7. Подача топлива к нескольким двигателям. Способы повышения надежности питания двигателей топливом

Для обеспечения подачи топлива нескольким двигателям используются автономные системы, централизованные и комбинированные магистрали.

Автономные магистрали подают топливо каждому двигателю от определенных групп баков. Централизованные магистрали выполнены так, что топливо от одного расходного бака (ил нескольких баков) через многоходовой кран подается ко всем двигателям.

Комбинированная магистраль представляет собой сочетание автономных и централизованных магистралей. Каждая из них – это автономная система. Топливо из автономных Л и П магистралей централизовано подается двум двигателям через пожарные краны 4 и перекрестного питания – кран 5.

Для повышения надежности питания двигателей топливом применяют следующие мероприятия:

1. Использование перекрестного питания двигателя на ЛА с несколькими баками или несколькими СУ. В этом случае заборные магистрали соединены после ПНЛ магистралями перекрестного питания. При выходе из строя одного из двигателей при открывании крана перекрестного питания топливо будет подаваться не только из своей заборной магистрали, но и из другой заборной магистрали неработающего двигателя.

2. Дублирование ПНЛ вместо 1-го двух. СУ предусматривается дублирование ПНЛ с целью повышения надежности. Дублированный ПНЛ обладает такой же надежностью. В случае совместной работы расход топлива показывает 50%. Это снижает кавитационный запас давления и повышает высотность. Недостатки: большой вес, требуется дополнительная мощность на привод.

3. Резервирование ПНЛ состоит в том, что при выходе из строя одного насоса работает резервный. Это повышает живучесть, так как другой насос может иметь другой тип привода.

4. Введение перегородок в топливные баки.

Использование заборных отсеков в баке с обратными клапанами для исключения отлива топлива из ПНЛ при эволюции ЛА и при перегрузках

5. Введение разгрузочных магистралей – которые при повышенном давление на некоторых участках перепускают топливо из участков большего давления в бак.

При закрытии пожарного крана 4 давление может повышаться после остановки двигателя в этом случае прекращается движение холодного топлива и топливо которое осталось в магистралях нагревается и расширяется и вызывает деформацию трубопровода. Краны с рычажным управление неудовлетворительно работают при наличии большого противодавления. Разгрузка от повышенного давления осуществляется разгрузочными клапанами (5) Эти клапаны могут выполняться самостоятельную конструкцию ил монтироваться на обратных клапанах. Простейшим видом разгрузки является небольшое отверстие в обратном клапане.

8. Кавитационные явления

Кавитация – процесс образование парогазовых пузырьков в зоне низкого давления жидкости и последующего их сокращения в зоне повышенного давления.

При течении жидкости по трубопроводу возникает местное понижение давления до такой величины при котором процесс интенсивного выделения растворенного в жидкости газов или паров (местное холодное вскипание). При повышенном давлении происходит растворение паров и газов в жидкости (конденсация). Жидкость устремляется в образовавшиеся пространство, поэтому конденсация сопровождается динамическим ударом.

У многокомпонентной жидкости процесс кавитации происходит без ударов. В магистралях СУ процесс кавитации возникает из-за пониженного внешнего давления при росте высоты полета. Процесс образования паровой фазы происходит по трем этапам (см. рис.).

На заключительном этапе образования паровой фазы происходит укрупнение пузырьков, которые в горизонтальной трубе концентрируются в верхней части сечения. На заключительном этапе возможно выделение парогазовой фракции от жидкости, возможен разрыв струи. Наибольшее давление паров, находящихся над жидкостью, которые устанавливаются при паровыделении в закрытом сосуде при данной температуре – называется давление насыщенных паров, Pt.

Pt-зависит:

- от температуры жидкости;

- от соотношения фаз жидкости и пара.

При испытании авиатоплив принято стандартное соотношение фаз 4:1 ( ). Кавитация в топливных магистралях опасна не столько разрушающим действием, сколько остановкой насосов. Это связано с растворимостью воздуха в топливе. В нефтяных топливах воздуха содержится 10-20% растворенного воздуха по объему. Этот объем пропорционален внешнему давлению, обратно пропорционален удельному весу, поверхностному натяжению и вязкости топлива. С ростом высоты понижается давление в баках. В надтопливном пространстве выделяется большое количество воздуха и газовых включений. Если внешнее давление больше Pt (4:1), то испарение топлива с поверхности незначительно и оно мало влияет на интенсивность выделения пузырьков воздуха. Когда начинается внутренне испарение (кипение топлива). Чем выше тем раньше начинает вскипать топливо.

Возникающие в жидкости кавитационные явления приводят к разделению потока в трубопроводах на жидкостный и газовый. В результате по трубопроводу течет сжимаемый поток, что приводит к пульсации давления, колебаниям и перебоям в подаче топлива вплоть до самопроизвольного выключения двигателя. Кроме того, при кавитации увеличиваются гидравлические сопротивления и уменьшается теплоотдача.

Кавитационные явления чаще всего наблюдаются на входе в насосы. Чем ниже давление на входе, тем меньше перепад давления, создаваемого насосом, и его производительность. Кавитационные свойства насоса определяют по кавитационным характеристикам.