книги из ГПНТБ / Конструкция летательных аппаратов учебник

тор 2 и обеспечить бесперебойную подачу топлива в двигатель при повторении маневра. Топливные аккумуляторы могут быть конструктивно выполнены совместно с насосом подкачки и от­ дельно от насоса и установлены в магистрали питания топли­ вом двигателя или в расходном баке. В магистрали расход­ ный бак — двигатель обычно устанавливаются датчики расхо­ домера 4, пожарный (перекрывной) кран 5, подкачивающий насос топливной системы двигателя 6. Кроме этого, в эту маги­ страль могут устанавливаться топливные фильтры, топливо-мас­ ляный радиатор (для охлаждения масла топливом) и другие агрегаты, необходимость постановки которых диктуется особен­ ностями работы топливной системы конкретного самолета.

При выходе из строя подкачивающего насоса 1 топливной системы подача топлива в двигатель осуществляется под дей­ ствием столба топлива и избыточного давления в расходном баке, чем обеспечивается безопасность полета. В случае отказа подкачивающего насоса 1 летчик должен прекратить маневри­ рование, до предела снизить высоту полета и лететь на скоро­ сти, при которой расход топлива минимален. Высота, до кото­ рой летчик должен снизиться при отказе подкачивающего на­ соса 1, определяется из анализа уравнения (16.1) при

^ Р н ПОД = 0 .

Нормальная работа системы будет обеспечена при условии ра­ венства

ходимо снизиться.

352. Заполнение расходного бака топливом от других ба­ ков может быть осуществлено самотеком или при помощи пе­ рекачивающих насосов через трубопроводы с обратными кла­ панами 7, подсоединенные к нижней части расходного бака. Для предупреждения переполнения расходного бака (напри­ мер, при централизованной заправке топливом под давлением) в верхней части расходного бака установлен трубопровод пе­ релива топлива 8 в другие баки. Для перелива топлива в рас­ ходный бак от подвесных баков в нем устанавливается клапан перелива 9, обеспечивающий в нужный момент перелив топли­ ва при помощи командного топлива, подаваемого из магистра­ ли за подкачивающим насосом двигателя 6.

353. Подача топлива из подвесных баков и крыльевых отсе­ ков в расходный бак осуществляется обычно под действием из­ быточного давления воздуха, подаваемого от компрессора дви­ гателя (или нейтрального газа). Потребное избыточное давле­ ние в баках (или крыльевых отсеках) должно быть тем боль­ ше, чем больше высота, на которую должно подаваться топ-

390

л и б о при переливе, и чем больше гидравлические сопротивления

вмагистрали перелива.

Врасходном баке устанавливаются устройства для контро­ ля уровня топлива (емкостные датчики 11) и для открытия в нужный момент клапана перелива 9 подачей к нему командно­ го топлива (поплавковый клапан 12). Кроме этого, в расход­ ном баке могут быть установлены заливная горловина, предо­ хранительные клапаны системы наддува, сигнализаторы ава­ рийного остатка топлива и другие агрегаты в зависимости от особенностей конструкции топливной системы конкретного са­ молета.

354. Система наддува (см. фиг. 16.116) предназначена для поддержания необходимого давления в топливных баках на всех режимах полета. Схема наддува большинства современ­ ных высотных самолетов выполнена по одинаковому принци­ пу. Воздух забирается от компрессора двигателя 13 и исполь­ зуется для наддува основных баков с целью обеспечения нор­ мальной работы установленных в них насосов и для перекач­ ки (выдавливания) топлива из крыльев баков (отсеков), из подвесных баков и топливного аккумулятора. Вместо воздуха

может быть использован нейтральный газ из специальных бал­ лонов.

Необходимое давление в линиях наддува поддерживается предохранительными клапанами 14, 15, 16, 17. Перед предо­ хранительными клапанами в трубопроводах наддува установ­ лены дроссели 18. Дросселирование линий наддува уменьшает давление воздуха и расход воздуха через предохранительные

391

клапаны, что сокращает вес и габариты предохранительных клапанов. Иногда в линиях наддува устанавливаются специаль­ ные редукционные клапаны.

Во избежание появления разрежения в баках при пикирова­ нии или резкой потере высоты, когда двигатель выключен или работает на малых оборотах, наддув баков производится ско­ ростным напором через заборник 19. На подвесных баках по этой же причине устанавливаются противовакуумные клапаны.

Для предотвращения выбросов топлива при маневрах само­ лета и утечки воздуха, поступающего от компрессора двигате­ ля, через воздухозаборник в атмосферу при нормальном полете установлен обратный клапан 20. Этот клапан имеет обычно не­ большое отверстие для продува конденсата и воды, попадаю­ щих через воздухозаборник. Слабая пружина обратного кла­ пана 20, рассчитанная на усилие, примерно равное весу кла­ пана, должна гарантировать надежное отключение воздухо­ заборника при нормальной работе двигателя и подключение воздухозаборника при выключении двигателя.

355.Система управления выработкой топлива Может быть

гидравлической, электрогидравлической, гидростатической и т. п. На современных самолетах наиболее распространена гид­

перелива топлива из крыльевых баков) подается командное топливо с давлением, соответствующим давлению топлива за подкачивающим насосом 6 (фиг. 16.11а и 16.11в). Когда уровень топлива высокий, рычаги поплавкового клапана 21 через тол­

302

катели открывают проходные сечения линии командного топ­ лива и она сообщается с внутрибаковым пространством;

— вырабатывается некоторое количество топлива из рас­ ходного бака (и других баков, из которых топливо через об­ ратные клапаны перетекает или перекачивается в расходный бак) и уровень топлива в расходном баке несколько падает;

— поплавок клапана 21 опускается, рычаг освобождает тол­ катель и закрывает выход командного топлива из магистрали в бак. Давление командного топлива, подводимого к клапану (крану) перелива 22, возрастает, и клапан 22 под действием давления топлива от подвесных баков и давления командного топлива открывается, обеспечивая перелив топлива из подвес­ ных баков. При выработке топлива из подвесных баков, когда давление перекачиваемого топлива перестает действовать на мембрану (поршень) клапана перелива 22, он закрывается, так как давления одного командного топлива недостаточно для удержания клапана перелива в открытом положении;

— происходит дальнейшая выработка топлива из расходно­ го бака (и других баков). Уровень топлива в расходном баке продолжает падать, поплавок клапана 21 опускается еще ни­ же и освобождает второй толкатель клапана 21, который дер­ жал открытой линию командного топлива на участке клапан пе­ релива 23 — поплавковый клапан. Давление командного топ­ лива, подведенного к клапану 23, растет, и клапан 23 под дей­ ствием давления топлива от крыльевых баков и давления командного топлива открывается, обеспечивая перелив топлива из крыльевых баков. При выработке топлива из крыльевых ба­ ков клапан 23 закрывается, чем предотвращается насыщение топлива в расходном баке воздухом от системы наддува.

356. Темп перекачки топлива из подвесных и крыльевых баков определяется порядком выработки топлива. В зависимо­ сти от потребного темпа перекачки подбираются диаметры тру­ бопроводов, проходные сечения клапанов перелива и величина наддува баков. Для того, чтобы не было перетекания топлива из одной группы крыльевых баков в другую при маневрах са­

клапаны. Для предотвращения случайного открытия клапанов

(фиг. 16.11 в), могли работать раздельно, в линии командного давления обычно устанавливаются дроссели. Для информации летчика о работе агрегатов топливной системы, расходе топли­ ва и аварийном остатке топлива в системе устанавливаются специальные устройства — сигнализаторы.

393

Рассмотрим конструкцию и работу некоторых агрегатов

топливной системы, которые не изучались в предшествующих курсах.

357. Топливные баки по своему конструктивному осуществ­ лению могут быть: мягкие непротектированные, мягкие про­ тестированные (фиг. 16.12), жесткие (металлические, фибро­ вые и др.), баки — герметизированные отсеки конструкции крыла, фюзеляжа, оперения.

Фиг. 16.12

К бакам предъявляется целый ряд специфических требова­ ний в зависимости от их конструкции. Эти требования следую­ щие:

—достаточная прочность и герметичность при минималь­ ном весе;

—простота ремонта в полевых условиях;

— материал баков должен быть устойчив против коррозии в любых условиях и при длительном воздействии применяемых сортов топлива;

—металлические баки и герметические топливные отсеки конструкции должны обеспечивать герметичность при действии вибрационных нагрузок;

—монтаж и демонтаж баков должен быть простым, не тре­

бующим больших затрат времени;

— форма баков и установка заборных устройств топлива в баках должны обеспечивать практически полную выработку и слив топлива.

Металлические топливные баки крепятся к конструкции са­ молета с помощью лент. Арматура баков присоединяется к ба­ ку путем сварки или пайки.

Мягкие баки обычно устанавливаются в жестких контейне­ рах, воспринимающих все нагрузки, действующие на бак. Креп­ ление мягких баков к контейнерам или конструкции самолета производится с помощью штырей или шпилек (см. фиг. 16.13) или при помощи распорных шпангоутов, устанавливаемых внут­ ри баков и прижимающих стенки баков к контейнерам. Арматура баков крепится к специальным завулканизированным в стенках

394

бака кольцам или фланцам (см. фиг. 16.14,а) или при помощи специальных зажимов фланцев (фиг. 16.14,б).

При низких температурах мягкие баки теряют свою элас­ тичность, поэтому при монтаже и демонтаже как самих баков,

Фиг. 16.13

М ет аллическое з а в у л к а н и з и р о - данное кол ьц о (р а м а )

Ч- А гр е г а т т о л - J л и б н о й с и с ­

те м ы

Ст енка б а к а

Штуцер

6 Л -

1 Стальное

кольцо

'Лт~, Стенка

бака

Фиг. 16.14

так и агрегатов, устанавливаемых на них, необходимо соблю­ дать меры предосторожности. Перед монтажом мягких баков их. нужно выдерживать определенное время в условиях положи­ тельной температуры или при монтаже и демонтаже обеспечи­ вать подогрев.

Подвесные топливные баки имеют специальные узлы креп­ ления («рымы») к конструкции самолета и специальные упо-

395

ры. Они должны передавать все нагрузки, действующие со сто­ роны бака на конструкцию самолета. Схема одного из возмож­ ных вариантов установки рыма на подвесном баке дана на фиг. 16.15. Арматура подвесных баков устанавливается тем же способом, что и на обычных жестких баках. Для присоединения

Рым

Накладка

Фиг. 16.15

воздушной и топливной магистралей к подвесным бакам могут использоваться гибкие шланги и специальные соединения

(фиг. 16.16).

358. Из различных типов насосов (шестеренчатых, плунжер ных, коловратных, поршневых, центробежных, осевык) в топлив­

396

ных системах наибольшее распространение получили центробеж­ ные насосы, благодаря их высокой надежности, равномерности подачи топлива малого веса и малых габаритов.

или припаянных к баку. В мягких баках насосы устанавлива­ ются обычно на панелях, которые крепятся к специально ввулканизированным в стенки мягких баков кольцам или рамам, так же как и некоторые другие агрегаты, устанавливаемые на мягких баках (см. фиг. 16.14).

В эксплуатации следует уделять особое внимание герметич­ ности системы на участке расходный бак — двигатель, а так­ же герметичности креплений насосов и агрегатов на мягких баках.

359. Поплавковый клапан и клапан перелива топлива обес­ печивают определенную последовательность выработки топли­ ва. Их конструкция и схема работы применительно к рассмат­ риваемой топливной системе показаны на фиг. 16.17. При оп­ ределенном уровне топлива поплавковый клапан, опускаясь,

397

освободит шток 2 и шарик под действием усилия пружины и давления командного топлива закроет выход командному топ­ ливу и магистрали в бак.

Давление командного топлива увеличится. Этого повышен­ ного давления будет достаточно, чтобы вместе с давлением топлива, поступающего от подвесного или крыльевых баков, открыть клапан перелива топлива. Топливо будет поступать в бак № 1 или бак № 2. При полной выработке топлива из под­ весного бака (или крыльевых баков) клапан перелива закро­ ется.

§16.4. СПОСОБЫ ЗАПРАВКИ ТОПЛИВОМ НА ЗЕМЛЕ

ИВ ВОЗДУХЕ

Существуют два типа систем заправки топливом самолета: система заправки через заливные горловины и система центра­ лизованной заправки под давлением. Наличие централизован­ ной заправки не исключает в системе заливные горловины.

360. Систему централизованной заправки обычно устанав­ ливают на самолетах, имеющих достаточно большой запас топ­ лива. Расчет системы централизованной заправки сводится к решению и увязке двух вопросов: 1) подбор геометрических размеров трубопроводов, обеспечивающих централизованную заправку (гидравлические расчеты), и 2) определение парамет­ ров насоса заправщика при заданном времени заправки.

Соотношение геометрических и гидравлических параметров отдельных участков системы централизованной заправки долж­ но обеспечивать одновременную заправку всех баков, т. е. рас­ ходы топлива по соответствующим магистралям заправки должны быть пропорциональны объемам заправленных баков.

Централизованная заправка топливом под давлением, кото­ рое достигает ==3—5 ати (4—6 дан/см2), позволяет произ­ водить подачу топлива с повышенными скоростями, что в не­ сколько раз уменьшает время заправки и сокращает потребное количество обслуживающего персонала. В приведенной выше схе­ ме (см. фиг. 16.11,а, б, в) применяются и обычная, и центра­ лизованная системы заправки топливом. При отсутствии спе­ циального топливозаправщика для централизованной заправки топливо заправляется через обычные заливные горловины, ус­ тановленные на фюзеляжных, на крыльевых и подвесных топ­ ливных баках. В зависимости от особенностей топливной систе­ мы на каждом типе самолета устанавливается определенный порядок заправки. Количество заливных горловин на самолете должно быть по возможности минимальным, что ускоряет и упрощает заправку. При заправке через заливные горловины время заправки обычно довольно велико, так как темп заправ­ ки составляет 20—30 м3/час.

381. Конструктивное оформление системы централизованной заправки может быть различным в зависимости от особенно­

398

стей топливной системы самолета. Рассмотрим централизован­ ную заправку применительно к вышеприведенной схеме топ­ ливной системы.

Топливо от заправщика через специальный клапан 24 по­ дается в одну (иногда две) точку системы, а затем по системе трубопроводов распределяется по соответствующим бакам (фиг. 16.18). Перекрывные краны 25 и 26 соединены с поплав-

запрайки

C (V

От электрического сигнализатора уров­ В крыЛьеВые ня топлиВа 5 крыльеот секи

Вых отсеках

Фиг. 16.18

ковыми клапанами линией командного топлива централизо­ ванной заправки, подключенной к главному заправочному тру­ бопроводу в точке А перед отсечным краном заправки 27.

При заполнении основных баков и расходного бака до оп­ ределенного уровня установленные в баках поплавковые кла­ паны перекрывают выход^омандного топлива в баки. Давле­ ние командного топлива заправки в магистрали поплавковый клапан — перекрывной кран растет и обеспечивает закрытие кранов 25 и 26. Подача топлива в эти баки прекращается. Электрогидравлический перекрывной кран 28 соединен с элект­ рическими сигнализаторами уровня топлива, установленными в крыльевых отсеках (баках). Отсечной электрогидравлический кран заправки 27 соединен с электрическими сигнализаторами, установленными в основных баках.

В связи с тем, что несвоевременное закрытие кранов, по­ дающих топливо в магистрали при централизованной заправ­ ке под давлением, может привести к чрезмерному повышению давления в баках и разрушению или нарушению их герметич­ ности, в верхней части баков устанавливают простейшие пре­ дохранительные устройства в виде диафрагмы с микровыклю­ чателем.

399