1. Поплавковый топливомер

В поплавковом топливомере на поверхности топлива находится поплавок. Линейное перемещение поплавка или угловое перемещение связанного с ним рычага измеряется и позволяет судить о количестве топлива, находящегося в баке.

Поплавковый топливомер состоит из датчика, расположенного в топливном баке, и указателя, который размещен на приборной доске или индицируется на многофункциональном дисплее.

Датчик состоит из поплавка, механической передачи и электрического преобразователя перемещений.

Электрический преобразователь перемещений выполнен в виде проволочного потенциометра.

Принцип действия поплавковых топливомеров основан на измерении уровня (объема) топлива в баке посредством плавающего на поверхности топлива поплавка. Уровень топлива может быть измерен непосредственно механическими не дистанционными топливомерами, а также дистанционно посредством специальной гидравлической передачи и указателя гидравлического поплавкового топливомера.

Рассмотрим болеедетально электрические поплавковые топливомеры, принцип действия которых основан на преобразовании перемещения поплавка в изменение электрического сопротивления реостата (рис. 7.4.1). При изменении уровня жидкости в баке поплавок 1 через коромысло 2 и рычаги 4 и 7 перемещает движок 8 по потенциометру 9. Для герметизации внутреннего пространства бака применен сильфон 5.

Д

Рис. 7.4.1 Датчик суммирующего топливомера СБЭ-09:

1 – поплавок; 2—коромысло; 3 – основание; 4, 7 – рычаги; 5 – сильфон; 6 – ось; 8 – движок потенциометра; 9 – потенциометр

Рис. 7.4.2. Принципиальная схема соединения датчика топливомера с указателем

атчик топливомера включается в мостовую схему(рис. 7.4.2) таким образом, что одновременно изменяются два соседних плеча моста. В такой схеме удается осуществить полную температурную компенсацию во всем диапазоне измерений.

При этом условие температурной компенсации имеет вид

где

П

Рис. 7.4.3. Принципиальная схема суммирующего топливомера

ри измерении суммарного количества топлива в несколькихбаках уже нельзя осуществить схему с двумя взаимно изменяющимися плечами. Обычно суммирование количества топлива в разных баках осуществляется реостатными датчиками R₁, R₂ и R₃ (рис. 7.4.3) включенными в одно плечо моста. В кач

естве указателя в топливомерах применяются логометры (на самолетах с авионикой пятого поколения информация о количестве топлива выводится на МФИ).

2. Емкостной топливомер

При измерении количества топлива по высоте его уровня относительно дна бака, применяются электроемкостные датчики с коаксиальным расположением труб.

Принцип действия емкостного топливомера основан на зависимости величины емкости специального конденсатора от уровня топлива в баке.

Датчик емкостного топливомера (чувствительный элемент топливомера) (рис. 7.4.4.) представляет собой конденсатор, электроды которого обычно выполняются в виде коаксиальных цилиндров (труб), расположенных вертикально по всей высоте бака. Он состоит из внутреннего электрода 1, внешнего 2 и изоляционного слоя 3. Между изоляционным слоем и внешним электродом находится слой жидкости (топливо, кислота), уровень которой необходимо измерить.

Если уровень жидкости в баке изменяется, то будет изменяться и емкость конденсатора вследствие того, что диэлектрические постоянные жидкости и воздуха различны.

Величина емкости между электродами

С = С₁ + С₂,

г

Рис. 7.4.4. Схема чувствительного элемента емкостного топливомера:

1 – внутренний электрод; 2 – внешний электрод; 3 – изоляционный слой

деС₁ – емкость нижней части конденсатора, заполненной топливом; а С₂ – емкость верхней части конденсатора, диэлектриком которой служит воздух или пары топлива.

Емкости С₁ и С₂, зависят от уровня топлива х:

С₁ = пФ,

где ε_Т – диэлектрическая проницаемость топлива; R₂ и R₃ – рабочие диаметры внутренней и внешней трубы;

С₂ = ,

где ε_В – диэлектрическая проницаемость среды (воздуха), расположенной над поверхностью топлива (приближенно ε_В ≈ 1)

В большинстве случаев внешний электрод цилиндрического конденсатора должен быть выполнен отдельно, однако не исключено использование в качестве внешнего электрода стенок бака, особенно в высоких и узких баках. Это тем более целесообразно, что в таком случае конденсатор позволяет измерять количество топлива в баке без заметных погрешностей при достаточно больших кренах самолета и ускорениях.

Емкостные топливомеры применяются для измерения количества всех видов топлива, но оказываются почти незаменимыми в случае измерения количества химически активных жидкостей,применяемых в качестве горючих компонентов в жидкостно-реактивных двигателях.

Существенным преимуществом емкостных топливомеров по сравнению с поплавковыми является отсутствие в датчике подвижных частей, кроме того, в этих ИУ погрешности при кренах и ускорениях самолета меньше, чем в поплавковых.

Особенности устройства емкостных топливомеров. Емкостный топливомер обычно включает собственно измеритель количества топлива в баках летательного аппарата и автомат программного расхода, осуществляющий управление расходом топлива из баков в такой последовательности, при которой сохраняется центровка летательного аппарата. Емкостные топливомеры представляют собой системы измерения, контроля и управления.

Они выполняют следующие функции:

• измерение количества топлива в отдельных группах баков и суммарного количества топлива на летательном аппарате;

• программное управление выработкой топлива;

• управление заправкой топливом летательного аппарата;

• сигнализацию об остатке топлива на определенную продолжительность полета;

• сигнализацию неисправности работы автоматики.

Схемы топливомеров, входящих в состав суммирующих электрических топливомеров с сигнализацией (СЭТС) не имеют принципиальных отличий.

П

Рис. 7.4.5. Принципиальная схема измерительной части системы СЭТС

ринципиальная схема измерительной части системы представляет собой самобалансирующийся мост(рис. 7.4.5), образованный емкостями С₁ и С_х (С_х – емкость датчика) и сопротивлениями R₁, R₂, R₃, r₁, r₂ и R. Мост питается напряжением 115В, 400 Гц. Напряжение с измерительной диагонали подается на усилитель, а затем на двигатель типа ДИД-0,5, который черезредуктор перемещает стрелку прибора в соответствии с изменением емкости С_х датчика и приводит в равновесное положениесхему путем изменения сопротивления R.

Общий вид датчиков и блоков оборудования СЭТС-370А представлен на рис. 7.4.6.

Рис 7.4.6. ТопливомерСЭТС-370А

1 – датчики; 2 – двустрелочный указатель; 3 – блоки измерения, 4 – блок автоматики, 5 – переключатели дистанционные; 6 – галетный переключатель

В комплект одной из систем типа СЭТС входят (рис. 7.4.6):

• емкостно-индуктивные датчики 1 – 6 шт.;

• двухстрелочный указатель 2 – 1 шт.;

• блоки измерения 3 – 2 шт.;

• блок автоматики 4 – 1 шт.;

• дистанционные переключатели 5 – 2 шт.;

• галетный переключатель 6 – 1 шт.

Вес комплекта порядка 20 750 Г. Потребляемая мощность по переменному току 120 ва, постоянному току – 25 Вт.

На рис 10 12 приведена принципиальная электрическая схема измерительной части топливомера. В этой схеме мост состоит из двух плеч, образованных резисторами, и двух плеч, образованных конденсаторами.

Одно плечо состоит из резисторов R₁ и г₂ (при измерении количества топлива в группах баков) или R₁ и г₁ (при суммарном измерении). Второе плечо состоит из резисторов R₂, R₃, R и г₃ (при измерении количества топлива в группах баков) или R₂, R₃, R и г₄ (при суммарном измерении).

Третье плечо состоит из конденсатора С₁ (при измерении количества топлива в группе баков) и конденсатора С₂ (при суммарном измерении).

Рис 7.4.7. Датчик топливомера

1 – крышка, 2 – панель, 3 – цилиндр; 4 – индуктивный датчик, 5 – поплавок с якорем,6 – направляющая трубка