- •Глава 4. Авиационные топливомеры
- •4.1. Виды топливомеров
- •4.1.1. Поплавковые топливомеры
- •4.1.2 Емкостные топливомеры
- •4.2. Электрические схемы включения топливомеров
- •4.3. Анализ погрешностей топливомеров
- •4.3.1 Погрешности емкостных топливомеров
- •4.3.2. Погрешности поплавковых топливомеров
- •4.4. Канал центровки
- •4.4.1. Автоматы выравнивания (центровки)
- •4.4.2. Системы автоматического управления выработкой
- •4.5. Современные разработки топливо-измерительных систем
- •4.5.1. Комплексы топливоизмерения и центровки ктц
- •4.5.2. Датчики топливомера электроемкостные дт, дтк, дтс, дтск
4.4.2. Системы автоматического управления выработкой
топлива, работающие по замкнутому циклу
Программные системы управления выработкой топлива не могут обеспечить сохранение центровки самолета с большой точностью. В ряде случаев желательно повысить точность сохранения центровки.
Рассмотрим принципы построения систем управления центровкой, работающие по замкнутому циклу. Предположим, что на самолете имеется четыре топливных бака, расположенных на крыльях (рис.4.13)
Рис.4.13. Схема измерения в автомате центровки
Положение центра масс самолета останется неизменным, если сумма топливных моментов относительно продольной и поперечной осей равна нулю. Топливным моментом будем называть произведение веса топлива G в баке на расстояние l центра масс бака от центра масс самолета:
G1 l1+ G2 l2= G3 l3+ G4 l4 (4.10)
Для реализации условия (9) необходимы устройства измерения количества топлива и устройства для перекачки топлива из бака в бак с целью выравнивания топливных моментов. В качестве измерительных устройств можно использовать емкостные датчики
Gi =k (Cxi- C0i), (i=l, 2, 3, 4), (4.11)
где Cxi и C0i — емкости заполненного и сухого баков.
При учете (10) получим
Сx1 l1+ Сx2 l2 +k0= Сx3 l3+ Сx4 l4 , (4.12)
Где k0 = С03 l3+ Со4 l4 — Со1 l1 — Со2 l2 .
Представленная на рис. 4.13.схема реализует соотношение (4.12) Влияние емкости сухих баков (величина k0) учитывается конденсатором C5. При равновесии моста получаем:
U1 Cx1 + U2 Cx2 + U5 C5 = U3 Cx3 + U4 Cx (4.13)
где Ui — напряжения.
Если напряжения U1, U2, U3 и U4 выбрать пропорциональными плечам l1, l2, l3 и l4, а U5 C5 = k0, то условие (4.12) станет эквивалентным условию (4.13).
При изменении центровки из-за выработки топлива в уравнении (4.13) будут меняться емкости Cxi, что приведет к появлению сигнала на измерительной диагонали. Этот сигнал после усиления подается на двигатель Д, вал которого связан с контактным устройством k. Замыкание контактов приводит к подаче сигналов на отключение топливных насосов правых или левых (задних или передних) баков в зависимости от характера нарушения центровки. Один из насосов должен работать в любом случае для обеспечения подачи топлива к двигателю.
Если в автомате центровки используются емкостные датчики измерительной части системы, то при включении автомата датчики следует отключать от блоков измерения с целью исключения взаимного влияния мостовых схем автомата и топливомера.
При управлении центровкой самолета путем программного расхода топлива или по замкнутому циклу учитывается изменение центровки только за счет выработки топлива. Изменения центровки, связанные со сбрасыванием груза и др., не могут быть учтены в рассматриваемых системах управления центровкой.
Рис. 4.14. Схема замкнутого автомата центровки
В замкнутых системах управления центровкой можно осуществить управление с целью сохранения разности хц.м. – xf, где хц.м. и xf – координаты центра масс и фокуса самолета. При этом будет сохраняться статическая устойчивость самолета. Поскольку положение фокуса xf зависит от числа М полета, то, измеряя М, можно ввести в схему сигнал, пропорциональный М, например, путем перемещения щетки по сопротивлению R (рис.4.14).
Сигнал, снимаемый со схемы, поступает на усилитель У и двигатель отработки Д, который осуществляет переключение групп баков (например, передних или задних групп баков). Двигатель отработки будет функционировать до тех пор, пока не установится равновесие системы.
Замкнутые системы управления выработкой являются перспективными и находят широкое применение в авиации.
Погрешности топливомеров не должны превышать 2—3% от фактического запаса топлива в баках. На самолетах устанавливаются специальные автоматы, обеспечивающие выработку топлива из отдельных групп баков по определенной программе. Такие автоматы, составляющие единую систему с топливомерами, называются системами измерения и расходования топлива.