6.3Системы автоматического управления выработкой

топлива, работающие по замкнутому циклу

Программные системы управления выработкой топлива не могут обеспечить сохранение центровки самолета с большой точ­ностью. В ряде случаев желательно повысить точность сохране­ния центровки.

Р ассмотрим принципы построения систем управления центровкой, работающие по замкнутому циклу. Предпо­ложим, что на самолете имеется четыре топливных бака, расположенных на крыльях (рис. 14). Поло­жение центра масс само­лета останется неизменным, если сумма топливных моментов относительно продольной и поперечной осей равна нулю.

Рис. 14. Схема измерения в автомате центровки

Топливным моментом будем называть произведение веса топлива G в баке на расстояние l центра масс бака от центра масс самолета:

G₁ l₁+ G₂ l₂= G₃ l₃+ G₄ l₄ (9)

Для реализации условия (9) необходимы устройства из­мерения количества топлива и устройства для перекачки топли­ва из бака в бак с целью выравнивания топливных моментов. В качестве измерительных устройств можно использовать емко­стные датчики

G_i =k (C_xi- C_0i), (i=l, 2, 3, 4), (10)

где C_xi и C_0i — емкости заполненного и сухого баков.

При учете (10) получим

С_x1 l₁+ С_x2 l₂ +k₀= С_x3 l₃+ С_x4 l_4, (11)

где k₀ = С₀₃ l₃+ Со₄ l₄ — Со₁ l₁ — Со₂ l₂

Представленная на рис. 14 схема реализует соотношение (11). Влияние емкости сухих баков (величина k₀) учитывает­ся конденсатором C₅. При равновесии моста получаем:

U₁ Cx₁ + U₂ Cx₂ + U₅ C₅ = U₃ Cx₃ + U₄ Cx₄, (12)

где U_i — напряжения.

Если напряжения u₁, u₂, u₃ и u₄ выбрать пропорциональными плечам l₁, l₂, l₃ и l₄, а U₅* C₅ = k_0, то условие (11) станет эквива­лентным условию (12).

При изменении центровки из-за выработки топлива в уравнении (12) будут меняться емкости C_xi, что приведет к появлению сигнала на измерительной диагонали. Этот сигнал после усиления подается на двигатель Д, вал которого связан с контактным устройством k. Замыкание контактов приводит к подаче сигналов на отключение топливных насосов правых или левых (задних или передних) баков в зависимости от характера нарушения центровки. Один из насосов должен работать в любом случае для обеспечения подачи топлива к двигателю.

Если в автомате центровки используются емкостные датчики измери­тельной части системы, то при включении автомата датчики следует отключать от блоков измерения с целью исключения взаимного влияния мостовых схем автомата и топливомера.

При управлении центровкой самолета путем программного расхода топлива или по замкнутому циклу учитывается изменение центровки только за счет выработки топлива. Изменения центровки, связанные со сбрасыванием груза и др., не могут быть учтены в рассматриваемых системах управления центровкой.

Рис. 15. Схема замкнутого автомата центровки

В замкнутых системах управления центровкой можно осуще­ствить управление с целью сохранения разности х_ц.м. – x_f, где х_ц.м. 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 полета, то, измеряя М, можно ввести в схему сигнал, пропорциональный М, например, путем перемещения щетки по сопротивлению R (рис.15).

Сигнал, снимаемый со схемы, поступает на усилитель У и дви­гатель отработки Д, который осуществляет переключение групп баков (например, передних или задних групп баков). Двигатель отработки будет функционировать до тех пор, пока не установится равновесие системы.

Замкнутые системы управления выработкой являются пер­спективными и находят широкое применение в авиации.

Погрешности топливомеров не должны превышать 2—3% от фактического запаса топлива в баках.

Показания топливомеров правильны только в том случае, если самолет находится в линии установившегося горизонтального полета. В других случаях в показаниях приборов появляются погрешности.

Запас топлива на самолетах чрезвычайно велик и неправиль­ное расходование его из отдельных баков может привести к нарушению центровки самолета. Для устранения этого на самолетах устанавливаются специальные автоматы, обеспечивающие выработку топлива из отдельных групп баков по определенной программе. Такие автоматы, составляющие единую систему с топливомерами, называются системами измерения и расходования топлива.