручки против часовой стрелки, закрывается вращением ручки по часовой стрелке.

Сливной кран имеет стандартный наконечник для подсоединения гибкого шланга или резиновой трубки.

Заливной шприц 740400

Шприц предназначен для подачи топлива в двигатель при запуске.

Создаваемый вакуум за один ход поршня 80 мм рт. ст., рабочая ёмкость 8 см 3 .

Бензин из системы подводится по трубопроводу к среднему штуцеру, отмеченному стрелкой, направленной внутрь головки корпуса 3.

К двум другим штуцерам присоединяются трубопроводы к цилиндрам и к магистрали карбюратора. В зависимости от положения золотника 18, устанавливаемого ручкой 10, открываются или закрываются каналы головки корпуса 3. При нейтральном положении ручки 10 все каналы закрыты.

Рис. 2 Бачок расходный

1 - шланг, 2 - штуцер, 3 - угольник, 4 - штуцер, 5 - штуцер, 6 - днище; 7 - днище, 8 - обечайка; 9 - ушко; 10 - контргайка, 11 - кольцо; 12 - пломба

Для заливки бензина необходимо предварительно повернуть, ручку 10 в определённое положение и быстро выдвинуть и задвинуть её, приведя в движение поршень 17.

При движении поршня 17 вверх в полости корпуса 16 создаётся разряжение, открывающее входной клапан (шарик) 1 и прижимающее выходной клапан (шарик) 20 к седлу.

Рабочая жидкость из системы засасывается в полость корпуса 16. При движении поршня 17 вниз в полости корпуса создаётся повышенное давление, открывающее выходной клапан и прижимающее входной клапан к седлу.

Бензин из полости корпуса выталкивается в щтуцер выходного клапана в соответствии с положением ручки 10 и далее в присоединенный к нему трубопровод.

Клапан электромагнитный 772

Клапан электромагнитный 772 предназначен для дистанционного управления подачей бензина с целью разжижения масла. Рабочее давление на входе в клапан - 2 кг/см 2 . Напряжение постоянного тока 27В.

Под действием силы магнитного потока якорь 4, преодолевая усилие пружины 5 и избыточное давление топлива, притягивается к сердечнику 9, открывая проходное сечение клапана.

При выключении питания якорь 4 под действием пружины 5 возвращается в первоначальное положение.

Пожарный кран 630600

Кран предназначен для перекрытия трубопровода системы питания топливом.

Давление рабочей жидкости не более 2 кг/см 2 , момент поворота поводка не более 28 кг.см.

Кран может находиться в двух чётко фиксируемых положениях:

закрытом и открытом. Управление краном ручное, посредством тяг. В закрытом положении клапан 6 прижимается к седлу штуцера 1 пружиной 5 и давлением топлива.

Для открытия крана поводок 13 поворачивается на определенный угол (71°) против направления часовой стрелки и прижимает клапан 6 к стенке корпуса 3, открывая проход топливу.

Расчеты

1 . Подъемная сила крыла - Y

C y = 1.8 (Коэффициент подъемной силы)

p = 0.125 (Плотность воздуха)

V = 850 км/ч (Скорость самолета)

l = 35 м (Размах крыла)

b = 1.25 (Средняя хорда крыла)

• S = l *b (Площадь крыла)
• S = 1.25 * 35 = 43.75 м 2

Ответ: подъемная сила крыла равна:3556055 кг

аэробус самолет крыло салон

2. Удлинение крыла - л

Ответ: удлинение крыла составляет 2,8 %

3. Относительная толщина крыла - С

Ответ: относительная толщина крыла 5,2%

4. Относительная кривизна профиля крыла -

F = ; (Стрела прогиба средней линии профиля)

Ответ: Относительная кривизна профиля крыла - 0.26 %

5. Сила лобового сопротивления - Х

Х = ; C x =0.09 (Коэффициент лобового сопротивления) Х = 0.0643.75 = 118536 кг

Ответ: Сила лобового сопротивления 118536 кг.

6. Аэродинамическое качество крыла - К

Ответ: Аэродинамическое качество крыла равняется 30.

Топливная система самолета Аэробус А320

Топливная система самолета Аэробус А320 обеспечивает размещение запаса топлива, необходимого для выполнения полета, и бесперебойную подачу его двигателям (и ВСУ, если она имеется на самолете) на всех режимах полета, предусмотренных ТЗ.

На некоторых самолетах топливная система выполняет дополнительные функции, например обеспечивает балансировку и поддерживает оптимальную центровку самолета за счет перекачки топлива из одних баков в другие; топливо может использоваться в качестве хладагента для охлаждения бортовых систем в технических отсеках.

Топливную систему можно условно разделить на следующие взаимосвязанные подсистемы: топливные емкости (топливные баки, дренаж баков, системы перекачки топлива); система распределения топлива (системы заправки и подачи топлива к двигателям); слив топлива (аварийный слив в полете, слив на земле, слив конденсата); приборы и устройства контроля работы топливной системы.

В зависимости от назначения и потребных ЛТХ самолета масса топлива составляет 10-60% взлетной массы самолета, поэтому размещение топлива на его борту является сложной компоновочной и конструктивной проблемой.

Для размещения топлива на самолете Аэробус А320, служат два бака-отсека, расположенных в левой и правой консолях крыла. Полный объем топливных баков-отсеков составляет 350 л.

Из баков топливо через обратные клапаны самотеком поступает в расходный бак объемом 3,5 литра. Расходный бак предназначен для обеспечения бесперебойного питания двигателя топливом при различных эволюциях самолета, в том числе не менее 3 минут при отрицательных перегрузках.

Из расходного бака через обратный клапан, открытый пожарный кран и фильтр-отстойник топливо откачивается топливным насосом двигателя и через фильтр тонкой очистки подается в карбюратор. Одновременно топливо поступает к датчику давления топлива трех-стрелочного электрического индикатора ЭМИ-3К.

Принципиальная схема топливной системы пассажирского самолета: 1, 2, 3 - кессон-баки; 4, 5, 6 - трубопровод; 7 - перекачивающие насосы; 8 - расходный отсек; 9, 14 - подкачивающий насос; 10, 11 - трубопроводы; 12 - кран кольцевания (кран перекрестного питания); 13 - противопожарный кран; 15 - датчик расходомера; 16 - топливомасляной генератор; 17 - топливный фильтр; 18 - насос-регулятор

Для подачи топлива в цилиндры двигателя, создания давления в топливной системе и подачи топлива в карбюратор перед запуском, а также для подачи топлива в карбюратор при отказе бензонасоса двигателя используется заливочный шприц, рукоятка которого расположена на панели приборной доски в кабине летчика. Контроль за количеством топлива в баках осуществляется с помощью электрических топливомеров и расходомера.

Заправка топливом производится через заливные горловины крыльевых баков открытым способом. Для заправки самолета можно применять как специальные топливозаправщики, так и простые средства (емкости) для заливки топлива в баки. Топливо заправляют в баки до уровня 20-30 мм ниже обреза заливных горловин.

Заливная горловина каждого бака расположена на верхней обшивке крыла, вблизи лонжерона между нервюрами № 16 и 17. Сверху заливная горловина закрывается крышкой, имеющей уплотнительное кольцо и запорное устройство. Внутри корпуса горловины имеется фильтрующий стакан-вкладыш, затянутый металлической сеткой. После окончания заправки крышка горловины вставляется в гнездо, рычаг поворачивается до упора и опускается, фиксируя крышку в закрытом состоянии.

Фильтр тонкой очистки 8Д2.966.064 служит для очистки топлива от механических примесей перед входом в карбюратор и обеспечивает тонкость фильтрации 30 мк.

Топливо проходит сквозь сетку фильтра-элемента, оставляя на ней механические примеси, и попадает во внутреннюю полость фильтра. При засорении фильтрующего элемента между внешней и внутренней полостями фильтра создается перепад давлений, отжимающий перепускной клапан. При этом топливо, минуя фильтрующий элемент, поступает к двигателю.

Заливной шприц 740400 служит для заливки топливом цилиндров двигателя и топливной магистрали перед запуском двигателя, а также может непродолжительно служить аварийным источником подачи топлива при отказе бензинового насоса двигателя. Шприц установлен на приборной доске кабины.

Шприц состоит из корпуса с обратными клапанами, направляющей с фланцем, поршня, пружины и рукоятки. При движении рукоятки шприца НА СЕБЯ происходит всасывание топлива в полость шприца, а ОТ СЕБЯ-- выталкивание топлива в цилиндры двигателя или в заливную топливную магистраль в зависимости от установки рукоятки соответственно в положение ЦИЛИНДР или МАГИСТРАЛЬ.

Количество топлива в баках самолета измеряется топливомером фирмы Westach, который обеспечивает измерение запаса топлива и непрерывную индикацию на приборной доске. На самолете имеются два топливных бака, каждый бак оборудован датчиком топливомера. На приборной доске установлен двух-стрелочный указатель. Кроме топливомера на самолете в баках установлены датчики обеспечивающие выдачу сигналов на светосигнальные табло каждого бака о наличии резервного остатка топлива (30 л). Расход топлива измеряется расходомером типа FS-450.

Датчик топливомера CAT.395-5S представляет собой топливный передатчик-измеритель, который работает посредством подачи малого фиксированного количества энергии во внешнюю алюминиевую трубку датчика. Количество энергии, наводимой во вторичном проводнике внутри трубки (и изолированном от нее) зависит от сопротивления, объема, разделяющего два проводника. Микропроцессор в головке датчика измеряет наведенный потенциал, усиливает и направляет в измерительный прибор (индикатор топливомера). Когда количество топлива в датчике уменьшается вследствие выработки, количество воздуха увеличивается, таким образом непрерывно измеряется количество наводимой энергии. Электроника датчика залита эпоксидной смолой.

Датчик резервного остатка топлива поплавкового типа, состоит из коромысла с поплавком, на котором установлен мощный магнит, и геркона, который установлен с внешней стороны бака на специальной плате. Все детали датчика смонтированы на одной оси. При понижении уровня топлива магнит занимает место напротив геркона, замыкается электрическая цепь и на приборной доске загорается красный светодиод. Датчик регулируется на резервный остаток топлива 30 литров.

В течение всего полета верхний дисплей индицирует текущий часовой расход топлива.

Нижний дисплей индицирует топливные параметры в автоматическом или ручном режиме.

В автоматическом режиме значения топливных параметров высвечивается поочередно, синхронно с соответствующим свето-сигнализатором.

Для перехода в ручной режим нажмите кнопку STEP. Дальнейшие кратковременные нажатия кнопки STEP обеспечивает переход к индикации следующего топливного параметра.

При отсутствии связи с GPS вычисляются и индицируются только израсходованное и оставшееся количество топлива, а также запас времени полета.

При необходимости обнулить количество используемого топлива, удерживайте в нажатом положении кнопку AUTO в течение 3-х секунд при индикации USD в ручном режиме.

Когда оставшееся количество топлива достигает заданного минимального остатка, на нижнем дисплее высвечивается значение минимального остатка, а свето-сигнализатор REП начинает работать в импульсном режиме.

Когда оставшееся время полета падает ниже заданного минимального времени, на нижнем дисплее высвечивается оставшееся время в минутах, а свето-сигнализатор HM начинает работать в импульсном режиме.

При кратковременном нажатии кнопки STEP предупредительный сигнал отключается на 10 мин. При удерживании кнопки STEP в нажатом положении до высвечивания на дисплее OFF, предупредительный сигнал отключается до конца полета.

На современных самолетах топливо централизованно под давлением (через одну или несколько заправочных горловин) заливается в топливные баки. Топливные фильтры обеспечивают освобождение топлива от случайных механических примесей. Система клапанов и кранов автоматически обеспечивает определенный порядок заправки баков, выработки топлива из баков-отсеков, чтобы центровка самолета в процессе выработки топлива не выходила из заданных пределов, а также слив топлива из баков в полете перед вынужденной (аварийной) посадкой.

Надежность работы топливной системы зависит от давления смеси воздуха и паров топлива в над топливном пространстве баков.

Разрежение (пониженное давление) может вызвать сплющивание баков, кавитацию топлива на входе в насосы и в трубопроводах, т. е. образование в топливе полостей, заполненных воздухом, парами топлива или их смесью, и, как следствие, нарушение работы перекачивающих насосов и двигателей.

Повышенное давление в над топливном пространстве может вызвать остаточные деформации конструкции: вздутие встроенных топливных баков и даже деформации баков-отсеков крыла.

Разрежение в над топливном пространстве может возникнуть в процессе выработки топлива или аварийного слива, повышенное давление - в процессе централизованной заправки топливом под давлением.

Дренажная (от англ. drain - осушать) система обеспечивает поддержание необходимой разницы давлений в над топливном пространстве баков и окружающей атмосфере и уменьшение концентрации взрывоопасных паров керосина путем наддува (и вентиляции) баков воздухом через трубопроводы, выходящие к верхним точкам баков, за счет скоростного напора, воздухом от компрессоров двигателей или из бортовых баллонов, нейтральными газами из бортовых баллонов или специальных систем.

Система наддува баков нейтральными газами повышает пожара и взрывобезопасность ЛА.

Планер, система управления, шасси и силовая установка - именно эти компоненты определяют облик самолета, обеспечивают его качественную определенность и являются той основой, на которой компонуются, как на опоре, остальные системы, обеспечивающие специфику выполняемой самолетом задачи.

Тема 10. Топливная система самолёта.

Общие сведения.

Система топливопитания предназначена для размещения на самолёте необходимого количества топлива для полёта и подачи его к двигателям на всех режимах полёта. В качестве топлива на современных самолетах применяется авиационный керосин марок Т-1, ТС-1, РТ и др.

К топливным системам, в соответствии с нормами летной годности, предъявляются общие требования в отношении надёжности, живучести, пожарной безопасности, массовых и габаритных характеристик, простоты конструкции, ремонтопригодности и эксплуатационной технологичности.

Основные требования, предъявляемые к топливной системе:

Топливная система должна обеспечивать бесперебойное питание двигателей топливом на всех режимах полета;

В случае выключения подкачивающего насоса топливная система должна обеспечивать питание двигателей от МГ до взлетного режима на высотах до 2000 м с сохранением центровки и кренящих моментов в допустимых пределах;

- ёмкость топливных баков должна быть достаточной для выполнения полета на заданную дальность и должна включать аварийный (аэронавигационный) запас на 45 мин. полёта на крейсерском режиме (по нормам FAR и JAR);

Выработка топлива не должна существенно влиять на центровку ВС;

Топливная система должна быть безопасной в пожарном отношении;

Топливная система должна обеспечивать централизованную заправку, а также должна иметь приспособления для заправки под давлением;

Должна предусматриваться возможность аварийного слива топлива в полёте в случае, если максимальная масса ВС превышает допустимую из условий посадки;

Топливная система должна иметь возможность надежного и непрерывного контроля за очередностью и количеством выработки топлива, как в отдельном баке, так и в группе баков.

Система включает в себя топливные баки, систему дренажа топливных баков, систему централизованной заправки, системы подачи и перекачки топлива, систему централизованного слива отстоя топлива, систему сигнализации водного отстоя, органы управления и контроля топливной системы, топливомер и расходомер. На современных самолётах запасы топлива могут составлять от 20 до 50 процентов взлётной массы самолёта.

Для размещения топлива используют объёмы крыла и фюзеляжа. На пассажирских и грузовых самолётах топливо размещают в крыле, освобождая фюзеляж для полезной нагрузки.

По принципу размещения различают внутренние, подвесные, фюзеляжные, центропланные и консольные топливные баки, по характеру применения - расходные, предрасходные, балансировочные. Расходными называются баки, из которых топливо подаётся к двигателям. Предрасходными называются баки, из которых топливо подается в расходные баки. Балансировочными называются баки, из которых топливо перекачивается в другие топливные баки для обеспечения необходимой центровки самолёта.

Конструктивно топливные баки представляют собой герметичные отсеки воздушного судна, так называемые бакикессоны. От порядка выработки топлива из баков, обеспечиваемого автоматом расхода, зависит центровка самолёта. С целью обеспечения необходимой устойчивости по крену самолёта топливо из правых и левых баков вырабатывается равномерно с помощью автомата выравнивания или вручную.

Слив топлива из баков может производиться через сливные штуцеры, установленные на двигателях или через систему централизованной заправки.

На некоторых самолётах для уменьшения посадочного веса самолета предусмотрена система аварийного слива топлива. В этом случае система оснащается устройством, исключающим слив из баков топлива, потребного для питания двигателей при посадке.

Схема компоновки топливных баков на самолете-истребителе представлена на рисунке7.1.

Рис.7.1.Схема компоновки топливных баков на самолете-истрибителе

Из-за малых объемов конструкции крыльев основная масса топлива размещена в фюзеляжных мягких (с внутренним резиновым и наружным, создающим каркас бака, резинотканевым слоем) баках 3, размещенных сбоку от воздушных каналов 1 под обшивкой фюзеляжа. Жесткий топливный бак 6, сваренный из тонких листов алюминиево-марганцевого сплава, закреплен на конструкции в хвостовой части фюзеляжа под двигателем 4 и его выхлопной трубой 5.

Крыльевые баки-отсеки 7 и все фюзеляжные баки соединены трубопроводами с расходным баком-отсеком 2, из которого топливо подается к двигателю. В баке 2 размещен отсек отрицательных перегрузок, конструкция и топливная аппаратура которого позволяют подавать топливо к двигателю при любых маневрах самолета, в том числе и при перевернутом полете.

Герметичность (по имени легендарного египетского мудреца Гермеса Триждывеличайшего, которому, в числе прочего, приписывалось искусство прочной закупорки сосудов) баков-отсеков обеспечивается плотной постановкой заклепок в заклепочных швах и тепло-, морозо- и керосиностойкими герметиками (полимерными композициями, обеспечивающими непроницаемость швов) в местах соединения отдельных элементов конструкции.

Для увеличения дальности полета под крылом установлены подвесные топливные баки 8, топливо из которых вырабатывается на начальных участках полета и которые сбрасываются перед выполнением собственно боевой операции, так как они ухудшают маневренность и разгонные характеристики самолета. На военных самолетах широко применяется дозаправка топливом в полете путем перекачки топлива из баков самолета-заправщика.

Выбранное при компоновке самолета расположение, конфигурация и объемы топливных баков определяют порядок расходования топлива в полете и построение схемы топливной системы самолета.

Принципиальная схема топливной системы двухдвигательного пассажирского самолета

проиллюстрирована на рисунке 7.2.

Рис.7.2.Топливная система самолета представляет собой две автономные, аналогичные по конструкции системы: правую и левую, каждая из которых подает топливо к соответствующему двигателю.

В каждой половине (консоли) крыла передний и задний лонжероны совместно с верхней и нижней панелями крыла и герметическими нервюрами образуют три кессон-бака 1, 2 и 3.

Кессон-баки каждой консоли связаны трубопроводом 11, в котором установлен кран кольцевания (кран перекрестного питания) 12, обеспечивающий подачу топлива из левой группы баков в правую и наоборот. Трубопроводы топливной системы (топливопроводы) выполняются из алюминиевых и стальных труб.

Топливо из кессон-баков по трубопроводам 4, 5 и 6 с помощью спаренных (дублирующих друг друга) перекачивающих насосов 7 в определенном порядке перекачивается в размещенный внутри кессон-бака 1 расходный отсек 8, из которого спаренными подкачивающими насосами 9 под определенным давлением подается по трубопроводу 10 через перекрывной (противопожарный) кран 13 к агрегатам топливной системы на двигателе (подкачивающий насос 14, датчик расходомера 15, топливомасляный радиатор 16, топливный фильтр 17, насос-регулятор 18, после которого под высоким давлением через коллектор подается к форсункам камеры сгорания).

Дренаж топливных баков.

Дренажная (от англ. drain - осушать) система обеспечивает поддержание необходимой разницы давлений в надтопливном пространстве баков и окружающей атмосфере и уменьшение концентрации взрывоопасных паров керосина путем наддува (и вентиляции) баков воздухом через трубопроводы, выходящие к верхним точкам баков, за счет скоростного напора, воздухом от компрессоров двигателей или из бортовых баллонов, нейтральными газами из бортовых баллонов или специальных систем.

Дренаж топливных баков поддерживает в топливных баках заданное избыточное давление для: обеспечения бескавитационной работы насосов; обеспечения минимального внутреннего и внешних давлений на стенки баков; регулирования давления воздуха в баках при их заправке топливом и сливе его.

Для нормального функционирования топливной системы в надтопливном пространстве баков с помощью дренажных устройств поддерживается давление, значение которого определяется прочностью баков и кавитационными свойствами подкачивающих насосов. Дренаж баков может быть открытым либо закрытым. При открытом дренаже надтопливное пространство баков сообщается с атмосферой трубопроводом, конфигурация которого исключает вытекание топлива из баков при выполнении эволюции воздушного судна. Давление в баках зависит от формы заборного патрубка и располагаемого скоростного напора набегающего потока воздуха. При закрытом дренаже воздух для подачи в баки отбирается за компрессором двигателя. В этом случае устанавливаются клапан наддува, поддерживающий требуемое давление, и предохранительные клапаны.

Дренаж баков в большинстве случаев осуществляется открытой системой дренажа через дренажный отсек, соединенный трубопроводами с атмосферой через воздухозаборники.

Для предохранения системы дренажа при закупорке в трубопроводы, идущие от воздухозаборников дренажа, вварены патрубки, в которых установлены вакуумные клапаны дренажа, открывающиеся при создании в трубопроводе разрежения, предохраняя его от смятия.

Системы подачи и перекачки топлива.

Систему выработки топлива условно можно разбить на систему перекачки топлива и систему подачи его к двигателям. Схема подачи топлива к двигателям определяется количеством топливных баков, двигателей и их компоновкой на самолёте.

На многодвигательных самолётах применяются общие (централизованные), раздельные и автономные системы подачи топлива (см. рис. 8.1.). В общей системе топливо подается через расходный бак ко всем двигателям. В раздельных системах топливо подаётся к каждому двигателю от определённой группы баков. Автономные системы обеспечивают питание каждого двигателя из своего бака. Подача топлива к двигателям осуществляется из расходного (расходных) отсека с помощью насосов подкачки.

Рис.7.3. Классификация систем подачи топлива к двигателям: а - общая; б - раздельная; в - автономная; РО - расходный отсек; ПК - перекрывной кран; КК - кран кольцевания

В расходном баке размещаются, как правило, два насоса подкачки, которыми топливо подаётся к двигателям, датчики топливоизмерительной аппаратуры, элементы предохранения бака от переполнения при перекачке в него топлива из других баков, а также устройства, разгружающие стенки бака от чрезмерного давления. Бесперебойная работа двигателя на режимах полёта с нулевыми или отрицательными перегрузками обеспечивается встроенным в конструкцию расходного топливного бака противоперегрузочным отсеком, в котором устанавливается насос подкачки, либо топливным аккумулятором. Принцип действия противоперегрузочного отсека основан на том, что топливо из бака свободно поступает в отсек и заполняет его, но при отливах топлива в расходном топливном баке оно из отсека уйти не может. Объём отсека обеспечивает работу насоса в течение заданного расчетного времени действия перегрузок, в результате которых произошёл отлив топлива в расходном топливном баке.

Подача топлива к насосам высокого давления двигателей для обеспечения их бескавитационной работы производится при двухступенчатом повышении давления. Вначале давление повышается баковыми насосами подкачки, а затем двигательным насосом. В магистралях подачи топлива в двигатели устанавливаются обратные клапаны, краны кольцевания, топливные аккумуляторы, обеспечивающие питание двигателей топливом на режимах полёта с околонулевыми и отрицательными вертикальными перегрузками, перекрывные краны, датчики расходомёров, топливомасляные теплообменники и фильтры.

Топливные фильтры снабжаются перепускными клапанами, через которые обеспечивается питание двигателя топливом в случаях засорения или обледенения фильтра.

Наличие линии кольцевания с кранами кольцевания обеспечивает подачу топлива в любой двигатель при отказах в подкачивающей магистрали любого расходного бака, а также служит для выравнивания количества топлива в симметричных баках.

Топливный аккумулятор (см. рис. 7.4.) представляет собой цилиндрический или сферический сосуд, разделённый прорезиненной мембраной на две полости - воздушную и топливную. Воздушная полость находится под давлением сжатого воздуха. Топливная полость соединена с трубопроводом, идущим от подкачивающего насоса к двигателю, и при работающем подкачивающем насосе заполнена топливом, так как давление воздуха в воздушной полости меньше минимально возможного давления топлива. При этом мембрана прижата к стенкам сосуда

и весь его объём заполнен топливом. При отливе топлива от насоса давление в трубопроводе за ним падает, сжатый воздух давит на мембрану и она вытесняет топливо из топливной полости в магистраль подкачки (проходу топлива в насос препятствует установленный в магистрали обратный клапан). Вместимость топливного аккумулятора определяется расчётным временем действия перегрузок, приводящих к отливу топлива от насоса.

Рис. 7.4. Топливный аккумулятор: 1 - полусфера; 3 - резинотканевая мембрана; 4 - прокладки; 5 - болт; 6 - штуцер трубопровода отвода газов; 7 - диафрагма; 8 - полусфера; 9 - патрубок отвода топлива; 10 - профиль; 11 - стыковые кольца; 12 - патрубок подвода топлива; 13 - штуцер сливного крана; 14 - штуцер трубопровода наддува

Подача топлива в двигатели контролируется сигнализаторами давления, датчики которых устанавливаются за каждым баковым насосом подкачки и на входе в насос высокого давления двигателя, а также сигнализаторами перепада давления, характеризующими состояние фильтров. Сигнализация осуществляется обычно на мнемосхеме топливной системы в кабине экипажа.

Системы перекачки топлива выполняют различные функции и могут быть подразделены на основную, вспомогательную и балансировочную. Основная система перекачки топлива обеспечивает подачу топлива из баков в расходные отсеки в определённой очередности. Вспомогательные системы обеспечивают откачку топлива из дренажных бачков, выработку остатков топлива из баков и т.д. Система балансировочной перекачки обеспечивает необходимую центровку самолёта.

Для повышения надёжности работы в баках устанавливают по два электрических центробежных насоса. В последнее время в системах перекачки топлива дополнительно используются струйные насосы.

Примером наиболее характерной топливной системы может служить самолёт Ту-154, на котором используется централизованная топливная система (см. рис. 7.5.). Ко всем трём двигателям этого самолёта топливо подаётся из общего расходного бака, а из остальных баков топливо перекачивается в расходный бак по определённой программе. Для обеспечения равного расхода топлива, перекачиваемого в расходный бак из баков левого и правого крыла, используется порционер.

Рис. 7.5. Принципиальная схема топливной системы с расходным баком: 1 - кессон-бак расходный; 2, 3, 4 - кессон-баки; 5 - насосы перекачки; 6 -подкачивающий насос; 7 - порционер; 8 - блок обратных клапанов; 9 - обратные клапаны

На самолёте Ил-76 топливо в процессе выработки перекачивается в расходные отсеки последовательно из резервных и дополнительных баков перекачивающими насосами, установленными по два насоса в каждом баке. Из расходных отсеков, установленных в главных баках, топливо подается к двигателям двумя подкачивающими насосами. Управление порядком выработки топлива производится системой управления и измерения топлива, работающей от сигнализаторов уровня топлива в очередных баках.

На самолете Як-42 топливо размещено в трех кессонах (см. рис. 7.6.) - двух крыльевых и одном центропланом (среднем).

Рис.7.6. Топливная система самолета Як - 42

Органы управления агрегатами топливной системы размещены на верхнем пульте кабины экипажа и пульте управления ВСУ.

На щитке топливной системы расположены:

АЗР-ы "НАСОСЫ ВКЛ. ОТКЛ." для управления подкачивающими насосами;

Зеленые светосигнализаторы наличия давления топлива за насосами;

Желтые светосигнальные табло "НЕТ ДАВЛ. ТОПЛ." сигнализации падения давления топлива на входе в двигатель;

Выключатели "ЛЕВ. КРАН КОЛЬЦ." и "ПРАВ. КРАН КОЛЬЦ." для ручного управления кранами кольцевания;

Выключатель "ОТКЛ. АВТОМ. КРАН КОЛЬЦ." для автоматического управления кранами кольцевания. В исходном положении выключатель закрыт крышкой, законтрен и опломбирован.

В таком положении выключателя краны кольцевания открываются автоматически только в полете (при разжатой левой опоре), если обесточена сеть переменного тока 200В или загорелось одно из табло "320 кг".

Желтые и зеленые лампы кранов кольцевания, которые срабатывают так же, как соответствующие лампы пожарных кранов;

Светосигнальные табло "670 ЛЕВ., СРЕДН., ПРАВ.", "320 ЛЕВ., СРЕДН., ПРАВ." для сигнализации остатка топлива;

Кнопка "КОНТРОЛЬ СИГНАЛИЗАТОРОВ" для проверки сигнализаторов СУИТЗ.

Контроль работоспособности сигнализаторов остатка топлива "870" и "320" выполняется при заполненных топливных кессонах. Четыре пожарных крана (три для двигателей Д-36 и один для ВСУ) управляются четырьмя переключателями "ПОЖАРНЫЕ КРАНЫ ТОПЛИВА", расположенными на панели "ПРОТИВОПОЖАРНАЯ СИСТЕМА" на верхнем пульте. Закрытое и открытое положения пожарных кранов контролируются четырьмя желтыми и четырьмя зелеными сигнальными лампами, размещенными там же.

Система управления и измерения топлива предназначена для:

Измерения количества топлива в центропланном (среднем) кессоне и в каждом крыльевом (левом и правом) кессонах и выдачи информации на индикатор, установленный на приборной доске;

Измерения суммарного количества топлива в кессонах и выдачи информации на индикатор, установленный на приборной доске;

Измерения заправляемого количества топлива в центропланном (среднем) кессоне и в каждом крыльевом (левом и правом) кессонах;

Выдачи на табло "ТОПЛИВО 870", установленные на верхнем пульте в кабине экипажа, сигналов остатка топлива в центропланном кессоне 870 кгс и в каждом крыльевом кессоне 870 кгс;

Выдачи на табло "ТОПЛИВО 870" дублирующих сигналов остатка топлива 650 кгс по каждому кессону;

Выдачи на табло "ТОПЛИВО 320", установленные на верхнем пульте, сигналов остатка топлива в центропланном кессоне 320 кгс и в каждом крыльевом кессоне 320 кгс;

Выдачи сигналов о суммарном количестве топлива в самолетный ответчик и МСРП-64М-2.

Суммарное количество топлива определяется по показаниям трехразрядного барабанчикового счетчика, а количество топлива в каждом кессоне - по показаниям трех индексов профилей индикатора, которые устанавливаются против деления шкалы, соответствующего количеству топлива в кессоне.

Работа измерительной части основана на измерении электрической емкости датчиков, изменяющейся с изменением уровня топлива в баках. Электроёмкостные датчики выполняются в виде конденсатора из коаксильно расположенных труб. Работа автоматической части управления расходом и заправкой основана на свойстве катушки индуктивности датчика - сигнализатора изменять индуктивное сопротивление от перемещения в ней стального сердечника при изменении уровня топлива. Измерение количества топлива в баке при помощи поплавково-рычажных топливомеров основано на принципе преобразования с помощью реостата перемещения поплавка в электрический сигнал.

Для измерения мгновенного расхода топлива каждым двигателем и остатка топлива в баках для каждого двигателя предназначен расходомер. Крыльчато-тахометрический расходомер представляет собой преобразователь, генерирующий электрический сигнал, пропорциональный расходу протекающего топлива и состоящий из расходомерной трубы, в которой установлена лопастная турбина, и системы измерения скорости вращения турбины.

Каждый из трех двигателей Д-36 и ВСУ питается топливом из соответствующего топливного кессона и имеет автономные трубопроводы питания топливом и агрегаты подачи топлива.

Топливо к двигателям подается под давлением подкачивающими насосами, установленными в кессонах. К каждому боковому двигателю Д-36 топливо из кессонов подается двумя электроприводными подкачивающими насосами, включенными в магистраль питания параллельно. Средний двигатель питается топливом от двух электроприводных подкачивающих насосов, установленных в среднем кессоне.

К магистральным трубопроводам питания двигателей Д-36 подсоединены обратные самотечные (обратные запорные) клапаны, предназначенные для подачи топлива к двигателям самотеком в случае отказа подкачивающих насосов. Кроме того, для обеспечения питания двигателей топливом под давлением при отказе отдельных подкачивающих насосов

магистральные трубопроводы питания боковых двигателей соединены с магистралью питания среднего двигателя через два крана кольцевания трубопроводом кольцевания.

В магистрали питания двигателей Д-36 включены топливные аккумуляторы и электроприводные перекрывные пожарные краны.

Питание топливом ВСУ осуществляется из центропланного кессона пусковым насосом постоянного тока. При работе подкачивающих насосов расходный отсек всегда (кроме случая отрицательной перегрузки) заполнен топливом. Топливо в расходный отсек боковых кессонов подается двумя струйными насосами, в расходный отсек среднего кессона четырьмя струйными насосами, использующими для своей работы активное топливо, отбираемое от подкачивающих насосов.

В стенках расходного отсека установлены три обратных клапана, обеспечивающие приток топлива в расходный отсек в случае питания двигателя на самотеке.

Система дренажа - открытого типа, с отбором воздуха для подачи в топливные кессоны непосредственно из атмосферы. Каждый боковой кессон имеет свою систему дренажа.

Для дренажирования среднего кессона в верхнюю его часть из дренажных отсеков боковых кессонов выведены два дренажных трубопровода.

Если разница топлива в симметричных баках превысит допустимую величину, его количество выравнивается следующим образом:

Открываются краны кольцевания симметричных двигателей;

Отключаются подкачивающие насосы двигателя с меньшим остатком топлива и вырабатывается топливо из баков двигателя с большим остатком до выравнивания его количества;

Включаются ранее выключенные подкачивающие насосы;

Закрываются краны кольцевания.

При отказе двух насосов в одном баке двигатели питаются самотеком. Полет выполняется с минимальными эволюциями на высоте, обеспечивающей устойчивую работу двигателя.

При всех обесточенных насосах полет выполняется с минимальными эволюциями до ближайшего аэродрома.

Перед полетом экипаж обязан:

Принять доклад от авиатехника о количестве и сорте заправленного топлива;

Убедиться, что слит отстой топлива и в нем отсутствуют механические примеси и вода, а в зимнее время кристаллы льда. Произвести внешний осмотр самолета, при этом проверить, нет ли течи бензина, проверить заправку самолета топливом. После посадки в кабину необходимо включить и проверить исправность топливомера, суммарное количество топлива в баках и количество топлива отдельно в левом и правом крыле. Контроль за расходом топлива в полете осуществлять по топливомеру и часам. Загорание сигнальной лампы с красным светофильтром на световом табло ОСТАТ. ТОПЛ. указывает пилоту на то, что в баках осталось на 30 мин полета.

Заправка самолёта топливом.

Применяются два вида заправки: первый - раздельное заполнение одного или нескольких баков через открываемую сверху горловину - так называемая верхняя, или открытая, заправка и второй - централизованная заправка под давлением через один или несколько штуцеров, расположенных в нижней части самолёта, в месте, удобном для обслуживания

Централизованная заправка самолёта топливом под давлением имеет значительные эксплуатационные преимущества перед открытой заправкой через заливные горловины, установленные в каждом баке, так как она более удобна и существенно сокращает время заправки, особенно при большой вместимости топливной системы. Кроме того, исключается возможность попадания в баки посторонних включений, улучшаются условия пожарной безопасности. Однако необходимое для применения централизованной заправки дополнительное оборудование топливной системы самолёта (в том числе предохраняющее баки от повышения допустимого давления) усложняет конструкцию и приводит к некоторому увеличению её массы.

Порядок заправки топливных баков должен обеспечивать нормальную центровку самолёта и обычно противоположен порядку выработки топлива.

Заправка баков осуществляется через штуцеры централизованной заправки. За штуцерами установлены магистральные краны заправки, а на входе трубопроводов в баки - краны заправки и гидроуправляемые клапаны.

При заполнении какого-нибудь бака сигнализатор заправки системы выдает сигнал на закрытие V крана заправки этого бака, кран автоматически закрывается и загорается его светосигнализатор. Аналогично автоматически закрываются краны всех заполненных баков. Если какой-нибудь из кранов не закрылся автоматически, то с повышением уровня топлива в баке закрывается поплавковый клапан и поступление топлива в бак все равно прекращается. Симметричные баки разных полукрыльев заправляются одновременно.

При заправке необходимо следить, чтобы разность в количестве топлива в баках левого и правого полукрыльев была не более 1000 кг.

При необходимости неполной заправки какого-нибудь бака заправку можно прекратить ручным закрытием соответствующего крана заправки. Кран закроется и автоматически, если предварительно установить кремальеру соответствующего индикатора на отметку требуемого количества заправляемого топлива. При необходимости применяется топливо с противообледенительными присадками "И", "И-М", "ТГФ" и "ТГФ-М" в количестве не более 0,3% по объему. В качестве антистатического присадка допускается применение "СИГБОЛА".

Разберём следующую, жизненно важную самолётную систему - топливную. Основное её предназначение, это обеспечение бесперебойной подачи топлива к двигателям самолёта. Топливная система самолёта состоит из системы размещения топлива на самолёте, системы подачи его в двигатели, системы измерения топлива в баках , и системы заправки. Всё топливо, на современных самолётах, располагается, как правило, в крыле, в нескольких баках. Количество баков в может быть различным от трёх до восьми и более.(см. рис1,2,3) На рисунке 1 показано размещение топливных баков на самолёте Ту-134 , где 1,2,3 левые и правые баки, "рб" расходный бак, "дб" бополнительные баки.

Рис.1

На рисунке 2 показано расположение баков на самолёте Ту-154

Рис.2

На рисунке 3 показано расположение баков на самолётах семейства А-320. Дренажный бак на концах крыла предназначен для перетекания в него топлива из других баков, в случае его теплового расширения, при стоянке с полными баками, а также для кратковременного заполнения этого бака в случае отказа клапанов заправки, во избежании раздутия баков.

Рис.3

Есть самолёты у которых часть топливных баков располагается в хвостовой части самолёта, например Ил-62, боинг-747.
Топливный бак представляет из себя кессон , являющийся силовым элементом крыла самолёта. Изнутри топливный бак по всей поверхности покрыт специальным герметизирующим составом, который предотвращает утечки топлива через стыковые технологические поверхности. Этот состав, в жидком состоянии, наносится на внутреннюю поверхность кессона при его изготовлении, затем на специальном стенде, кессон вращается во всех плоскостях, обеспечивая равпомерное растекание герметизирующего состава по всей внутренней поверхности.
Основной принцип топливных систем всех самолётов заключается в том, чтобы каждый двигаталь питался от своего бака, левый двигатель от левого бака или группы баков , средний, от центрального бака, правый двигатель от правой групы баков. Если двигателей на самолёте всего два, то сначала они питаются от центрального бака, а затем каждый от своего.
Для обеспечения бесперебойной подачи топлива к двигателям, все топливные баки, или группы баков, кольцуются между собой посредством специальных кранов кольцевания "1"(см рис.4)

Рис.4

Краны кольцевания в нормальном состоянии перекрыты, и открываются только в случае отказа какой-либо системы подачи топлива к любому двигаталю, обеспечивая его бесперебойную работу.
В топливной магистрали каждого двигателя установлены фильтры тонкой очистки "4"(рис4). Фильтроэлемент выполнен из металлической сетки саржевого плетения с размером плетения всего несколько микрон. В случае засорения топливного фильтра, вокруг него предусмотрен обводной трубопровод "5"(см.рис4), по которому топливо пойдёт не очищенным, также обеспечивая работу двигателя.
Непосредственно перед двигателем устанавливается пожарный кран "3"(рис4), который перекрывается в случае возникновения пожара на двигателе. При стоянке самолёта с выключенным двигателем пожарный кран закрыт.
Авиационное топливо не является идеальным чистым, хотя и имеет высокую степень очистки, оно содержит растворимую в нём воду. Вода в топливо поступает из атмосферы, во время контакта поверхности топлива с воздухом в топливном баке. Т.к. плотность воды больше чем у топлива, вода постепенно отстаивается и опускается на дно бака. Перед каждой новой заправкой топлива и после её окончания производится слив отстоя воды из топливных баков через специальные краны слива. Это является обязательной операцией при подготовке самолёта к вылету. Но тем не менее растворённая вода всё равно присутствует в топливе.
Как уже отмечалось на странице , температура воздуха на высоте 10-11километров составляет -50 0 С. Топливо при таких температурах особо не меняет своих свойств, а вот растворённая в нём вода кристаллизуется и попадая на топливные фильтры кристаллы воды начисто их забивают. Чтобы предотвратить негативное воздействие этого явления, в магистрали подачи топлива к каждому двигателю установлены топливно маслянные радиаторы (агрегаты) ТМР(ТМА)"2"(см. рис4). Установка этих агрегатов убивает сразу два зайца, во-первых в них происходит нагрев топлива (после прохождения ТМР кристаллизация воды отсутствует), во-вторых происходит охлаждение масла из маслянной системы двигателя. Т.о. получаем двойную выгоду. Кроме того, для предотвращения кристаллообразования в зимнее время в топливо многих самолётов добавляюися специальные присадки, их применение также повышает стабильность работы топливной системы.
Исходя из условия обеспечения сохранения центровки в заданных пределах, выработка топлива из баков осуществляется в определённой последовательности. Для каждого самолёта она своя, есть самолёты с простой последовательностью выработки, например на Б-737, сначали вырабатывается топливо из центрального бака, а потом из крыльевых. На Як-42 вообще нет ни какой последовательности, здесь центровка ни как не зависит от выработки топлива. Но бывают случаи по сложнее, в качестве примера приведу последовательность выработки на самолёте Ту-134(см рис1). При полной заправке, сначала топливо вырабатывается из 3их баков полностью(1очередь), затем топливо начинает вырабатываться из 1вых баков до остатка в них 2200кг(2а очередь). После остатака 2200кг в 1вых баках, выработка переключается на 2ые баки(3я очередь), после полной выработки из 2ых баков, выработка вновь переключается на 1ые баки(2б очередь), здесь происходит полная выработка топлива. Надо отметить, что последовательность выработки топлива полностью автоматизирована и лишь контролируется экипажем ВС, но в случае её отказа, выработка может осуществляться и в ручную, но с соблюдением той же последовательности. Т.о. каждому самолёту присуща своя система выработки.
Для обеспечения бесперебойной подачи топлива к двигателям при эволюциях, на самолётах установлены расходные баки . Всё топливо, подающееся к двигателям, проходит через эти баки. Смысл их в том, что они всегда полные. Во время полёта самолёта происходит постоянное их пополнение из топливных баков специальными насосами перекачки, в самих же расходных баках установлены подкачивающие топливные насосы . Для обеспечения надёжности системы, на многих самолётах насосы спаренные, причём иногда электропитание таких насосов производится от различных шинн, т.е. имеет различное напряжение.
К перекачивающим насосам относятся внутрибаковые насосы ЭЦН-91С, ЭЦН-91Б внебаковые агр.463 и др. К подкачиваемым ЭЦН-14, ЭЦН-45, ЭЦНГ-5 и др.(cм. рис5)

Рис.5

Сигнализация работы всех топливных насосов работает по следующему принципу: в топливном трубопроводе, за каждым насосом, устанавливается датчик мембранного типа. Как только насос начинает работать, давление топлива в трубопроводе за насосом увеличивается, мембрана датчика прогибается и замыкает контакты цепи сигнализации. В результате в кабине пилотов на панели топливной системы, загорается лампочка или индикатор работы конкретного насоса, как только топливо в баке заканчивается, насос начинает прохватывать воздух, давление в трубопровобе начинает "скакать", в результате лампочка на топливной панели моргает, сигнализируя об оканчивающемся топливе. Включение насосов без топлива не рекомендуется, т.к. топливо одновременно является смазывающим элементом трущихся детелей насоса. Все подкачивающие и перекачивающие насосы центробежного типа, устанавливаются как можно ближе к дну бака, чтобы обеспечить максимальную выработку топлива.

Измерение топлива в баках происходит с помощью датчиков ёмкостного типа . Такой датчик представляет собой, по сути, конденсатор, ёмкость которого меняется в зависимости от среды между пластинами. Изменение уровня среды, приводит к изменению его ёмкости, замеряя эту ёмкость,фактически мы замеряем уровень.
В каждом баке, в разных местах, установлено по несколько ёмкостных датчиков . Так как высота бака в разных местах разная, то и длина датчиков будет различна (см.рис6). Все ёмкостные датчики устанавливаются в баках и регулируются таким образом, чтобы при эволюциях самолёта показания датчиков на указателе количества топлива были не изменны. Причём замерять можно как суммарное количество топлива, так и количество топлива в каждом баке по отдельности.
Заправка самолёта топливом может осуществляться централизованно, т.е. через заправечный шланг могут заправляться сразу все баки, и открытым способом, т.е. через верхние заправочные горловины. К недостаткам открытой заправки можно отнести то, что при ней возможно попадание грязи, мусора и атмосферных осадков в бак через горловину, а также более длительное время заправки, ведь баки заправляются по одному. На современных самолётах открытая заправка уже не применяется.
Для обеспечения центровки самолёта при его стоянке, централизованная заправка осужествляется в строгой последовательности. Для каждого самолёта она своя. Выбор последовательности заправляемых баков, зависит от количества заправляемого топлива. Если самолёт летит не на максимальное расстояние, то нет необходимости заправлять полные баки, при этом некоторые баки могут вообще не заправляться, например на Ту-134 при длительности рейса 2 часа, третьи баки не заправляются, на Б-737 остаётся сухим центральный бак.
Централизованная заправка осуществляется со специального щитка заправки. На нем, как правило, выставляется способ заправки(в автомате или вручную). При автоматическом способе заправки, на специальном задатчике выставляется количество заправляемого топлива и открывается центральный заправочный клапан, клапаны заправки каждого бака могут открываться автоматически, а могут открываться и вручную. Закрытие клапанов заправки, при достижении заданного количества топлива, происходит автоматически от датчиков заправки, которые, конструктивно, аналогичны датчикам системы измерения, т.е. являются ёмкостными.
При ручной централизованной заправке необходимо постоянно контролировать количество заправляемого топлива, воизбежании перезаправки топливного бака.
Для предотвращения перезаправки в автоматическом режиме, применяется несколько блокировок закрытия клапанов заправки каждого бака, как от датчиков заправки, так и применение простого поплавкового клапана.
На всех самолётах применяется система дренажирования топливных баков . Конструктивно они выполнены по разному, но суть у всех одна, топливные баки болжны быть сообщены с атмосферой, иначе при выработке топлива в баке начнёт создаваться вакуум и топливо перестенет поступать к двигателям. У системы дренажа есть и ещё одна функция, это предотвращение раздутия баков на стоянке самолёта с полной заправкой при повышении температуры воздуха. Некоторые самолёты просто сбрасывают увеличившееся в объёме топливо на стоянку.
Следует отметить, что измерение топлива при заправке самолёта производится в литрах, галонах и других размерностях объёма. А вот измерение количества заправленного топлива производится уже в килограммах или тоннах. Для чего это зделано, наверно понятно. Вес топлива, это уже массовая характеристика, в литрах взлётный вес не измериешь.
При выполнении заправки самолёта любым способом всегда строго соблюдаются правила техники безопасности и пожарной безопасности. На территории аэропорта вообще запрещено курение в неположенном месте. Перед заправкой, сам самолёт и подъехавший к нему топливозаправщик, специальными тросами заземляются к специальным колодцам заземления, каждый по отдельности, также прокладывается специальный трос выравнивания потенциала между самолётом и топливозаправщиком. Только после прокладки всех этих тросов, можно подсоединять заправочный рукав к заправочному штуцеру самолёта. Ну вот наверное и всё про топливную систему, у кого возникли вопросы пишите на

Изобретение относится к авиации. Топливная система самолета содержит топливные баки, предрасходный и расходный отсеки, насос подкачки, струйные насосы перекачки топлива из топливных баков в предрасходный отсек, струйный насос перекачки топлива из предрасходного в расходный отсек, трубопровод подачи активного топлива, снабженный клапанами. Система подключена к установленному на самолете датчику перегрузок, содержит бачок-аккумулятор, датчики уровня топлива и датчики опорожнения бака. Каждый струйный насос перекачки топлива в предрасходный отсек снабжен гидравлическим клапаном, управляемым от датчика уровня топлива, к каждому участку трубопровода между гидравлическим клапаном и датчиком уровня топлива подключен электрически управляемый клапан, стравливающий давление по сигналу от датчика опорожнения бака или сигналу об уменьшении показателя перегрузки от датчика перегрузок и восстанавливающий давление по сигналу о повышении показателя перегрузки. Изобретение уменьшает расход активного топлива отключением струйных насосов перекачки при опорожнении баков и на время действия отрицательных перегрузок, что увеличивает длительность полета при отрицательных перегрузках. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к авиации, точнее к топливным системам силовых установок самолетов.

В топливных системах самолетов широкое распространение получили струйные (эжекторные) насосы для перекачки топлива, в которых топливо увлекается струей того же топлива (так называемого активного или приводного топлива), подаваемой под давлением от другого насоса. Активное топливо отбирается, как правило, из расходного бака теми же подкачивающими насосами, которые снабжают двигатели. В отдельных случаях расход активного топлива становится сопоставимым с расходом его двигателями. При режимах полета с нулевыми и отрицательными перегрузками в некоторых ситуациях может возникнуть потребность повышенного расхода топлива двигателями, например на форсаже. Для обеспечения предельных расходов, а также необходимого времени работы двигателей в условиях отлива топлива от основного подкачивающего насоса, ставят второй подкачивающий насос, причем размещают его выше основного, чтобы он был залит топливом при этом режиме, а уменьшение топливоподачи из-за отлива топлива от основного насоса компенсируется бачком-аккумулятором. Для обеспечения необходимого времени полета при отрицательной перегрузке иногда увеличивают объем бачка-аккумулятора, что повышает вес и ухудшает летные характеристики самолета. Поэтому для уменьшения расхода топлива целесообразно иметь возможность отключения подачи активного топлива в струйные насосы перекачки, и когда в этом нет необходимости, и на время действия нулевой или отрицательной перегрузки.

Известна система подкачки топлива на самолете (а.с. СССР №335 908, кл. B64D 37/14), содержащая внутрибаковый эжекторный насос и линию подачи в указанный насос активного топлива, в которой в этой линии перед соплом эжекторного насоса смонтирован переключатель, исполнительный орган которого соединен с установленным в баке инерционным механизмом, имеющим груз с отрицательной плавучестью, обеспечивающий предотвращение подачи в насос активного топлива при нулевых и отрицательных перегрузках.

Известна система подкачки топлива летательного аппарата (а.с. СССР №378077, кл. B64D 37/20), содержащая установленные в расходном баке основной (струйный) и вспомогательный подкачивающие насосы, в которой напорный трубопровод (подающий активное топливо) основного насоса соединен с магистралью питания и каналом, сообщающим магистраль питания с камерой, соединенной с клапаном, открывающимся при нулевой и отрицательной перегрузках. В этих ситуациях клапан открывается и стравливает давление из напорного трубопровода, отключая подачу активного топлива в основной насос.

Известна топливная система самолета (а.с. СССР №526126, кл. B64D 37/20), которая содержит топливный бак с расходным отсеком, насосы подкачки, установленные в расходном отсеке, струйные насосы перекачки топлива из бака, подсоединенные к насосам подкачки, и трубопроводы. С целью повышения надежности работы, в том числе при обесточенной системе и отрицательных перегрузках, в топливном баке перед расходным отсеком вмонтирован предрасходный отсек с заправочным устройством, в нижней части отсека размещен струйный насос, перекачивающий топливо в расходный отсек, в стенках предрасходного отсека, примыкающего к топливному баку, выполнены отверстия, обеспечивающие заданный уровень топлива в нем, а выходы струйных насосов перекачки топлива из бака в предрасходный отсек и участки трубопроводов, соединяющих эти струйные насосы с насосами подкачки, расположены выше заданного уровня топлива в предрасходном отсеке и в верхних точках этих трубопроводов выполнены отверстия, перед которыми установлены обратные клапаны, а выход из струйного насоса перекачки топлива в расходный отсек расположен в верхней его части и на нем установлен инерционный клапан, перекрывающий этот выход при отрицательных перегрузках.

Во всех указанных системах при нулевых и отрицательных перегрузках подача активного топлива перекрывается с помощью инерционного клапана. Он действует как запорное устройство только при отрицательных перегрузках. Перекрытие подачи активного топлива инерционным клапаном приемлемо для непосредственно снабжающих двигатели насосов подкачки, но ситуации, когда возможно отключать струйные насосы перекачки, этим не ограничиваются. В ситуациях нормальной перегрузки он не перекрывает активное топливо тогда, когда, например, в работе струйных насосов нет необходимости, т.к. закончилось топливо в баке, где установлен насос.

Наиболее близкой к изобретению является топливная система самолета (а.с. СССР №942366, кл. B64D 37/00). Она содержит топливные баки, предрасходный отсек с обратными клапанами и отверстиями, обеспечивающими заданный уровень топлива, расходный отсек, в котором размещен насос подкачки, и отсек отрицательных перегрузок, а также подключенные к насосам подкачки струйные насосы перекачки топлива: два для перекачки из топливных баков в предрасходный отсек и один для перекачки из предрасходного в расходный отсек. Струйные насосы снабжены трубопроводами подачи активного топлива, а с целью повышения надежности питания двигателя в трубопроводе подачи активного топлива установлен клапан и имеются специальные изгибы, а в месте подключения этого трубопровода к насосам подкачки размещен общий для всех струйных насосов обратный клапан. На входных патрубках струйных насосов установлены обратные клапаны.

Недостатком этой системы является то, что в ней не предусмотрены средства для уменьшения расхода активного топлива тогда, когда это необходимо.

Задачей изобретения является уменьшение расхода активного топлива или его прекращение в возможных ситуациях, т.е. при опорожнении части баков и, в особенности, при нулевых и отрицательных перегрузках.

Задача решается с помощью топливной системы самолета, содержащей топливные баки, предрасходный и расходный отсеки, как минимум один размещенный в расходном отсеке насос подкачки, а также струйные насосы перекачки топлива из топливных баков в предрасходный отсек и как минимум один струйный насос перекачки топлива из предрасходного в расходный отсек, трубопровод подачи активного топлива к упомянутым струйным насосам, снабженный клапанами, отличающейся тем, что она подключена к установленному на самолете датчику перегрузок, содержит бачок-аккумулятор, датчики уровня топлива и датчики опорожнения бака, а упомянутые клапаны установлены так, что каждый струйный насос перекачки топлива из топливных баков в предрасходный отсек снабжен гидравлическим клапаном, управляемым от одного из датчиков уровня топлива, к каждому участку трубопровода между упомянутым гидравлическим клапаном и датчиком уровня топлива подключен электрически управляемый клапан, выполненный с возможностью стравливания давления на этом участке при поступлении от соответствующего датчика опорожнения бака сигнала об опорожнении бака или от упомянутого датчика перегрузок сигнала об уменьшении показателя перегрузки ниже заранее определенного значения и с возможностью обеспечения восстановления давления на этом участке при поступлении от упомянутого датчика перегрузок сигнала о повышении показателя перегрузки выше упомянутого значения.

Система содержит два насоса подкачки, причем они установлены на разной высоте.

Предлагаемая топливная система позволяет уменьшить расход активного топлива за счет отключения струйных насосов перекачки по мере опорожнения соответствующих им баков, а также на время действия нулевых и отрицательных перегрузок, что исключает необходимость увеличения объема бачка-аккумулятора или применения насоса подкачки повышенной производительности, а также позволяет увеличить длительность полета при отрицательных и нулевых перегрузках.

Изобретение поясняется чертежом, на которой изображена схема предлагаемой топливной системы.

Топливная система содержит топливные баки 1, расходный отсек 2, предрасходный отсек 3, как минимум один размещенный в расходном отсеке 2 насос подкачки 4, струйные насосы 5 перекачки топлива из топливных баков 1 в предрасходный отсек 3, как минимум один струйный насос 16 перекачки топлива из предрасходного отсека 3 в расходный отсек 2.

Для повышения надежности снабжения двигателей топливом при отрицательных перегрузках лучше, если система содержит два установленных на разной высоте насоса подкачки 4. Насосы подкачки 4 трубопроводом 6 соединены с двигателями 7.

Насосы 5 установлены в каждом баке 1. Имеется трубопровод 9 подачи активного топлива к струйным насосам 5 и 16.

Для повышения производительности струйных насосов 5 и 16 система содержит дополнительные насосы 8, соединенные входами с трубопроводом 6, а выходами - с трубопроводом 9 и повышающие давление топлива в трубопроводе 9. Трубопровод 9 подключен также к гидроприводным насосам подкачки 4.

Трубопровод 9 снабжен клапанами 10, которые выполнены гидравлическими и установлены так, что гидравлическим клапаном 10, управляемым от одного из датчиков уровня топлива 11, снабжен каждый струйный насос 5 перекачки топлива из топливных баков 1 в предрасходный отсек 3.

Датчики уровня топлива 11 представляют собой струйные сигнализаторы уровня, снабжаемые активным топливом также от насосов 8 по тем же трубопроводам 9. Датчики 11 выполнены так, что они выдают сигналы о понижении уровня топлива до значения, при котором следует начать перекачку топлива из очередного бака 1 в предрасходный отсек 3 или из предрасходного отсека 3 в расходный отсек 2. Клапан 10 открывается при поступлении сигнала от датчика 11.

К каждому участку трубопровода 9 между гидравлическим клапаном 10 и датчиком 11 подключен электрически управляемый клапан 12. Через клапаны 12 топливная система подключена к установленному на самолете датчику перегрузок 13 (на чертеже подключение показано точечными линиями 21).

В каждом из баков 1 имеются датчики 14 опорожнения баков. Каждый из датчиков 14 электрически соединен с соответствующим клапаном 12 (на чертеже точечными линиями 22 показаны некоторые соединения) и управляет клапаном 12.

Каждый электрически управляемый клапан 12, выполненный с возможностью стравливания давления на том участке, где он установлен, при поступлении от соответствующего датчика 14 опорожнения бака сигнала об опорожнении бака или от датчика перегрузок 13 сигнала об уменьшении показателя перегрузки ниже заранее определенного значения и с возможностью обеспечения восстановления давления на этом участке при поступлении от датчика перегрузок 13 сигнала о повышении показателя перегрузки выше упомянутого значения.

Топливная система содержит также бачок-аккумулятор 15, подключенный к трубопроводу 6 подкачки топлива к двигателям 7.

Насос 16 перекачки топлива из предрасходного 3 в расходный отсек 2 снабжен гидравлическим клапаном 17, управляемым от датчика уровня топлива 18, соединенного с трубопроводом 9 (клапан 17 выполнен с возможностью открытия при поступлении сигнала от датчика 18).

Топливная система работает следующим образом.

Во время обычного полета насосы 4 по трубопроводу 6 подают топливо под давлением в двигатели 7. Бачок-аккумулятор 15 под давлением в трубопроводе 6 заполнен топливом, но оно не расходуется. Дополнительные насосы 8 обеспечивают подачу под повышенным давлением активного топлива по трубопроводу 9 к насосам 4, датчикам уровня топлива 11, 18 (струйным индикаторам уровня), насосу 16 и, если клапаны 10 открыты, к струйным насосам 5.

Пока уровень топлива находится выше датчиков 11 уровня топлива, клапаны 10 закрыты, поэтому активное топливо к насосам перекачки 5 не подается.

По мере выработки топлива его уровень опускается до одного из датчиков 11, который открывает проход топлива в соответствующий соединенный с ним гидравлический клапан 10, клапан 10 открывает поступление активного топлива в соответствующий насос 5, который начинает перекачивать топливо. Когда уровень топлива в перекачиваемом баке 1 опускается до датчика 14 опорожнения бака, последний подает сигнал об этом на соответствующий электрически управляемый клапан 12, который по получении этого сигнала стравливает давление на участке трубопровода 9, где он установлен, в результате чего подача активного топлива через клапан 10 в соответствующий насос 5 прекращается, и насос 5 отключается. Таким образом, подача активного топлива к насосам 5 осуществляется только в период перекачки топлива этим насосом: с того момента, когда должна начаться перекачка и только до тех пор, пока бак 1, где установлен насос 5, не пуст.

Во время действия отрицательных перегрузок возникает необходимость кратковременного (на время действия перегрузки) отключения подачи активного топлива к насосам 5. В это время топливо отливает от заборника нижнего насоса 4 в расходном отсеке 2, давление в трубопроводе 6 уменьшается, топливо из бачка-аккумулятора 15 выдавливается в трубопровод 6.

Когда показания датчика перегрузок 13 уменьшаются и становятся ниже заранее определенного значения (близкого к нулю), сигнал об этом поступает на все клапаны 12, они стравливают давление из трубопровода 9, при этом закрываются клапаны 10 и подача активного топлива к насосам 5 прекращается. Общий расход топлива уменьшается за счет прекращения подачи активного топлива к насосам 5. Это позволяет увеличить время полета при отрицательной перегрузке, что особенно важно и регламентируется на режиме форсажа и максимальных оборотов двигателя.

Когда действие отрицательной перегрузки прекращается, сигнал о повышении показателя перегрузки выше заранее определенного значения от датчика перегрузок 13 поступает на все клапаны 12, они срабатывают и восстанавливают давление на своих участках трубопровода 9, восстанавливается подача активного топлива к насосам 5 и продолжается прерванная на время действия отрицательной перегрузки перекачка топлива ими в предрасходный отсек 3.

Таким образом, предлагаемая топливная система позволяет не только управлять подачей активного топлива в зависимости от складывающейся ситуации, но и обеспечивает увеличение времени полета при отрицательных и нулевых перегрузках.

1. Топливная система самолета, содержащая топливные баки, предрасходный и расходный отсеки, как минимум один размещенный в расходном отсеке насос подкачки, а также струйные насосы перекачки топлива из топливных баков в предрасходный отсек и как минимум один струйный насос перекачки топлива из предрасходного в расходный отсек, трубопровод подачи активного топлива к упомянутым струйным насосам, снабженный клапанами, отличающаяся тем, что она подключена к установленному на самолете датчику перегрузок, содержит бачок-аккумулятор, датчики уровня топлива и датчики опорожнения бака, а упомянутые клапаны выполнены гидравлическими и установлены так, что каждый струйный насос перекачки топлива из топливных баков в предрасходный отсек снабжен гидравлическим клапаном, управляемым от одного из датчиков уровня топлива, к каждому участку трубопровода между упомянутым гидравлическим клапаном и датчиком уровня топлива подключен электрически управляемый клапан, выполненный с возможностью стравливания давления на этом участке при поступлении от соответствующего датчика опорожнения бака сигнала об опорожнении бака или от упомянутого датчика перегрузок сигнала об уменьшении показателя перегрузки ниже заранее определенного значения и с возможностью обеспечения восстановления давления на этом участке при поступлении от упомянутого датчика перегрузок сигнала о повышении показателя перегрузки выше упомянутого значения.

2. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит два насоса подкачки, причем они установлены на разной высоте.

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиаприборостроению и может быть использовано для измерения запаса и расхода топлива на борту самолета. .