Автоматы управления выработкой топлива

На современных ЛА имеется большой запас топлива, размещенного в фюзеляжных и крыльевых баках, находящихся на различном расстоянии от центра масс ЛА. Для обеспечения заданных характеристик устойчивости и управляемости ЛА выработка топлива должна осуществляться в такой по­следовательности, чтобы не нарушалась центровка. Эта задача решается ав­томатами управления выработкой топлива из баков.

Существующие аппараты строятся по разомкнутой и замкнутой схе­мам. В автоматах, реализующих первую схему, управление программное. Топливо вырабатывается одновременно из двух симметричных групп баков. По окончании их выработки происходит отключение насосов этих групп и включение насосов следующих групп.

Рассмотрим упрощенную схему программной выработки топлива (рис. 3.1). Топливные баки ЛА объединены в группы I, II, III таким образом, чтобы выработка топлива из них не вызывала нарушения центровки. Топливо из этих групп баков перекачивается в расходные баки с помощью перекачи­вающих электрических насосов ПН₁, ПН₂, ПН₃ в определенной последова­тельности. Управление насосами осуществляется с помощью индуктивных сигнализаторов-датчиков верхнего и нижнего уровня ИД_В2, ИД_В3, ИД_Н1, ИД_Н2, ИД_Н3. При включении в работу насоса ПН₁ он начинает перекачивать топливо из I группы баков в расходный бак. По мере расхода топлива уро­вень его в I группе баков уменьшается. По достижении нижнего уровня ин­дуктивный датчик ИД_Н1 выдает сигнал через усилитель на включение пере­качивающего насоса ПН₂ II группы баков. Одновременно ИД_Н1 переключает насос ПН₁ с нормального режима работы на форсированный для быстрой пе­рекачки топлива из I группы баков.

По мере работы насоса ПН₂ уровень топлива во II группе баков снизит­ся, что приведет к срабатыванию датчика ИД_В2. Он выдает сигнал на выклю­чение насоса ПН₂, так как топливо из I группы баков будет израсходовано. Далее работа схемы повторится. При достижении топливом нижнего уровня в III группе баков датчик ИД_Н3 включает сигнальную лампу на табло о кри­тическом остатке топлива 600 литров в расходном бакс. Насос ПН₃ отключа­ется автоматически или вручную.

Автоматы второго типа обеспечивают очередность выработки также в соответствии с заданной последовательностью. Однако в этом случае проис­ходит непрерывное сравнение запасов топлива в различных баках, располо­женных симметрично центру масс. При появлении разности сигналов авто­мат отключает насосы того бака (или группы баков), где топлива осталось меньше. После уравнивания остатков топлива в обоих баках вновь начинается их совместная выработка. Автоматы замкнутой схемы конструктивно более сложные, чем программные, но обеспечивают большую точность в сравне­нии с ними. Рассмотрим принцип действия обеих схем.

Рис. 3.1. Упрощенная схема выработки топлива

Рис. 3.2. Схема расположения то­пливных баков на Л А	Рис. 3.3 Схема автомата управле­ния выработкой топлива

Программные автоматы управления выработкой топлива. Они включа­ют в себя емкостной измеритель топлива в баках (собственно топливомер), схему программного включения насосов топливных баков и схему сигнали­зации. Управление включением и выключением насосов осуществляется по сигналам индукционных датчиков уровня топлива (рис. 1.8,а), смонтирован­ных во внутренних полостях емкостных датчиков топливомера. Схема рабо­ты такого сигнализатора рассмотрена ранее.

Аппараты программного управления получили название СЭТС (сум­мирующий электрический топливомер с сигнализацией) и СПУТ (система программного управления топливом). Промышленность выпускает автоматы указанных серий в различных модификациях. Модификации имеют разли­чия, связанные с комплектацией датчиками и указателями. Предел измерений и цена деления указателей также могут быть различными.

Автоматы управления выработкой топлива по замкнутой схеме. Прин­цип работы такого автомата рассмотрим па следующем примере. Пусть па самолете имеются четыре топливных бака, расположенных на крыльях (рис. 3.2). Положение центра масс ЛА будет неизменным, если выполняется следующее равенство моментов:

, (3.1)

где т_i, - масса топлива в i -ом баке; l_i - расстояние от центра масс i -ого бака до центра масс ЛА.

Масса топлива пропорциональна величине емкости датчика топливомера, помещенного в баке:

, (3.2)

где C_xi и C_0i - величины емкости датчика при наличии топлива в бакс и при его отсутствии.

Вводя обозначения для i = 1, 2, 3, 4 и преобразуя (3.1), по­лучим:

. (3.3)

Соотношение (3.3) реализуется с помощью схемы, представленной на рисунке 3.3. Число витков вторичной обмотки трансформатора Тр подбира­ется таким образом, чтобы

. (3.4)

В этом случае условие равновесия (3.3) становится эквивалентным ус­ловию

. (3.5)

При выполнении условия равновесия падение напряжения на сопро­тивлении нагрузки R равно нулю. Нарушение центровки из-за выработки то­плива вызывает изменение параметров элементов схемы (изменяются емко­сти конденсаторов), что приводит к протеканию тока через сопротивление R и падению напряжения на нем. Величина падения напряжения DU пропор­циональна величине результирующего момента массы топлива относительно центра масс. Фаза этого сигнала зависит от знака момента и определяется с помощью фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ).

Усиленный сигнал управляет отключением насосов HI, Н2 или НЗ, Н4 в зависимости от того, в какой - левой или правой - группе баков больше топлива.

В замкнутых системах управления центровки можно осуществлять управление не только с целью стабилизации центра масс, но и с целью со­хранения разности (x_цм - x_F), где x_цм и x_F - координаты центра масс и фокуса самолета. При этом будет сохраняться статическая устойчивость самолета. Поскольку положение фокуса x_F зависит от числа М, то в этом случае в схему вводятся элементы, параметры которых изменяются пропорционально числу М, Замкнутые системы управления выработкой топлива широко применяют­ся в авиации. Примером систем такого типа является топливный автомат центровки - ТАЦ, устанавливаемый на тяжелых самолетах.

Для обеспечения противопожарной защиты топливной системы по ме­ре выработки топлива из баков они заполняются нейтральным газом. Проти­вопожарная защита авиадвигателей и ЛЛ в целом' обеспечивается установкой на нем баллонов с огнегасящей жидкостью или газом и датчиков сигналов возникновения пожара, установленных в пожароопасных местах.

Противопожарное оборудование обеспечивает сигнализацию о пожаре, а также автоматическое или ручное управление тушением пожара.

Системы централизованной заправки топливом. Эти системы обеспечи­вают автоматическое управление топливными кранами заправляемых баков ЛЛ. Верхние индуктивные датчики уровня топлива, расположенные в полостях емкостных датчиков топливомеров, при заполнении баков выдают сигнал на усилитель, который включает магнит соответствующего топливного крана; кран закрывается, о чем свидетельствует погасание лампочки на щитке управ­ления заправкой. Блок централизованной заправки устанавливается на борту ЛА.

Дата добавления: 2014-11-08