21. Закрытая и комбинированная система дренажа

Закрытая система дренажа топливных баков выполнена путем наддува их воздухом или газом. Надтопливпое пространство бака разобщено с атмосферой. Избыточное давление может быть создано подачей воздуха от компрессора двигателя, воздуха или нейтральных газов из бортовых баллонов или от специальной системы.

Хотя закрытые системы дренажа дают возможность поддерживать в надтопливном пространстве баков необходимое давление, но сложность устройства этих систем, большой вес агрегатов, малая автономность (при бортовых источниках давления в виде баллонов) являются недостатками, в силу чего такие системы не получили распространения на летательных аппаратах гражданской авиации, летающих на высотах до 13000 м. Для обеспечения дренажа топливных баков на больших высотах, где плотность атмосферного воздуха мала, возможно, найдут применение такие системы.

Комбинированная система дренажа отличается от открытой тем, что избыточное давление в баке может быть получено путем наддува баков воздухом, отбираемым от компрессора двигателя. Набор предохранительных и обратных клапанов обеспечивает автоматическое переключение работы системы на тот источник наддува, который создает необходимое давление.

Предохранительные клапаны встречаются двух типов: постоянного перепада давления на всех высотах и постоянного давления на высотах полета вблизи расчетной.

Для охлаждения воздуха, поступающего от компрессора, иногда устанавливают воздухо-воздушные радиаторы.

22. Расчет открытой системы дренажа. Выработка топлива из баков

Расчет открытой системы дренажа топливных баков сводится к определению угла скоса наружного патрубка дренажного трубопро­вода и диаметра трубопровода.

Угол скоса патрубка дренажного трубопровода может быть определен по формуле: . Чтобы не было чрезмерного давления в надтопливном пространстве бака, значение скоростного напора q берут для предельно допустимой скорости полета Vmax. Для самолетов с ГТД, летающих на дозвуковых скоростях, расчетные значения q будут у земли при скорости Vmax. ДЛЯ самолетов со сверхзвуковыми скоростями полета необходимо определить максимальное значение q для ряда высот с учетом ограничения скорости по числу М и температуре.

Расчетными случаями для определения диаметра дренажного трубопровода являются: выработка (слив) топлива из бака, закрытая заправка топливом, экстренное (аварийное) снижение летательного аппарата.

Выработка топлива из бака при подаче к двигателям происходит со сравнительно малыми расходами, и расчетный диаметр дренажного трубопровода получается небольшим. Поэтому для летательных аппаратов, оборудованных устройствами для слива топлива в полете (расход при этом значительно больше, чем при питании двигателей), следует вести расчет для слива.

Рассмотрим самый удаленный от наружного патрубка дренаж­ного трубопровода бак. Рассматривая сечения П—П и Б—Б (патрубок и бак), можно составить уравнение Бернулли:

Здесь индекс «в» относится к воздуху. Пренебрегая величинами , , и решая уравнение (1) относительно давления р_q , получим: , т. с. скоростной напор необходим для преодоления гидравлических сопротивлений и создания избыточного давления в баках.

Подставляя вместо значение и принимая , найдем: , откуда , тогда (3).

Если дренажный трубопровод представляет собой сложный трубопровод с переменной скоростью движения воздуха, то эквивалентный коэффициент гидравлических сопротивлений следует привести к виду: . Так как для определения диаметра дренажного трубопровода требуется иметь значения эквивалентного коэффициента гидравлических сопротивлений, зависящих от искомого диаметра трубопровода, то задача может быть решена способом последовательных приближений.

Для упрощения расчета рекомендуется задаться рядом диаметров . Определив по формуле (3) для каждого значения располагаемое значение диаметра , строят кривые =f( ). Проведя прямую = , в точках пересечения ее с кривыми =f( ) определяют значения диаметра дренажного трубопровода.

На графике (справа) даны примерные значения диаметров дренажного трубопровода при сливе топлива в полете в зависимости от избыточного давления (кривая 1). Для получения значительных избыточных давлений необходимо иметь большие диаметры дренажного трубопровода. Исходя из определенной величины избыточного давления, получают необходимое значение диаметра дренажного трубопровода.