Вопрос № 1. Автоматы управления выработкой топлива по замкнутой схеме

Содержание группового занятия

 

Введение

 

Подача топлива из баков, расположенных в различных частях летательного аппарата, к основным топливным насосам авиационных двигателей обеспечивается подкачивающими насосами.

Для того чтобы обеспечить минимальные изменения положения центра масс летательного аппарата, управление выработкой топлива из баков осуществляется путем воздействия на приводы подкачивающих насосов в определенной последовательности.

В настоящее время используются два метода управления порядком выработки топлива:

1. Программное управление выработкой топлива.

2. Автоматическое управление выработкой топлива по отклонению центра масс летательного аппарата, обусловленного только неравномерностью выработки топлива.

 

Вопрос № 1. Автоматы управления выработкой топлива по замкнутой схеме

 

Система программного управления выработкой топлива должна обеспечивать:

а) бесперебойную подачу топлива к авиационным двигателям в нужном количестве под давлением, достаточным для нормальной работы топливных насосов, установленных на двигателях;

б) автоматическое управление порядком расхода топлива из отдельных групп с заданной последовательностью для каждого авиационного двигателя до полной выработки топлива из групп;

в) возможность перехода от автоматического управления системой к ручному.

Очевидно, что главное требование к системе — это требование высокой надежности: при отказах в работе отдельных элементов непрерывность подачи топлива к авиационным двигателям не должна нарушаться.

Выполнение перечисленных требований связано, в первую очередь, с необходимостью программного включения топливо - подкачивающих насосов на один из трех режимов работы:

1. Ослабленный (дежурный) режим, соответствующий минимальной производительности насоса и необходимый для того, чтобы исключить перерыв в подаче топлива в случае отказа очередного работающего насоса.

2. Основной (номинальный) режим. При этом режиме насосы
создают нормальное давление в системе.

3. Форсированный режим. Режим максимальной производительности необходим для полной выработки топлива в одной из групп при переходе на выработку из другой группы (например, от I ко II).

Несмотря на то, что топливные насосы II группы работают в номинальном режиме, топливо из них расходоваться не будет до тех пор,

 

 

Рис. 1. Принципиальная схема релейно-контактного управляющего устройства системы программной выработки топлива

 

пока насосы первой группы, включенные на форсированный режим, не выработают все топливо из I группы, ибо давление топлива, создаваемое насосом в форсированном режиме, больше, чем при работе в основном режиме.

Принципиальная схема релейно-контактного управляющего устройства системы программного управления выработкой топлива изображена на рис. 1.

Воспринимающими (приемными) элементами управляющего устройства являются индуктивные датчики, фиксирующие заданные уровни топлива в баках.

Индуктивный датчик (рис. 2) уровня топлива представляет собой катушку индуктивности с железным сердечником, связанным с поплавком и перемещающимся вместе с ним вдоль оси катушки, зафиксированной на определенном заданном уровне. Перемещение сердечника меняет индуктивное сопротивление датчика.

 

 

 

Рис. 2. Принципиальная схема включения индуктивного датчика

 

Индуктивный датчик с сопротивлением X_L включен в одно из плеч моста. Когда сердечник находится вне катушки (уровень топлива выше некоторого заданного значения), X_L минимально и мост уравновешен.

С понижением уровня поплавок с сердечником опускается и, достигая неподвижной катушки, установленной на заданном уровне, вызывает увеличение X_L катушки, разбаланс моста и срабатывание промежуточного реле Р.

Индуктивные датчики в группах баков расположены так, что воздействуют на управляющее устройство при достижении топливом уровней, указанных в табл. 1.

 

Таблица 1.

 

	I группа	II группа	III группа
Верхний уровень Нижний уровень	HI	В2 Н2	ВЗ НЗ

 

Выработка топлива из каждой группы баков осуществляется расположенным в пей топливным насосом, имеющим возможность работать в номинальном и форсированном режимах.

Режимы работы топливных насосов устанавливаются в соответствии с воздействиями индуктивных датчиков, как это показано в таблице состояний 2.

 

Таблица 2.

 

	Датчики	Режимы работы насосов
В	Н1	В2	Н2	ВЗ	НЗ	I	II	III
						Ном.	Форс.	Ном. [Форс.]	Ном.	Форс.
+	—	—	—	—	—
+	+	—	—		—
+	+	+	—	—	—
+	+	+		—	-—
+	+	+		+	—
	+	+	+	+	+

 

Анализ таблицы состояний позволяет заметить:

1. Насос I группы включается на номинальный режим переключателем В.

2. При срабатывании индуктивных датчиков нижнего уровня осуществляется переход на форсированный режим насоса работающей группы и включение на номинальный режим насоса последующей группы.

3. При срабатывании индуктивных датчиков верхнего уровня происходит выключение насоса предыдущей группы.

Для того чтобы при отказах датчиков не возникало перебоев в подаче топлива, обычно, при включении системы, насос предпоследней группы баков включается на ослабленный (дежурный) режим.

Используя таблицу состояний, легко проследить по схеме рис. 1. последовательность отработки программы выработки топлива.

В системах с программным управлением выработкой топлива предусматривается световая сигнализация лампами синего цвета, указывающая начало выработки топлива в соответствующих группах баков, малый (на 30 мин полета) и критический (на 15 мин полета) остатки топлива.

Для контроля работоспособности топливных насосов используется световая сигнализация лампами зеленого цвета, воспринимающими элементами которой являются сигнализаторы давления (рис. 3), устанавливаемые на выходе подкачивающих насосов. При определенном давлении топлива замыкается верхняя пара контактов, включая лампы, сигнализирующие о нормальной работе насоса.

Управляющее устройство, кроме программного управления, обеспечивает и ручное управление включением отдельных групп баков.

Проверка управляющего устройства системы программной выработки топлива производится с помощью специальных имитаторов, обеспечивающих принудительный разбаланс мостов индуктивных датчиков без фактической выработки топлива.

 

 

 

Рис. 3. Сигнализатор давления топлива:

1 - мембрана; 2- упор; 3- упругая пластина; 4 - контакты

 

Проверка управляющего устройства системы программной выработки топлива производится с помощью специальных имитаторов, обеспечивающих принудительный разбаланс мостов индуктивных датчиков без фактической выработки топлива.

Автоматы программного управления, особенности построения которых здесь рассмотрены, получили название СЭТС (суммирующий электрический топливомер с сигнализацией) и СПУТ (система програмного управления топливом). Промышленность выпускает автоматы указанных серий в различных модификациях. Модификации имеют различия, связанные с комплектацией датчиками и указателями. Кроме того, предел измерений и цена деления указателей также могут быть различными.

Процесс программного управления порядком расхода топлива сводится к переключению баков, из которых топливо поступает в двигатели таким образом, чтобы центровка самолета не нарушалась по мере расхода топлива. Однако, в случае отказа одного из двигателей, система программного уп­равления расходом не обеспечивает равномерный расход топлива из групп баков.

Поэтому система программного управления расходом топлива дополняется системой управления выработкой топлива, реагирующей на отклонение центра масс летательного аппарата, обусловленного неравномерностью расхода (автоматом центровки).

Для этого в группах баков, симметрично расположенных относительно центра масс, производится непрерывное сравнение количеств топлива (точнее, моментов сил тяжести, создаваемых переменными массами самолета).

В зависимости от знака сигнала рассогласования, пропорционального отклонению центра масс, система управления воздействует на приводы подкачивающих насосов так, чтобы ликвидировать это рассогласование. В результате выработка топлива в каждой из сопоставляемых групп происходит поочередно.

Переключение группы насосов осуществляется специальным контактным устройством с приводом от электрического двигателя (рис. 4).

Переключающее устройство должно обладать определенной зоной нечувствительности, обусловленной допустимым смещением центра масс, чтобы сигналы на отключение топливных насосов не подавались слишком часто.

 

 

Рис. 4. Переключение групп топливных насосов при работе автоматов центровки

 

Вывод: замкнутые системы управления выработкой топлива являются перспективными и находят все большее применение в авиации.

Примером систем такого типа является ТАЦ - топливный автомат центровки, устанавливаемый на тяжелых самолетах.