6.3Системы 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. 14). Поло­жение центра масс само­лета останется неизменным, если сумма топливных моментов относительно продольной и поперечной осей равна нулю.

Рис. 14. Схема измерения в автомате центровки

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 (9)

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

G_i =k (C_xi- C_0i), (i=l, 2, 3, 4), (10)

где C_xi и C_0i — емкости заполненного и сухого баков.

При учете (10) получим

С_x1 l₁+ С_x2 l₂ +k₀= С_x3 l₃+ С_x4 l_4, (11)

где k₀ = С₀₃ l₃+ Со₄ l₄ — Со₁ l₁ — Со₂ l₂

Представленная на рис. 14 схема реализует соотношение (11). Влияние емкости сухих баков (величина k₀) учитывает­ся конденсатором C₅. При равновесии моста получаем:

U₁ Cx₁ + U₂ Cx₂ + U₅ C₅ = U₃ Cx₃ + U₄ Cx₄, (12)

где U_i — напряжения.

Если напряжения u₁, u₂, u₃ и u₄ выбрать пропорциональными плечам l₁, l₂, l₃ и l₄, а U₅* C₅ = k_0, то условие (11) станет эквива­лентным условию (12).

При изменении центровки из-за выработки топлива в урав­нении (12) будут меняться емкости C_xi, 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. 15. Схема замкнутого автомата центровки

В замкнутых системах управления центровкой можно осуще­ствить управление с целью сохранения разности х_ц.м. – x_f, где х_ц.м. и x_f — координаты центра масс и фокуса самолета. При этом будет сохраняться статическая устойчивость самолета. По­скольку положение фокуса x_f зависит от числа М полета, то, из­меряя М, можно ввести в схему сигнал, пропорциональный М, например, путем перемещения щетки по сопротивлению R (рис.15).

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.

Показания топливомеров правильны только в том случае, если самолет находится в линии установившегося горизонталь­ного полета. В других случаях в показаниях приборов появляют­ся погрешности.

Запас топлива на самолетах чрезвычайно велик и неправиль­ное расходование его из отдельных баков может привести к на­рушению центровки самолета. Для устранения этого 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.