Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет им.Н.Е.Жуковского

«ХАИ»

Кафедра проектирования самолетов и вертолетов

Проектирование топливной системы

Пояснительная записка к расчетно-графической работе по дисциплине:

«Проектирование систем силовых установок самолетов»

Выполнил

студент 141 группы

Сытник О.В.

Проверил

Змиевской И.П.

Харьков 2013

Оглавление

1.Проектирование топливной системы 3

1.1.Требования к топливной системе 3

1.2.Выбор расположения топливных баков, определение их конфигурации и объема 3

1.3.Система подачи топлива к двигателям. 5

1.4.Разработка схемы системы дренажа топлива 5

1.5.Система заправки топливом 6

1.6.Система слива топлива на земле и в полете 7

1.7.Схема к расчету ТС на высотность 8

1.Проектирование топливной системы

1.1.Требования к топливной системе

Топливная система представляет собой комплекс взаимосвязанных подсистем, предназначенных для обеспечения двигателя топливом во всех допустимых для данного ЛА условиях работы.

К топливной системе предъявляется ряд требований, одни из которых общие, а другие зависят от типа и назначения ЛА:

1. Надежное питание всех двигателей топливом на всех возможных режимах эксплуатации.

2. Обеспечение живучести и безопасности полетов.

3. Баки должны вмещать основной запас топлива, необходимый для полета с заданной максимальной дальностью и продолжительностью, и резервный запас топлива, состоящий из аэронавигационного и компенсационного запасов. Аэронавигационный запас – это масса топлива, необходимая для полета из расчетной точки на запасной аэродром или для полета на режиме ожидания над запасным аэродромом в течении 30 минут. Компенсационный запас необходим для устранения погрешностей самолетовождения, топливоизмерительных систем и определения метеорологических условий.

4. Для сохранения заданной центровки топливо должно вырабатывается в заданной последовательности автоматически.

5. Топливо должно быть очищенно от механических примесей и воды.

6. Должна быть обеспечена защита агрегатов топливной системы от коррозии, обмерзания, микроорганизмов, перегревов, зарядов статического электричества.

7. Необходимо обеспечит достаточную прочность, вибростойкость и герметичность топливной системы.

8. Необходимо обеспечить полный слив топлива на земле через легкодоступные и удобные краны.

9. Необходимо обеспечить надежный и непрерывный контроль за работой топливной системы.

10. Топливная система должна быть простой в управлении и удобной в обслуживании.

11. Самолет должен иметь систему аварийного слива топлива.

1.2.Выбор расположения топливных баков, определение их конфигурации и объема

Топливные баки располагаются в межлонжеронной части крыла и в центропланной части крыла. Такое расположение топлива позволяет использовать его в качестве разгрузки крыла во время полета. Вся топливная емкость разбита на четыре бака. Конструктивно они выполнены как баки-кессоны. Такая схема имеет следующие достоинства:

- хорошееиспользованиеобъема, выделяемого для топлива;

- хорошиемассовые характеристики;

- не требуютсямонтажные и демонтажныеработы;

- при потерегерметичности баки-кессонывыполняют роль сигнализатора.

Срединедостатковосновнымявляетсясложностьгерметизации и выработкитопливаиз-за малойвысоты бака.

По способы выработки топливная система – насосная. Несмотря на увеличение массы ТС и пожарной опасности, такая схема является наиболее рациональной на данный момент.

Касательно соединения баков, то выбираем последовательное объединение баков, т.е. топливо из баков перекачивается в один расходный бак. Это позволяет уменьшить массу ТС и увеличить ее живучесть. Здесь достигается выравнивание температуры топлива, поступающего в двигатель. Кроме того, такая система мало реагирует на включение-выключение топливных насосов, гарантирует резервный запас топлива.

Рассчитаем потребное количество топлива на ЛА. Это можно сделать по следующей формуле:

гдеt – время полета (учитывает объем топлива, теряемый на испарение), ч;

m_т – масса топлива необходимая для полета на заданную дальность, кг;

m_рез – масса резервного запаса топлива, кг;

ρ₄₅ – плотность топлива при температуре 45⁰ С, кг/м³.

Тогда объем баков равняется: