- •Предисловие
- •Введение
- •Место, занимаемое гидравлическими системами в оборудовании летательных аппаратов
- •Преимущества гидравлических приводов
- •Особенности технических требований к гидравлическим системам современных летательных аппаратов
- •Принцип действия самолетных гидравлических приводов объемного типа
- •Применяемые давления и расходы жидкости (мощность)
- •Единицы измерения и определения различных параметров
- •Весомость жидкости
- •Зависимость объемного веса от давления
- •Зависимость объемного веса от температуры
- •Сжимаемость капельных жидкостей
- •Вязкость жидкостей
- •Кинематическая вязкость
- •Размерность единиц вязкости в системе СИ
- •Перевод условных единиц вязкости в абсолютные
- •Зависимость вязкости жидкости от температуры
- •Вязкость смеси минеральных масел
- •Вязкостные присадки
- •Теплоемкость и теплопроводность жидкостей
- •Окисление масел
- •Мятие масел
- •Поверхностное натяжение и капиллярность
- •Растворение газов в жидкостях
- •Механическая смесь воздуха с жидкостью
- •Давление насыщенных паров жидкости
- •Разрывная прочность жидкостей
- •Кавитация жидкости
- •Способы борьбы с кавитацией и ее последствиями
- •Способы повышения кавитационной стойкости гидроагрегатов
- •Требования к жидкостям
- •Применяемые жидкости
- •Высокотемпературные жидкости
- •Особенности применения полисилоксановых жидкостей
- •Жидкие металлы
- •Газообразные (сжимающиеся) жидкости
- •Расчет потерь напора при движении жидкости в трубе
- •Ламинарный режим течения
- •Турбулентный режим течения
- •Вращение трубопровода (сосуда) с жидкостью
- •Местные гидравлические потери
- •Вход в трубу
- •Внезапное сужение трубопровода
- •Внезапное расширение трубопровода
- •Коэффициент расхода при полном сжатии струи
- •Истечение под уровень
- •Коэффициент расхода при неполном сжатии струи
- •Течение жидкости в узких (капиллярных) щелях
- •Ламинарное течение через кольцевую щель
- •Влияние эксцентричности плунжера относительно цилиндра
- •Облитерация капиллярных щелей
- •Гидростатический подшипник
- •Тепловой баланс системы
- •Охлаждающие устройства
- •Гидравлический удар в отводах
- •Гидродинамическое давление струи жидкости
- •Требования, предъявляемые к гидронасосам летательных аппаратов
- •Основные вопросы теории объемных насосов (гидромоторов)
- •Фактическая производительность насоса
- •Влияние вредного пространства
- •Влияние жесткости камеры насоса
- •Объемные потери и объемный к. п. д. гидромотора
- •Радиально-поршневые насосы и гидромоторы
- •Производительность насоса
- •Число оборотов гидромотора
- •Равномерность подачи (потока) жидкости
- •Теоретический крутящий момент
- •Нагрузка на поршни
- •Контактное напряжение
- •Насосы с клапанным распределением
- •Радиально-поршневой гидромотор многократного действия
- •Производительность насоса
- •Силы, действующие в распределительном узле
- •Разгрузка контактной поверхности
- •Насосы с торцовым сферическим распределением
- •Конструктивные мероприятия по уменьшению износа скользящей пары
- •Связь цилиндрового блока с наклонной шайбой
- •Насосы бескарданной схемы
- •Насосы без соединительного шатуна
- •Насосы с неподвижным цилиндровым блоком
- •Насосы с клапанным распределением
- •Основные вопросы изготовления деталей насосов
- •Расчетная производительность (подача) насоса
- •Пластинчатые насосы двухкратного действия
- •Расчет производительности
- •Выбор рабочих параметров насоса
- •Применяемые материалы
- •Пластинчатый насос трехкратного действия
- •Разгрузка пластин
- •Пульсация потока жидкости
- •Выбор и расчет опорных цапф (подшипников)
- •Методы улучшения питания насоса
- •Компрессия жидкости во впадинах шестерен
- •Многоступенчатые и многошестеренные насосы
- •Шестеренные гидромоторы
- •Насосы с шестернями внутреннего зацепления
- •Винтовые насосы
- •Компенсация осевых сил винтового насоса
- •Винтовой гидромотор
- •Двухвинтовой насос
- •Распространенные конструкции регуляторов по давлению
- •Системы разгрузки насосов
- •Гидромеханический привод (передача)
- •Гидродифференциальный привод
- •Механические замки для фиксирования поршня
- •Моментный гидроцилиндр (двигатель)
- •Особенности применения силовых цилиндров в высокотемпературных гидросистемах
- •Золотниковые распределители
- •Выбор основных параметров золотника
- •Сила трения плунжеров
- •Влияние жесткости корпуса
- •Влияние загрязнения масла
- •Облитерация щели
- •Способы снижения сил трения
- •Разгрузка золотников гидростатическим центрированием
- •Вибрационные движения плунжера золотника
- •Происхождение аксиальной силы
- •Способы компенсации реактивных сил
- •Золотники с электроприводом
- •Плоские золотники
- •Крановые распределители
- •Клапанные распределители
- •Силы, действующие в клапанном распределителе
- •Способы разгрузки клапана от сил давления жидкости
- •Особенности применения распределительных устройств в условиях высоких температур
- •Расчет предохранительного клапана
- •Действие на клапан гидродинамической силы потока жидкости
- •Способы компенсации нестабильности давления
- •Предохранительный клапан с индикаторным стержнем
- •Предохранительные сервоклапаны с индикаторным стержнем
- •Место установки клапанов
- •Особенности конструирования и применения клапанов в условиях высоких температур
- •Типовые схемы дросселей
- •Расчет дросселя
- •Облитерация каналов дросселей
- •Дроссельное регулирование скорости гидродвигателя
- •Дроссельные регуляторы с постоянным перепадом давления
- •Распространенные схемы регулирования
- •Регулирование при отрицательной нагрузке
- •Объемное регулирование скорости
- •Синхронизаторы движения узлов
- •Устройства для изолирования поврежденного трубопровода
- •Ограничитель расхода жидкости
- •Клапаны последовательного включения
- •Реле давления
- •Гидравлические реле выдержки времени
- •Запорные (обратные) клапаны
- •Гидравлические замки
- •Мембранные (диафрагменные) гидрогазовые аккумуляторы
- •Выбор рабочих параметров аккумулятора
- •Преобразователи давления
- •Жидкостная «пружина»
- •Работа сжатия пружины
- •Влияние на характеристику пружины различных факторов
- •Распространенные схемы жидкостных пружин
- •Общие вопросы применения гидроусилителей
- •Обратимые (реверсивные) схемы
- •Устройство для имитации «ощущения» руля на ручке управления
- •Распределительные устройства гидроусилителей
- •Золотниковые распределители
- •Золотники с несимметричным расположением плунжера
- •Профиль рабочих поясков плунжера и расходные характеристики золотника
- •Гидроусилители с многокаскадным усилением
- •Выбор рабочих параметров струйного распределителя
- •Силовое воздействие струи
- •Золотники с регулированием по давлению
- •Гидроусилители с жидкостной обратной связью
- •Следящие системы с объемным регулированием
- •Чувствительность и точность
- •Зона нечувствительности
- •Влияние на чувствительность различных факторов
- •Трение в узлах системы
- •Люфты и упругости соединений
- •Устойчивость гидравлического усилителя
- •Факторы, влияющие на устойчивость гидроусилителей
- •Упругость механических звеньев системы
- •Сжимаемость жидкости и деформация трубопроводов
- •Способы повышения устойчивости гидроусилителей
- •Стабилизация утечкой жидкости
- •Влияние сопротивления трубопровода
- •Золотники со ступенчатыми проходными окнами
- •Демпфирование энергии колебаний
- •Расчет гидравлического демпфера
- •Стабилизация введением дополнительной обратной связи
- •Аварийные устройства
- •Дублирующее силовое управление
- •Способы дублирования управления
- •Жесткие металлические трубопроводы
- •Расчет труб на статическую прочность
- •Усталостная прочность трубопроводов и их соединений
- •Влияние на прочность трубопровода овальности его сечения
- •Влияние на прочность радиуса гиба трубы
- •Влияние монтажных напряжений
- •Влияние на усталостную прочность трубы качества ее поверхности и механических дефектов
- •Расчет усталостной прочности труб
- •Способы повышения стойкости трубопроводов против разрушения
- •Соединение труб и соединительная арматура
- •Неразборные соединения
- •Разборные соединения
- •Уплотнения штуцеров и применяемые резьбы
- •Подвижные соединения труб
- •Поворотные (шарнирные) соединения труб
- •Пружинные соединения труб
- •Гибка трубопроводов
- •Гибка труб с жидким заполнителем
- •Гибка труб с местным индуктивным нагревом
- •Гибкие резино-тканевые шланги
- •Способы заделки шлангов в арматуре
- •Гибкие металлические рукава
- •Резервуары (баки) для жидкости
- •Закрытые баки
- •Влияние загрязнения жидкостей на работу гидросистемы
- •Требования к фильтрам
- •Методы фильтрации
- •Пластинчатые (щелевые) фильтры
- •Металлические проволочные сетки
- •Проволочные фильтры
- •Фильтры тонкой очистки
- •Фильтры с бумажным фильтроэлементом
- •Комбинированные фильтры
- •Сетчатые фильтры сложного плетения
- •Глубинные фильтры
- •Наполнители из металлокерамических порошков
- •Фильтры с комбинированными наполнителями
- •Расчет фильтра
- •Определение пористости фильтровальных материалов
- •Схемы фильтрации
- •Срок службы фильтра
- •Миграция загрязнителя
- •Магнитные очистители жидкости
- •Центробежные очистители жидкости
- •Критическая скорость потока
- •Тонкослойное центрифугирование
- •Привод ротора (центрифуги) очистителя
- •Электроочистка жидкостей
- •Комбинированные силовые очистители
- •Металлические кольца
- •Неметаллические кольца
- •Манжетные уплотнения
- •U-образные манжеты
- •Шевронные манжеты
- •Чашечные манжеты
- •Кожаные уплотнения
- •Уплотнения резиновыми кольцами круглого сечения
- •Выдавливание кольца в зазор
- •Защитные кольца
- •Трение и срок службы колец
- •Эксцентричность кольцевой канавки
- •Растяжение кольца
- •Влияние низких температур и жидкости
- •Расчеты и выбор параметров колец и канавок
- •Кольца крестообразного сечения
- •Качество обработки деталей уплотнительного узла
- •Уплотнения вращающихся валов
- •Уплотнение радиального типа
- •Выбор параметров уплотнения
- •Размерная прочность и качество рабочих поверхностей
- •Несоосность и биение вала
- •Ширина уплотняющей кромки резиновой манжеты
- •Твердость контактирующей поверхности вала
- •Окружная скорость и температура на поверхности вала
- •Влияние угла наклона
- •Окружные скорости
- •Уплотнения торцового типа
- •Контактное давление колец
- •Ширина контактного пояска
- •Число оборотов уплотняемого вала
- •Чистота и точность обработки рабочих поверхностей
- •Жесткость уплотнительных колец
- •Материалы для изготовления деталей торцового уплотнения
- •Уплотнения гибкими разделителями
- •Уплотнения с помощью сильфонов
- •Уплотнения, пригодные для работы в условиях высоких температур
- •Полые металлические кольца круглого сечения
- •Прочие типы прокладок для неподвижных соединений
- •Металлические конусные кольца
- •Резиновые материалы
- •Трение в уплотнительном узле
- •Уплотнения из кожи
- •Полиэтилен
- •Фторопласт
- •Текстолит
- •Материалы на основе графита
- •Композиционный материал
- •Замеченные опечатки
Клапаны следует подсоединять в том месте, в котором ожидается максимальный заброс ударного давления в рабочей магистрали, или в месте, наиболее уязвимом с точки зрения последствий действия удара на агрегатах гидросистемы.
Следует также указать, что для гашения гидравлического удара пригодны лишь клапаны прямого действия (к тому же с минимальным весом подвижных частей) (см. рис. 185, а), а не клапаны с серводейст вием (двухкаскадные клапаны) (см. рис. 194—196), которые в силу двух ступенчатое™ действия и дополнительной инерционности жидкости в каналах малых сечений не в состоянии реагировать на столь быстрый заброс давления, какой имеет место при гидравлическом ударе.
Опытами установлено, что длительность срабатывания лучших кон струкций двухступенчатых клапанов 0,01 сек; инерционность подобного клапана может вызвать заброс давления, на 300% более давления, на
.которое отрегулирован клапан.
ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ СТРУИ ЖИДКОСТИ
Практический интерес, в частности, при разработке распределите лей типа сопло-заслонка (см. стр. 321), может представить расчет силы давления струи (потока) на неподвижную и расположенную перпенди кулярно струе стенку (рис. 39, а).
Реакция струи жидкости на стенку в заданном направлении изме ряется проекцией на это направление вектора, определяющего измене
а)
Рис. 39. Расчетные схемы давления струи жидкости на стенку
ние количества движения. В общем случае воздействие струи на стенку определится как герметическая разность секундных количеств движе ния.
При условии, что стенка плоская и неподвижная, и ее диаметр боль ше шести диаметров струи, реакция струи Р на стенку при установив шемся движении жидкости будет равна секундному импульсу силы, т. е.
(105)
g |
|
|
где т и Q — масса и секундный расход жидкости; |
|
|
и — средняя скорость потока жидкости. |
|
|
Принимая во внимание, что Q=fu и |
— =р, можем написать: |
|
|
g |
|
P = QUQ = Qfu2, |
(106) |
|
где р — плотность жидкости; |
|
|
f — поперечное сечение потока. |
|
|
При установке стенки под углом в (рис. 39, б) |
|
|
P = QQU sin 6; Р р = QQK sin2 0; |
P n=QQ«sin0cos0. |
(107) |
ГЛАВА III
НАСОСЫ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ
В гидросистемах летательных аппаратов применяются объемные насосы и двигатели. В насосах вытеснение жидкости из рабочих камер и заполнение ею всасывающих камер происходит в результате уменьше ния геометрического объема этих камер, герметически отделенных друг от друга.
Гидродвигатели преобразуют энергию потока жидкости в механиче скую работу выходного их звена (вала или штока). Под объемным гид родвигателем понимают в общем случае двигатель кругового (ротативный мотор) или прямолинейного (силовой цилиндр) движения. В по следнем типе двигателя преобразование энергии потока жидкости в ме ханическую работу осуществляется в процессе перемещения под дейст вием сил давления герметизирующего рабочего их элемента (поршня, пластины и пр.) при заполнении жидкостью рабочей камеры.
По принципу действия насосы и ротативные моторы (двигатели) объемного типа являются в большинстве случаев обратимыми механиз мами, поэтому в качестве насосов и моторов можно применять одни и те же агрегаты. Однако в некоторых случаях моторы и насосы отличаются друг от друга конструкцией их нагруженных узлов. В частности, в мо торах более важно, чем в насосах, обеспечить малое трение при пуске. Последнее обусловлено тем, что у насосов давление жидкости, а следо вательно, и нагрузки на опорные поверхности развиваются лишь после страгивания насоса из положения покоя, когда устанавливается смазоч ная масляная пленка. Пуск же моторов может происходить при макси мальном крутящем моменте, создаваемом нагрузкой, поэтому трение в момент пуска мотора может быть максимальным. В связи с этим в гид ромоторах узлы с трением скольжения целесообразно заменять узлами с трением качения или обеспечивать надежную смазку скользящих по верхностей под давлением.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ГИДРОНАСОСАМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Основные требования, предъявляемые к насосам гидросистем лета тельных аппаратов:
обеспечение на всех высотах и режимах полета заданного давления и расхода жидкости (производительности) при максимальном к. п.д.;
минимальные вес и объем;
высокая надежность в течение установленного срока службы; работоспособность в широком диапазоне температур (от +1004-200
до —60° С летательных аппаратов с дозвуковыми скоростями и от
9 4