2.1. Централизованная заправка топливом
Автоматическое управление централизованной заправкой топливных баков сводится к последовательному перекрытию соответствующих клапанов заправки баков по их заполнению топливом. Управляющее устройство системы относится к числу релейно-контактных схем.
Воспринимающими элементами являются индуктивные сигнализаторы уровня топлива, замыкающие свои контакты при полностью залитых топливных баках.
Исполнительными элементами служат краны заправки с приводом от реверсивного электрического двигателя последовательного возбуждения (электромеханизмы МЗК).
Для уменьшения выбега электрический двигатель снабжен электромагнитной муфтой торможения.
Выключение электрического двигателя при крайних положениях выходного вала, а также включение сигнальных ламп осуществляются концевыми выключателями электромеханизма.
2.2. Дозаправка самолета топливом в воздухе
Для увеличения дальности полета или для увеличения бомбовой нагрузки на ряде самолетов предусматриваются устройства для заправки их топливом в воздухе от специально оборудованных самолетов-заправщиков.
На самолете-заправщике располагается передающая часть, включающая механизм контактирования, топливоперекачивающие насосы большой производительности с приводом от электрических двигателей постоянного или переменного тока и управляющее устройство, обеспечивающее автоматическую заправку топливом.
На заправляемом самолете имеется приемное устройство механизма контактирования и управляющее устройство, обеспечивающее автоматическое перекрытие соответствующих клапанов заправки баков по их заполнении.
На самолете-заправщике ВВС США КС-135 (Stratotanker), осуществляющем заправку топливом в воздухе как бомбардировщиков, так и истребителей, для передачи топлива другому самолету используется выдвигающаяся из хвостовой части фюзеляжа телескопическая штанга длиной 14,3 м. Штанга имеет гидравлический привод с электрическим управляющим устройством. Операции управления штангой и заправкой выполняет оператор заправочного оборудования.
На самолетах-заправщиках США КВ50 для заправки самолетов-истребителей применяется система «штырь - конус», состоящая из установленного в носовой части истребителя штыря-приемника с наконечником и смонтированных на самолете-заправщике топливного насоса и барабана с гибким шлангом, на конце которого укреплен конус. В полете барабан приводится во вращение гидравлическим или механическим приводом, шланг выпускается, а конус, обращенный раструбом назад, играет роль стабилизатора, удерживая шланг от колебаний и провисания. Летчик самолета-истребителя подстраивает свой самолет к самолету-заправщику сзади снизу, нацеливая наконечник штыря в центр конуса.
При осуществлении контакта штырь защелкивается в конусе пружинными зажимами, после чего включается топливный насос.
При нарушении контакта перекачка топлива автоматически прекращается.
Топливные перекачивающие насосы центробежного типа с приводом от электрических двигателей постоянного или переменного тока мощностью 30—35 кВт имеют производительность 0,01—0,03 м3/с при давлении 3,5·105 Па. Заправка производится при скоростях полета до М = 0,85 и на высотах до 15000 м.
Питание электрических двигателей столь большой мощности с целью исключения влияния на работу электрической системы самолета производится от автономных источников электрической энергии: генераторов постоянного тока или трехфазных синхронных генераторов.
Принципиальная схема релейно-контактного управляющего устройства системы дозаправки топливом в полете представлена на рис. 5.
Дозаправка топливом производится из расходного бака, запас топлива в котором пополняется из резервных баков.
После контактирования самолета вручную или автоматически включается выключатель В2.
При этом замыкается контактная цепь контактора fK2 = в2-p5
Рис. 5. Управляющие устройство системы дозаправки топливом в полёте
ибо при в 2=1, р5=1 fк2= 1, топливный насос передачи НП начинает подавать топливо на заправляемый самолет из расходного бака.
Когда уровень топлива в расходном баке несколько снизится, индуктивные датчики ВР' и ВР" вызывают срабатывание реле Р2 и Р7. При этом включаются на форсированный режим насосы (ТПН), перекачивающие топливо в расходный бак из других баков, срабатывает реле Р4:
fp4 = в2P6P2; fРФ1 = в2•р5 р4, при в2=1, Р6=1, р2=1
и включается электрический двигатель, открывающий заправочный кран расходного бака МЗК РБ:
f М3К РБ =вк2·p7
Когда в баке, из которого производится перекачка в расходный бак, топливо достигает уровня, при котором индуктивный датчик HI вызывает срабатывание реле Р6, топливоперекачива-ющий насос ТПН отключается.
Когда в расходном баке топливо достигнет уровня, при котором индуктивный датчик HP вызывает срабатывание реле Р1 и - Р5, fP5 = в2 p1 ибо при b2=1, P1=l fp5= 1, то отключается насос передачи топлива НП, так как fK2 = в2 р5 и при в2 = 1,
В заправочной топливной магистрали заправляемого самолета, при соединении контактного приемного устройства со шлангом заправщика, под воздействием подаваемого топлива замыкаются контакты сигнализатора давления топлива СД. Загорается лампа сигнализации заправки Л1. Как только заправляемые баки будут заполнены, так верхний индуктивный датчик В вызовет срабатывание реле Р и, следовательно, включение электродвигателя, который закрывает заправочный кран МЗК. (Перед заправкой кран МЗК открывается переключателем В.)
Если бак полностью заполнен топливом (fp =1), то открыть кран МЗК переключателем В нельзя.
Вывод: эти системы обеспечивают автоматическое управление топливными кранами заправляемых баков ЛА. Верхние индуктивные датчики уровня топлива, расположенные в полостях емкостных датчиков топливомера, при заполнении бака выдают сигнал на усилитель, который включает электромагнит соответствующего топливного крана; кран закрывается, о чем свидетельствует погасание лампочки на щитке управления заправкой. Блок централизованной заправки устанавливается на борту летательного аппарата.
Вопрос № 3. Расходомеры суммарного и мгновенного расхода топлива
Типичным расходомером суммарного и мгновенного расхода служит расходомер РТМС-4 (Рис. 6), предназначенный для измерения суммарного (до 25 000 л) и мгновенного (часового) расхода топлива авиадвигателем (от 500 до 4000 л/час).
Рис. 6. Конструктивная схема устройства датчика мгновенного (часового) и суммарного расхода топлива: 1 — крыльчатка; 2—магнит; 3— стакан; 4— пружина; 5 - сельсин-датчик
Измерение суммарного расхода в принципе ничем не отличается от измерения его расходомерами РТС 16А.
В датчике РТМС-4 имеются две крыльчатки, одна из которых предназначена для измерения суммарного, а другая — часового расхода топлива (рис. 6). Последняя приводит во вращение магнит 2, который увлекает за собой стакан 3 из марганцевистого алюминия, укрепленный на оси бесконтактного сельсин-датчика 5. Непрерывному вращению ротора сельсин-датчика препятствует противодействующая пружина 4. Следовательно, угол поворота ротора сельсин-датчика будет пропорционален скорости вращения крыльчатки, т. е. мгновенному расходу топлива. Сельсин-датчик связан дистанционной передачей с сельсин-приемником, размещенным в указателе расходомера. Синхронно с ротором сельсин-датчика поворачивается ротор сельсин-приемника, на оси которого укреплена стрелка часового расхода топлива.
Указатель расходомера РТМС-4, таким образом, имеет две стрелки и две шкалы. По внутренней шкале отсчитывается суммарный остаток топлива в топливных баках самолета, а по внешней — часовой расход топлива.
Вывод: в расходомерах суммарного и мгновенного расхода имеются две крыльчатки, одна из которых предназначена для измерения суммарного, а другая — часового расхода топлива