3.2.2. Подсистема дренажа топливных баков

Рассмотрим конструкцию и работу подсистем дренажа современных самолетов.

На рис.3.9 приведена схема дренажной системы самолета Ил-76.

Дренажная система выполнена раздельно для баков левого и правого полукрыла. В каждом полукрыле предусмотрено два дренажа: основной, обеспечивающий дренирование баков в горизонтальном полете, в наборе высоты и на земле, а также дополнительный, обеспечивающий дренирование баков при планировании (аварийном снижении), когда выходные патрубки основного дренажа будет залит топливом.

В каждом полукрыле имеется дренажный бак для сбора топлива, попадающего в дренажный трубопровод. Накопившееся в дренажных баках топливо автоматически перекачивается в резервные топливные баки двигателя 1 (из левого дренажного бака) и двигателя 4 (из правого дренажного бака). Перекачка может быть включена вручную с центрального пульта летчиков. Каждый дренажный бак сообщается с атмосферой посредством воздухозаборника, выведенного под нижнюю поверхность концевой части крыла.

Воздухозаборник 6 дренажа состоит из трех патрубков: заборного, клапанного и внутрибакового. Конец заборного патрубка, выведенный под нижнюю панель крыла, имеет срез под углом 46° к направлению набегающего в полете потока воздуха. В расточках четырех приливов клапанного патрубка установлены три вакуумных клапана 5 и один предохранительный 4. Вакуумные клапаны 5 служат для сообщения дренажной магистрали с атмосферой, если перекроется заборный патрубок и в надтопливном пространстве баков образуется разрежение, предохранительный клапан 4 сообщает дренажную магистраль с атмосферой при повышении давления в магистрали.

В горизонтальном полете и наборе высоты при наличии топлива в баке магистраль дополнительного дренажа перекрыта заслонками поплавковых клапанов. Дренирование топливного бака происходит через магистраль основного дренажа: поток набегающего воздуха через воздухозаборник создает избыточное давление в дренажном баке и через трубопровод дренажной магистрали в надтопливном пространстве бака. Если перекрыто входное сечение воздухозаборника (обмерзание), дренажная магистраль разобщается с атмосферой и в баках при снижении самолета или по мере выработки топлива в горизонтальном полете будет уменьшаться давление. При увеличении перепада между давлением в дренажном баке и давлением в дренажной магистрали и топливных баках до величины 0,02кгс/см² откроется три вакуумных клапана, установленных в клапанном патрубке воздухозаборника, и соединят дренажную магистраль и надтопливное пространство баков с атмосферой. Если давление в топливных баках будет выше атмосферного, срабатывает предохранительный клапан, установленный в клапанном патрубке воздухозаборника, надтопливное пространство баков через дренажную магистраль соединится с атмосферой и давление в баках выравнивается.

Дренажная система топливных баков самолета Суперджет предназначена для предотвращения возникновения таких величин перепадов давлений между баками и атмосферой, которые могли бы привести к повреждению топливных баков. Кроме того, дренирование баков позволяет снизить пожаробезопасность путем выведения топливно-воздушной смеси за борт ЛА.

Система дренажа топливных баков, схема которой показана на рис.3.10, поддерживает давление воздуха в надтопливном пространстве топливных баков близким к давлению наружного воздуха во всех ожидаемых условиях эксплуатации, в том числе в процессе:

— заправки или слива топлива на земле;

— набора высоты и снижения самолета.

Система дренажа топливных баков включает:

— два воздухозаборника дренажа, расположенные под пламепреградителями в дренажных баках левой и правой консоли;

— два дренажных бака;

— дренажный короб, соединяющий дренажные баки;

— трубопроводы дренажа, откачки;

— струйные насосы и трубопроводы откачки;

— поплавковые клапаны;

— предохранительные пружинные клапаны;

— предохранительные разрывающиеся диски;

— пламепреградители.

Надтопливное пространство топливных баков сообщается с атмосферой с помощью трубопроводов дренажа через два воздухозаборника 1, расположенные в каждом дренажном баке в местах вне вероятных зон удара молнии. Дренажный короб, выполненный между стрингерами верхних панелей крыла, соединяет дренажные баки. Каждый топливный бак соединяется с дренажным коробом трубопроводом, передний конец которого выведен к переднему лонжерону. На заднем конце этого трубопровода установлен поплавковый клапан, предотвращающий попадание топлива в дренажный короб. На ответвлениях дренажного трубопровода в центральном баке установлены поплавковые клапаны, предотвращающие попадание топлива в дренажный короб при кренах самолета. На нервюре 16 установлены поплавковые клапаны, предотвращающие попадание топлива из отсеков №2 в дренажные баки через отверстия, соединяющие надтопливные полости. Также на нервюрах 16 установлены клапаны сброса давления (на рисунке не показаны), отрегулированные на избыточное относительно атмосферы давление 40кПа (0,4 кгс/см²).

В дренажных баках на нижней обшивке консоли крыла между нервюрами 16 и 17 установлены разрывающиеся диски 3, которые рассчитаны на разрушение в случае повышения избыточного давления в топливных баках выше 70кПа (0,7кгс/см²) относительно атмосферного давления и в случае создания отрицательного перепада давления относительно атмосферного давления более 15 кПа (0,15кгс/см²). В нижней зоне каждого из дренажных баков установлен датчик – сигнализатор уровня (на рисунке не показан), посылающий сигнал в систему заправки топливом на блокировку заправки при заполнении 1/3 высоты дренажного бака топливом, и всасывающие патрубки струйных насосов 4, предназначенных для откачки топлива, попавшего в дренажные баки.

В отсеках №2 каждой консоли установлено по одному струйному насосу 4, предназначенному для удаления из дренажного бака топлива, попавшего в дренажный бак при рулении или эволюциях самолета. На всасывающих патрубках установлены обратные клапана. Сопла струйных насосов подключены к напорным трубопроводам активного топлива, а выходные патрубки сообщены с отсеками №3, куда подается топливо из дренажных баков. Для предотвращения проникновения пламени в топливные баки, в случае аварийной посадки, в воздухозаборниках дренажной системы между нервюрами 17 и 18 установлены пламепреградители.

Описание основных элементов конструкции подсистемы дренажа, размещенных в дренажном баке (см. Рис.3.11) приведено ниже.

Рис.3.11

А. Разрывающийся (разрывной) диск

Разрывающийся диск установлен внутри дренажного бака на обшивке крыла между нервюрами №16, 17. Разрывающийся диск предназначен для предотвращения резкого изменения давления в топливных баках относительно атмосферного давления. При повышения избыточного давления в топливных баках выше 70кПа (0,7кгс/см²) относительно атмосферного давления и в случае создания отрицательного перепада давления относительно атмосферного давления более 15кПа (0,15кгс/см²) происходит разрушение разрывного диска и выравнивание внутрибакового давления с атмосферным.

Б. Пламепреградитель

Пламепреградитель установлен внутри дренажного бака между нервюрами №17, 18. Пламепреградитель предназначен для предотвращения проникновения пламени в топливные баки при аварийной посадке. Пламепреградитель работает по принципу лабиринтного воздушного фильтра, отсекая пламя, возникшее снаружи самолета в систему дренажа, где присутствуют пары топлива.

В. Клапан сброса давления

Клапан сброса давления установлен на нервюре №16. Клапан предназначен для сброса избыточного давления в баках относительно атмосферного давления воздуха. Клапан сброса давления закрыт при внутрибаковом давлении менее 40кПа (0.4кгс/см²). Тарелка клапана под действием загрузочных пружин плотно прижата к седлу клапана и закрывает отверстие, соединяющее полости дренажного бака с отсеком №2 крыльевого топливного бака. При повышении давления внутри топливного бака до 40кПа (0.4кгс/см²) избыточное давление преодолевает усилие пружин и открывает клапан, стравливая давление.

Принципиальная схема подсистемы дренажа самолета А-320 показана на рис.3.12. По конструкции и принципу работы она подобна подсистеме дренажа самолета Суперджет.