1.1. Состав и структурная схема топливо измерительных комплексов
Рассмотрим состав и структурную схему топливомерно-расходомерной системы (топливо измерительных комплексов) на примере системы СТР6–5А. Первичными преобразователями данной системы являются датчики расхода (типа ДРТС 30), топливомеры (типа ДТ36А), датчики-сигнализаторы (типа ДСМК10) и термоприёмники (типа П77), сигналы от которых подаются на блок преобразования БПВ1–5, пульты контроля и управления ПКУ6–4 и ПКУ301–2, а с них – на индикатор ИСТР4–5 и в другие системы.
Рис. 1. Структурная схема СТР6–5
Система представляет собой комплекс, состоящий из четырех взаимодействующих частей (рис.1): расходомерной, топливомерной, автоматической и вычисления располагаемой дальности.
Расходомерная часть системы (рис.2) состоит из датчиков расхода, термоприемников в расходной магистрали, блока преобразования, пульта ПКУ6–4, индикатора и предназначена для измерения суммарного и мгновенного расходов топлива с учетом топлива, возвращаемого по магистралям перепуска.
Рис. 2. Структурная схема расходомерной части СТР6–5
Измерение суммарного расхода топлива происходит путем суммирования импульсов, поступающих от датчиков расхода с частотой, пропорциональной мгновенному объемному расходу, с расчетной плотностью 0,7 г/см3, и импульсов поправки на плотность топлива, формируемых аналого-цифровым преобразователем (АЦП) по сигналам от термоприемника П77 и задатчика марки топлива (ЗМТ). Суммирование импульсов от датчиков расхода, имитаторов расхода (ИР), каналов перепуска производится электромеханическим сумматором, состоящим из усилителей- формирователей (УФ1, УФ2), устройства суммирования импульсов массового расхода (УСМР), устройства управления шаговым двигателем (УУДШ) и шагового двигателя (ДШ), расположенного в пульте ПКУ6–4.
С валом шагового двигателя кинематически связаны движки потенциометров для выдачи информации о запасе топлива от расходомерной части системы (QР) на индикатор и в другие связанные с СТР6–5 устройства. Передача информации на индикатор осуществляется с помощью следящей системы, состоящей из усилителя (У) и исполнительного двигателя (ДГМ), расположенного в индикаторе. С валом двигателя (ДГМ) кинематически связаны профиль шкалы запаса индикатора и движки потенциометров для выдачи информации о запасе топлива в смежные системы.
Расходомерная часть системы позволяет отрабатывать показания от топливомерной части системы на шкалу запаса по сигналу слежения от автоматической части системы посредством перевода шагового двигателя из режима суммирования в режим слежения. Такой перевод происходит при автоматизированной выставке и коррекции показаний расходомерной части системы. Измерение мгновенного расхода производится измерителем мгновенного расхода (ИМР). Принцип измерения состоит в подсчете количества импульсов от датчика расхода за калиброванные интервалы времени и преобразовании его с учетом информации о плотности топлива в аналоговую величину, пропорциональную мгновенному массовому расходу, Информация о мгновенном расходе топлива выдается в вычислитель располагаемой дальности полета.
Топливомерная часть системы (рис.3) состоит из датчиков топливомера, термоприемника в баке, пульта ПКУ6–4 и осуществляет:
измерение запаса топлива в фюзеляжных баках самолета;
автоматизированную выставку индекса индикатора на
заправленное количество топлива;
формирование сигнала о резервном запасе топлива;
коррекцию показаний расходомерной части при неполной выработке топлива (например, при сбросе невыработанных подвесных баков).
Рис.3. Структурная схема топливомерной части СТР6–5
Принцип действия топливомерной части системы состоит в измерении самоуравновешивающимся измерительным мостом (ИМ) переменного тока электрической емкости датчиков топливомера, пропорциональной массе залитого топлива, с учетом компенсации методической погрешности, обусловленной изменением температуры и марки топлива.
Компенсация методической погрешности производится с помощью термоприемника, задатчика марки топлива (ЗМТ) и устройства температурной компенсации (ТК).
Информация о запасе топлива от топливомерной части системы (QТ) снимается с движка потенциометра отработки, механически связанного с валом двигателя уравновешивания.
Топливомерно-расходомерная система СТР6–5 построена так, что расходомерная и топливомерная части системы образуют один общий канал измерения запаса топлива, при этом основным источником информации о запасе топлива является расходомерная часть системы, так как ее показания не зависят от эволюции и ускорений объекта. Информация о запасе топлива от топливомерной части системы является дублирующей и постоянно выдается в расходомерную и автоматическую части системы.
Контроль количества топлива на земле и в полете осуществляется с помощью индикатора ИСТР4–5, предназначенного для индикации запаса топлива от расходомерной или топливомерной части системы, индикации располагаемой дальности полета, сигнализации об окончании выработки топлива из баков и выдачи информации о запасе топлива и располагаемой дальности в смежные системы. Индикатор является профильным и состоит из двигателя, кинематически связанного с профилем и потенциометрами, предназначенными для размножения информации о запасе топлива. На лицевой панели индикатора расположена шкала запаса топлива, относительно которой перемещается профильная лента с индексом. В верхней части индикатора размещен трехразрядный счетчик, предназначенный для индикации располагаемой дальности полета. Вызов информации от топливомерной или расходомерной части системы осуществляется с помощью переключателя Т–Р, установленного внизу под шкалой запаса топлива. Помимо этого, на передней панели индикатора расположены световые табло сигнализации о выработке баков, светосигнализаторы положения переключателей Т–Р и ОПТ–ТЕК, зоны-допуски на срабатывание световых табло выработки, характеризующие правильность работы топливной и топливно-измерительной систем.
Информация о запасе топлива от расходомерной и топливомерной частей используется в автоматической части для формирования сигналов состояния топливо – измерительной системы, сигнала резервного запаса топлива, управления автоматизированной выставкой.
Автоматическая часть (рис.4) системы состоит из датчиков-сигнализаторов, термоприемника в подвесном баке, блока преобразования, пульта ПКУ6–4, пульта ПКУЗ01–2, индикатора и осуществляет:
выдачу сигналов выработки топлива из баков, резервного запаса топлива, возврата по топливу;
автоматизированную выставку показаний расходомерной части системы на заправленное количество топлива;
контроль за уровнем масла и гидросмеси;
контроль и управление централизованной заправки;
вызов информации от топливомерной или расходомерной части системы на шкалу запаса индикатора;
проведение встроенного контроля при оперативных формах технического обслуживания.
Принцип действия автоматической части системы состоит в преобразовании дискретных и аналоговых сигналов (с помощью устройства релейно-логического (УРЛ) и устройства управления заправкой УУЗ) в сигналы индикации, управления и контроля.
Рис. 4. Структурная схема автоматической части СТР6–5
Вычислитель располагаемой дальности полета служит для вычисления и индикации располагаемой дальности полета по информации о запасе и расходе топлива и скорости полета объекта, как на расчетном, так и на текущем режиме и включает в себя потенциометрическое счетно-решающее устройство, реализующее уравнение, выраженное формулой:
|
|
(1) |
где Q – текущий запас топлива на борту от расходомерной
или топливомерной части системы, кг; V – расчетная или истинная воздушная скорость полета, км/ч; q – часовой расход топлива, кг/ч; Д – располагаемая дальность полета, км.
Вычислитель располагаемой дальности (рис.5) представляет собой следящую систему, состоящую из дифференциального усилителя (УП), масштабирующего усилителя (МУ) в блоке преобразования, потенциометра отработки R1–1 и двигателя (ДГМ) в индикаторе.
На дифференциальных входах усилителя следящей системы УП происходит сравнение двух напряжений, каждое из которых является произведением двух переменных величин, входящих в уравнение (1).
Электрический аналог левой части уравнения реализуется потенциометрическим умножением напряжения, пропорционального запасу топлива, подаваемого на выходной потенциометр системы СВС, и относительного углового перемещения движка этого потенциометра, пропорционального истинной воздушной скорости. Аналогично реализуется правая часть уравнения: напряжение питания потенциометра дальности, движок которого механически связан с валом двигателя уравновешивания (ДГМ), пропорционально расчетному, или мгновенному, расходу топлива. Усилитель (УП) усиливает сигнал разности входных напряжений и управляет вращением вала двигателя до устранения неравенства на входах. Таким образом, на входах (УП) постоянно поддерживается равенство аналогов левой и правой частей указанного уравнения, а угол поворота движка потенциометра дальности соответствует решению уравнения относительно значения Д. С движком потенциометра дальности механически связаны трехразрядный указатель располагаемой дальности и движки потенциометров, предназначенных для выдачи этой информации в КЗА и АКРС.
Масштабирующий усилитель (МУ) предназначен для согласования масштабных коэффициентов величин, входящих в уравнение.
Контакты реле Р2 при встроенном контроле вычислителя дальности (от кнопки КОНТРОЛЬ Р, Д на пульте ПКУ6–4) переключают вход УП с движка потенциометра на его вывод питания.
Реле РЗ по сигналу «Возврат по топливу» переводит вычислитель дальности в режим определения дальности с расчетного на текущий режим полета.
Рис. 5. Структурная схема вычислителя располагаемой
дальности
Элементы управления и контроля CTP6–5 расположены на передних панелях пультов ПКУ6–4, ПКУЗО1–2 и индикатора. Реле РЗ по сигналу «Возврат по топливу» переводит вычислитель дальности в режим определения дальности с расчетного на текущий режим полета.
Элементы управления и контроля CTP6–5 расположены на передних панелях пультов ПКУ6–4, ПКУЗО1–2 и индикатора.
Рис.6. Передняя панель пульта ПКУ6-4
На передней панели пульта ПКУ6–4 (рис.6) расположены: РТ, ТС–1, Т–1 – переключатели для установки марки залитого в баки топлива; ТОПЛ. ВОЗВР. – переключатель для установки значения топлива, необходимого на возврат; АВТ. – кнопка для автоматизированной выставки индекса индикатора системы на количество топлива, залитого в баки; светодиод АВТ. – для контроля исправности и готовности устройства автоматизированной выставки; РУЧН. – кремальера для ручной выставки индекса на произвольную отметку шкалы индикатора (при положении Р переключателя Т–Р на индикаторе); КОНТРОЛЬ Т(А) – кнопка для наземного контроля топливомерной и автоматической частей системы; КОНТРОЛЬ Р(Д) – кнопка для наземного контроля расходомерной части системы и вычислителя располагаемой дальности полета; П77 – светодиод для контроля исправности цепи термоприемника расходомерной части системы. Под крышкой РЕГУЛИРОВКА Т находятся регулировочные потенциометры: НУЛЬ – для установки профиля индикатора на начальную отметку шкалы при пустых баках; МАКС. – для установки профиля индикатора на отметку шкалы, соответствующую запасу топлива при полностью залитых фюзеляжных баках; РЕП. – для установки профиля индикатора на реперную точку 2500 кг при осуществлении встроенного контроля топливомерной части системы; О.С.2 – для регулировки чувствительности следящей системы индикатора.
Рис.7. Передняя панель пульта ПКУЗО1–2
На передней панели пульта ПКУЗ01–2 (рис.7) расположены: переключатель – для установки вариантов заправки; ПЕРЕКР.ЗАПРАВ. – кнопка и световое табло для выдачи управляющих сигналов на агрегаты заправки; ПИТАН. –тумблер для включения питания ПКУЗ01–2; КОНТРОЛЬ ЛАМП. – кнопка для проверки исправности ламп сигнализаторов пульта; ЗАПРАВКА ОКОНЧЕНА – световое табло для сигнализации окончания заправки; Н (норма) – световое табло зеленого цвета, которое включается при уровнях масла в баках, равных уровням (выше уровней), разрешающим эксплуатацию левого и правого двигателей и коробки самолетных агрегатов; ЛД, ПД, КСА. – световые табло красного цвета, которые включаются при уровнях масла в баках ниже уровней, разрешающих эксплуатацию левого и правого двигателей и коробки самолетных агрегатов соответственно; табло желтого цвета – включаются при уровнях гидросмеси выше нормы в баках бустерной (БУСТ.) и общей (ОБЩ.) гидросистем соответственно; табло красного цвета – включаются при уровнях гидросмеси ниже нормы в баках бустерной (БУСТ.) и общей (ОБЩ.) гидросистем соответственно; табло Н (норма) зеленого цвета – включаются при уровнях гидросмеси в баках бустерной (БУСТ.) и общей (ОБЩ.) гидросистем, разрешающих эксплуатацию объекта.
Управление системой в процессе эксплуатации при подготовке к полету производится следующим образом:
После включения питания переключатель ТОПЛ. ВОЗВР. на ПКУ6–4 устанавливается в положение КОНТРОЛЬ. При установке переключателя на лицевой панели индикатора в положение Р включается светосигнализатор положения Р. В результате нажатия кнопки КОНТРОЛЬ Т(А) на пульте ПКУ6–4 профиль индикатора должен установиться на отметке (2500±100) кг, показания отсчетного устройства располагаемой дальности индикатора должны соответствовать (1390±100) км, все световые табло индикатора должны включиться.
После нажатия и отпускания кнопки КОНТРОЛЬ Р (Д) на пульте ПКУ6–4 профиль индикатора должен сместиться вниз на (1200±100) кг, показания отсчетного устройства располагаемой дальности должны уменьшаться, а светодиод П77 должен включиться.
Переключатель ТОПЛ. ВОЗВР. устанавливается в положение, соответствующее запасу топлива, необходимого на возврат.
После заправки баков топливом переключатель марки топлива на ПКУ6–4 должен быть установлен на марку заправленного топлива. При готовности устройства автоматизированной выставки на пульте ПКУ6–4 должен включиться светодиод АВТ. При нажатии на кнопку АВТ. пульта ПКУ6–4 светодиод АВТ. должен отключиться, а индекс индикатора должен установиться на отметке шкалы, соответствующей массе заправленного топлива. При необходимости индекс индикатора можно выставить на любую отметку шкалы кремальерой РУЧН. пульта ПКУ6–4.
При выдаче сигнала «Проверь запас» в бортовую систему контроля, а также в случае необходимости вывода информации о запасе топлива от топливомерной части системы в полете нужно установить переключатель Т–Р на лицевой панели индикатора в положение Т.
Настройка и регулировка системы в условиях эксплуатации осуществляется при несоответствии установки профиля индикатора запасу топлива в баках, при установке профиля индикатора на реперную точку с погрешностью более допустимой и при нарушении чувствительности топливомерной и расходомерной частей системы.
Управление централизованной заправкой на земле и контроль запаса масла и гидросмеси осуществляется с пульта ПКУ301–2.