Глава 4. Авиационные топливомеры

4.1. Виды топливомеров

Приборы, измеряющие объемное или весовое количество топлива в баках, называются топливомерами. Они позволяют экипажу самолета в любой момент полета определить, сколько топлива име­ется в баках, и оценить время, в течение которого можно продол­жать полет. Подобные приборы служат также для измерения запа­са масла (масломеры).

Непосредственное измерение объема (веса) топлива на борту самолета неосуществимо, поэтому применяются косвенные ме­тоды измерения, в которых объем (вес) топлива функционально связан с какой-либо легко определяемой величиной. В качестве таких величин выбирают уровень или вес столба топлива в баке.

С помощью топливомеров определяют суммарный запас топлива во всех баках и количество топлива в каждом из них в отдель­ности. Необходимо знать, как распределено топливо между баками, для того чтобы определить правильную последовательность расхо­дования топлива из баков во избежание недопустимого смещения центра масс самолета. Переключением баков управляют автомати­ческие устройства топливомеров.

Большинство методов измерения количества топлива сводится к измерению его уровня (высоты столба жидкости). Однако шкалы указателей топливомеров градуируют в единицах объема (литрах) или в килограммах. Поэтому тарировка шкалы зависит от разме­ров и формы топливного бака, для которого предназначен прибор.

Классифицируя топливомеры по принципу действия чувствительного элемента, можно отметить типы, получив­шие наибольшее распространение: 1) поплавковые, основанные на измере­нии уровня (объема) топлива с помощью плавающего на поверх­ности поплавка; 2) манометрические, основанные на измерении давления (веса) столба топлива с помощью манометра; 3) ем­костные, основанные на измерении уровня (объема) топлива с помощью специального конденсатора, емкость которого связа­на функционально с уровнем топлива в баке.

Топливомеры должны быть дистанционными. Этому требованию удовлетворяют электрические топливомеры. Механические топливомеры, не являясь дистанционными, почти не применяются в авиации.

4.1.1. Поплавковые топливомеры

Измерение запаса топлива или масла в баке летательного аппарата с помощью электриче­ского рычажнопоплавкового топливомера (масломера) основано на принципе преобразования неэлектрической величины – переменной высоты уровня жидкости в электрическую величину – переменное активное сопротивление, меняющееся в соответствии с изменением уровня жидкости. Осуществляют это преобразование реостатные датчики рычажно-поплавкового типа, устанавливаемые в баки летательного аппарата. Указателем служит магнитоэлектрический логометр.

Авиационные электрические поплавковые топливомеры клас­сифицируются по типу измеряемой жидкости, по типу электро­схем, по наличию или отсутствию сигнализации и имеют соответ­ствующую маркировку. Буквенная маркировка топливомеров обозначает: Б – бензиномер, К – керосиномер, М – масломер, Т – топливомер, Э – электрический.

Измерение сигнала датчика поплавкового топливомера может быть осуществлено либо непосредственно логометром указателя, либо компенсационным методом. При прямом измерении сигнала датчика логометром электрические поплавковые топливомеры ра­ботают по двум различным схемам включения — несуммирующей и суммирующей.

Если топливомеры измеряют уровень топлива или масла в каждом баке или группе баков раздельно, т. е. работают по несуммирующей схеме, и при этом не имеют сигнализации от дат­чиков, они маркируются следующим образом: измеряющие запас бензина – БЭ, измеряющие запас керосина – КЭ, измеряющие за­пас масла – МЭ.

Если топливомеры измеряют запас топлива не только в каж­дом отдельном баке, но и во всех баках одновременно, т. е. рабо­тают по суммирующей схеме, и при этом также не имеют сигнали­зации, они маркируются так: измеряющие запас бензина ­– СБЭ, измеряющие запас керосина – СКЭ.

Если топливомеры, работающие по несуммирующей или сум­мирующей схеме, имеют сигнализацию, они маркируются: БЭС, КЭС, МЭС, СБЭС.

Рычажно-поплавковые электрические топливомеры с сигнали­зацией, построенные по компенсационной схеме, имеют маркиров­ку ТПР.

Каждый тип самолета или вертолета имеет свой топливомер, который отличается от топливомера другого типа летательного аппарата своей комплектностью и тарировочными данными. Для отличия одного топливомера от другого им дается порядковый номер тарировки, например СКЭС-2027А, МЭ-1866, ТПР1-9Т. Цифры, стоящие впереди тарировки, означают ее порядковый номер, последняя цифра 7 указывает на наличие сигнального устройства, а в случае его отсутствия ставится буква «Б». Буква после номера тарировки топливомера указывает на изменения, происшедшие в тарировочных данных.

Электрические рычажно-поплавковые топливомеры предназна­чены не только для измерения количества топлива, но и для уп­равления централизованной автоматической заправкой и выработ­кой топлива из топливных баков, а также для сигнализации ава­рийного остатка топлива в баках летательного аппарата.

Выдача сигналов заданной заправки, сигналов управления кра­нами перекачки и аварийного остатка топлива осуществляется с помощью сигнальных устройств, расположенных в корпусе головки датчика.

Работа автоматической части топливомера происходит следую­щим образом. При достижении поплавком заданного уровня кула­чок сигнализатора, закрепленный на одной оси с движком потен­циометра, замыкает контакты сигнального устройства, в результа­те чего подается сигнал на агрегаты, управляющие расходом (за­правкой), и на сигнальные лампы.

Показывающие прибо­ры, входящие в комплект топливомера, представляют собой вибро­устойчивые магнитоэлектрические логометры БЭ-09, ЛД-10, МЭ-4М и др.

Показывающий прибор БЭ-09 (рис. 4.1), входящий в комп­лект СКЭС-2027А, устанавливаемый на вертолете, состоит из по­движной части, магнитной системы и конструктивных деталей. По­движная часть логометра состоит из двух рамок 1, расположенных под углом 45°. Обе рамки жестко соединены между собой и закре­плены на одной оси, которая вращается в двух подпятниках, за­крепленных на скобе 2. Скоба закреплена на сердечнике. Для под­соединения рамки к схеме топливомера служат три спиральные маломоментные пружины 3. Они также служат для возвращения подвижной системы в исходное положение, соответствующее ну­левому положению стрелки прибора

при отсутствии питания.

Рис.4.1. Показывающий прибор БЭ-09

1 - рамки; 2 - скоба; 3 - пружина; 4 - стрелка; 5 - сердечник; 6 - наконечник;

7 - магнит; 8 - плата;9 - катушки сопротивлений.

Магнитная стрелка прибора состоит из сердечника 5. полюсного наконечника 6 и магнита 7 из никель-алюминиевого сплава. Магнитную систему закрепляют на плате 8, на которой крепятся также катушки сопротивлений 9.

Угол шкалы прибора может быть от 180 до 200°. Угол пово­рота стрелки ограничивается установленными на шкале ограни­чителями.

Если комплект топливомера работает по несуммирующей схе­ме или по суммирующей, но без группового контроля, на цифер­блат наносится одна шкала.

Если комплект топливомера работает по суммирующей схеме с групповым контролем, на циферблат наносятся две шкалы: на­ружная – для измерения суммарного запаса топлива и внутрен­няя – для измерения запаса топлива в группе.

Датчики, работающие в комплектах поплавковых топливоме­ров, имеют маркировку БЭ (БЭС) либо ДТПР. По устройству датчики аналогичны.

Датчик (рис.4.2) состоит из поплавка 1, системы рычагов пе­редающих движение от поплавка к движку потенциометра, сильфона 4 и самого потенциометра 9, выполненного в виде профилированной пластины с намотанной на ней константановой проволокой. При изменении уровня жидкости в баке поплавок через коромысло 2 и рычаги 5 и 7 перемещает движок по потенциомет­ру. Сильфон служит для герметизации внутренней полости дат­чика.

Рис.4.2. Датчик поплавкового топливомера:1- поплавок;

2 - коромысло; 3 - подшипник; 4 - сильфон; 5 - рычаг;6 - ось; 7 - рычаг; 8 – движок потенциометра; 9 – потенциометр.

Для сигнализации о критическом остатке топлива в топливных баках в датчике устанавливается сигнальное устройство, состоя­щее из металлического кулачка, жестко закрепленного на одной оси с движком реостата, и микропереключателя.

Поплавки датчика могут быть металлическими (плоскими или цилиндрическими) или пенопластовыми. Сверху корпус датчика закрывается крышкой.

Для измерения количества топлива или масла, заливаемого в баки без включения питания, на движке реостата устанавливают специальную шкалу, а на крышку датчика закрепляют неподвиж­ный индекс. Отсчет производится по отметкам шкалы, останавли­вающимся против неподвижного индекса. В таких датчиках крыш­ка имеет окно из органического стекла.