Системы источников энергии, управления, контроля и индикации

Систему источников энергии целесообразно рассматривать совместно с системой управления и индикации. Обычно источники энергии подразделяют на основные, резервные и аварийные.

На значительном большинстве современных ЛА в качестве основного источника энергии используется аксиально-плунжерный насос переменной подачи с приводом от двигателя. Значительно реже (Ил-62М) используются в качестве основного источника энергии ГС аксиально-плунжерный насос постоянной подачи с приводом от двигателя, который работает вместе с автоматом разгрузки.

В качестве резервных источников энергии применяются электроприводные насосные станции с электродвигателем переменного тока и аксиально-плунжерным гидронасосом переменной подачи. На ряде зарубежных и отечественных (Суперджет 100) ЛА в качестве резервного источника энергии используется так называемый блок передачи мощности, который представляет собой реверсивный гидромотор-гидронасос на общем валу. Это позволяет передавать гидравлическую энергию от исправной ГС к отказавшей. Также нашли применение в качестве резервных источников энергии ГС турбнасосные гидроустановки (ТНУ), например, на самолете Ил-86, у которых энергия на входной вал гидронасоса поступает от турбины. Сжатый воздух на турбину поступает от системы кондиционирования, т.е. фактически отбирается от компрессора работающего двигателя или ВСУ.

Аварийными источниками энергии на борту ЛА обычно являются гидронасосы с приводом от ветродвигателя, а также электроприводные насосные станции с электродвигателем постоянного тока и аксиально-плунжерным гидронасосом переменной подачи, которые получают энергию от бортовых аккумуляторных батарей или от генератора постоянного тока, установленного на ветродвигателе.

Рассмотрим конструкцию и особенности работы блоков питания ГС различного типа на примерах гидросистем современных самолетов.

Блок питания самолета Ил-62М. Принципиальная особенность блока питания ГС самолета в том, что основными источниками энергии являются приводные гидронасосы постоянной подачи. Возможность реализовать преимущества ГС данного типа обусловлена отсутствием в числе функциональных подсистем таких, которые бы работали непрерывно, т.е. систем управления (на самолете прямое, безбустерное управление). Принципиальная схема ГС Ил-62М приведена на рис.1.11.

ГС самолета Ил-62М в технической документации определяется как гидроазотная система, которая состоит из трех систем с самостоятельными источниками энергии (давления): основной и аварийной гидросистем, а также аварийной азотной системы. Будем рассматривать лишь основную и аварийную ГС. Основная гидросистема включает четыре приводных насоса 9 (по одному на каждом двигателе) постоянной подачи. Аварийная гидросистема, имеет насосную станцию 12 с электроприводом. Рабочее давление в основной и аварийной гидросистемах составляет 210 кгс/см², рабочая среда - жидкость АМГ-10.

На самолете Ил-62М основная гидравлическая система включает автоматы разгрузки насосов 14, которые при достижении в гидросистеме рабочего давления переводят насосы на холостой ход, т.е. направляют поток рабочей жидкости непосредственно в гидробак 1. К каждому автомату подключены два насоса. Автомат разгрузки управляется через специальную статическую линию, связывающую его с гидроаккумулятором. При достижении давления в гидроаккумуляторах общей сети кгс/см² автоматы разгрузки переключают гидронасосы на холостой ход (разгружают насосы).

В этом режиме гидронасосы, забирая жидкость из гидробака 1 основной гидросистемы, перекачивают ее через автоматы разгрузки обратно в гидробак (закольцовка насосов), охлаждаясь при этом. Гидронасосы работают под давлением, равным сопротивлению трубопроводов и агрегатов в полукольце между гидронасосами и гидробаком. Это давление на взлетном режиме не превышает 15 кгс/см². При падении давления в гидроаккумуляторах общей сети до 160±12 кгс/см² (в результате внутренних утечек гидросистемы или при работе потребителей) автоматы разгрузки 14 переключают насосы на рабочий ход. В этом режиме гидронасосы подзаряжают гидроаккумуляторы 16 и работают на потребителей. После срабатывания потребителей насосы подзаряжают гидроаккумуляторы до давления кгс/см² и автоматом разгрузки переключаются на холостой ход. Все потребители гидросистемы работают кратковременно, поэтому большую часть времени гидронасосы работают на режиме холостого хода, перегоняя жидкость по кольцу.

Основное назначение гидроаккумуляторов 16 общей сети (наряду с гашением пульсаций при работе гидронасосов) - компенсация внутренних утечек основной гидросистемы для уменьшения количества срабатываний автоматов разгрузки. С уменьшением количества срабатываний автоматов разгрузки увеличивается ресурс самих автоматов 14, гидронасосов 9, фильтров 13 и других агрегатов и трубопроводов линии нагнетания. Объем жидкости обоих гидроаккумуляторов общей сети, компенсирующий внутренние утечки, составляет примерно 1000см³. Это объем жидкости, заполняющей гидроаккумуляторы при возрастании давления от 160±12 до кгс/см². Чем больше разность давлений между срабатываниями автоматов на холостой и рабочий ход, тем больше объем жидкости в гидроаккумуляторах для компенсации внутренних утечек и тем реже будут срабатывать автоматы разгрузки. Поэтому, наряду с допусками на давления срабатывания, к автоматам разгрузки предъявлено требование, по которому разность между давлениями срабатывания должна быть не менее 43 кгс/см². Объем жидкости в гидроаккумуляторах общей сети, предназначенный для снижения частоты срабатывания автоматов разгрузки, в большой степени зависит также от величины предварительной зарядки гидроаккумуляторов азотом. Предварительно давление азота (при нормальной температуре) во всех гидроаккумуляторах - кгс/см².

Линия нагнетания аварийной системы

Линия слива аварийной системы

Линия слива основной системы

Гермокабина

Линия нагнетания основной системы

Рис.1.11. Принципиальная схема блока питания ГС Ил-62М,где 1-гидробак; 2-дренажный бак; 3-кран слива; 4-предохранительный клапан; 5-обратный клапан; 6-бортовой клапан всасывания; 7-противопожарный кран; 8-разъемный клапан; 9- гидронасос; 10- бортовой клапан нагнетания; 11-гидробак насосной станции; 12-насосная станция; 13-фильтр; 14-автомат разгрузки насоса с предохранительным клапаном; 15-гаситель гидроудара; 16-гидроаккумулятор; 17-автомат давления

Электрогидравлические краны, управляющие потребителями гидросистем, обладают большим быстродействием, что может вызвать при подаче давления к потребителям гидроудары с повышением давления в тупиковых магистралях до величины, значительно превышающей рабочее давление. Для предупреждения этого явления после каждой группы гидроаккумуляторов гидросистемы установлены гасители гидроударов 15, которые при включении электрогидравлических кранов на подачу давления к потребителям замедленно открывают проходное сечение и тем самым как бы увеличивают время срабатывания кранов.

Во всасывающей магистрали каждого гидронасоса размещено по одному противопожарному крану 7, управляемому электрически и перекрывающему всасывающую магистраль при подаче сигнала от системы пожаротушения и закрытии топливного пожарного крана двигателя, на котором установлен данный гидронасос. Каждый кран имеет сигнализацию о закрытом положении.

В линиях всасывания и нагнетания гидронасосов установлены разъемные клапаны 8, позволяющие отсоединять гидронасосы от гидросистемы без потери жидкости в ГС. Для подключения к основной гидросистеме наземной гидроустановки с целью проверки при неработающих двигателях предусмотрены бортовые приемные клапаны: один – всасывания 6 и два – нагнетания 10. Обратные клапаны 5 в случае выхода из строя гидронасоса отключают подачу жидкости к нему от других гидронасосов.

К воздушной полости основного гидробака подключен дренажный бачок 2. В гидробаках (1 и 11) поддерживается давление, равное давлению в гермокабине самолета. Избыток давления в гидробаках стравливается через предохранительный клапан 4. При стравливании давления в гидросистеме жидкость из гидроаккумуляторов уходит в гидробак и давление воздуха в нем повышается. Перед открыванием крышки гидробака давление воздуха необходимо стравить через кран слива 3 на дренажном бачке. В противном случае при открывании крышки основного гидробака жидкость будет выплескиваться наружу.

В линии нагнетания аварийной гидросистемы за насосом 12 установлены фильтр 13 и автомат давления 17, представляющий собой автомат разгрузки с реле давления, которое соединено с перепускным клапаном автомата и отключает питание электропривода при его срабатывании, т.е. при повышении давления сверх нормы. В этом случае насосная станция переводится на режим холостого хода. За автоматом давления также находится аккумулятор 16 и гаситель гидравлических ударов 15.

Блок питания самолета Як-42. На рис. 1.12 изображена схема блока питания гидравлической системы самолета Як-42. На самолете имеется основная система с двумя приводными гидронасосами переменной подачи 4, расположенными на левом и среднем двигателе, и аварийная, включающая в себя две электроприводные насосные станции переменной подачи 11.

В линиях до насосов имеются перекрывные пожарные краны 2 (отсечные клапаны). До и после насосов и насосных станций установлены клапаны разъема 3 и 10, предназначенные для демонтажа данных агрегатов без слива гидрожидкости из ГС. За насосами в параллельных ветвях расположены обратные клапаны 6 и 12, предотвращающие слив гидрожидкости обратно в бак через отказавший насос.

В линии нагнетания за насосами и в линии слива установлены фильтры 7, 13, 14 и 15. С линией нагнетания соединен гидравлический аккумулятор 20. Он служит как дополнительный источник энергии на переходных режимах и как гаситель пульсаций давления. В основном и аварийном блоке питания имеется по предохранительному клапану (21, 25). Линии нагнетания обоих блоков соединены клапаном переключения 23 с основного блока на аварийный, который управляется вручную. После остановки двигателя для того, чтобы не держать систему под давлением, клапаном стравливания 17 линия нагнетания соединяется с линией слива (управление краном ручное).

Линия нагнетания аварийной системы

Линия слива аварийной системы

Линия нагнетания основной системы

Линия слива основной системы

Наддув гидробака

Рис.1.12. Принципиальная схема блока питания ГС Як-42,1-гидробак; 2-отсечной клапан; 3,10-разъемный клапан; 4-гидронасос; 5-реле давления; 6,12,27- обратный клапан; 7,13,14,15-фильтр; 8-бортовой клапан всасывания; 9-сливной кран; 11-насосная станция; 16-бортовой штуцер нагнетания; 17-стравливающий клапан; 18-зарядный клапан; 19-датчик давления; 20-гидроаккумулятор; 21-предохранительный клапан; 22-подпорный клапан; 23-клапан переключения; 24-дроссель; 25-предохранительный клапан; 26-датчик давления

Упр.шасси

Для того чтобы в основном блоке основной ГС не упало давление ниже заданного значения при выпуске шасси установлен подпорный клапан 22, перекрывающий трубопровод в подсистему управления шасси, обеспечивая питание лишь основных потребителей системы управления.

Подсоединение системы к наземному источнику давления осуществляется через бортовые клапаны разъема: нагнетания 16 и всасывания 8. Для обеспечения бескавитационной работы насосов имеется линия наддува баков от всех трех двигателей (на рисунке не показана). Воздух сначала проходит через влагоотделитель, затем через фильтр и понижающий редуктор, обеспечивающий необходимое рабочее давление наддува. Влагоотделитель здесь представляет собой патрон-осушитель с прозрачными стенками, наполненный селикагель-индикатором, при проходе через который в воздухе уменьшается влажность. По цвету селикагеля можно судить об относительной влажности и потере его активности, т.к. цвет меняется от голубого до коричневого по мере увлажнения.

Блок питания самолета Ил-76. Гидравлическая система самолета делится на две самостоятельные и независимые друг от друга системы 1 и 2. Многие потребители питаются одновременно от обеих гидросистем, получая, примерно, по 0,5 мощности от каждой. Это повышает надежность их работы, так как при выходе из строя одной из систем потребитель продолжает получать питание от другой системы. Особенностью системы управления самолетом Ил-76 является то, что рули и элероны, управляемые бустерами, имеют автономные электрогидравлические станции, не связанные с гидросистемой самолета. Рабочее давление в гидросистеме 210 кгс/cм². В качестве рабочей жидкости применяется масло АМГ-10. В гидросистему заливается около 200 л жидкости. На рис.1.13 приведена принципиальная схема блока питания 1 ГС самолета. Компоновка и принцип работы гидросистемы 2 аналогичны.

Источниками давления в гидросистеме являются два гидронасоса переменной подачи 4, установленные на двигателях. Насосы гидросистемы установлены на двигателях 1 и 2. Соответственно гидронасосы гидросистемы 2 установлены на 3 и 4 двигателях. Гидронасос 4 имеет регулятор подачи, который изменяет его подачу в зависимости от давления в системе. При давлении в системе 210 кгс/cм²насос переводится на "нулевую" (малую) подачу. Для предохранения гидронасосов от перегрева во время работы с малой подачей, жидкость из линий нагнетания насосов через дроссели 10, ограничивающие расход, поступает в специальную линию, соединенную с линией слива. В этой линии устанавливается радиатор (топливо-масляный теплообменник) 9, обеспечивающий охлаждение жидкости.

В случае отказа регулятора подачи насос не переводится на холостой ход и давление в системе увеличивается. Для предохранения от чрезмерного повышения давления в гидросистеме устанавливается предохранительный клапан 15, рассчитанный на давление открытия 240 кгс/cм². В линиях всасывания и нагнетания гидронасосов 4 устанавливаются разъемные клапаны 16, позволяющие производить разъединение этих линий без потери жидкости из гидросистемы (при снятии двигателя или гидронасоса). Для подключения наземной гидроустановки с целью создания давления жидкости в гидросистеме имеются бортовые клапаны всасывания 11 и нагнетания 12.

Для создания давления в гидросистеме в полете при отказе соответствующих двигателей в гидросистеме имеется электроприводная насосная станция с гидронасосом переменной подачи 13, работающая на переменном токе. В крайнем случае, при отсутствии УПГ-300, допускается пользоваться насосными станциями на земле, включениями их на время не более 2 - 5 мин. (перерыв между включениями с целью охлаждения станции должен быть не менее 1,5 часа).

В грузовую кабину

Общая линия нагнетания

Линия нагнетания спойлеров

Линия слива основной системы

Линия слива тормозов

Рис.1.13. Принципиальная схема блока питания ГС Ил-76, где1-гидробак; 2-насосная станция НС51А; 3-сепаратор; 4-гидронасос; 5-фильтр; 6-реле давления; 7-датчик манометра; 8-приемник температуры; 9-радиатор; 10-дроссель; 11- бортовой клапан всасывания; 12-бортовой клапан нагнетания; 13-насосная станция НС46-2; 14-подпорный клапан; 15-предохранительный клапан; 16-разъемный клапан

К линиям нагнетания гидронасосов и насосной станции подключены реле давления 6, которые позволяют контролировать их работу. При понижении давления в линии нагнетания насоса до величины 155 кгс/cм²реле срабатывает и выключает соответствующую данному насосу сигнальную лампу, расположенную на щитке гидросистемы. При повышении давления до величины 185 кгс/cм²лампа включается. В линии нагнетания каждого насоса устанавливается обратный клапан, пропускающий жидкость под давлением только от насоса и не пропускающий ее в обратном направлении. При неработающем насосе гидрожидкость под давлением от других насосов к нему не подводится.

На пути движения жидкости от насосов к потребителям установлены два фильтра 5 с тонкостью фильтрации 12-16 микрон. Фильтры включены последовательно. Фильтры 5 установлены также в линии слива. Давление жидкости в гидросистеме контролируется электрическими манометрами 7.

С целью обеспечения надежной работы гидронасосов и насосной станции в их линиях всасывания создается избыточное давление. Во время работы насосов и потребителей это давление должно находиться в пределах 2,5-5 кгс/cм². Для создания избыточного давления в линии всасывания используется насосная станция 2, которая состоит из гидромотора, шестеренного насоса, регулятора оборотов и предохранительного клапана. Производительность насосной станции зависит от величины перепада давления между баком и линией всасывания. Давление в линии всасывания насосов контролируется электрическими манометрами 7. Источником энергии для гидромотора насосной станции 2 является гидрожидкость под давление из линии нагнетания. При неработающих потребителях гидрожидкость под давлением от гидронасосов подводится к гидроаккумуляторам (на схеме не показаны) и заряжает их.

Блок питания гидросистемы самолета Ил-76 характерен тем, что жидкость, поступающая на слив от потребителей, подводится к сепаратору 3, а от него в линию всасывания гидронасосов, минуя гидробак. Такая схема работы позволяет применять гидробаки с малым объемом жидкости в них. Сепаратор служит для отделения от жидкости воздуха и направления его в гидробак. В линии слива перед сепаратором устанавливаются два параллельно включенных фильтра 5 с точностью фильтрации 12-16 микрон и обратный клапан, который не допускает слива жидкости из гидробака при выполнении демонтажных работ.

Так как в гидросистеме нет равенства между количествами потребляемой и сливаемой жидкости (зарядка гидроаккумуляторов, торможение или растормаживание колес шасси, работа гидроцилиндров и т.д.), то излишек сливаемой жидкости через насосную станцию 2 направляется в бак, а недостаток восполняется насосной станцией, забирающей жидкость из бака. Следовательно, производительность насосной станции 2 рассчитана не на полную производительность гидронасосов, а лишь на разность между объемами всасываемой насосами в единицу времени жидкости и поступающей за это же время на слив. Слив из редукционных электрогидравлических клапанов тормозной системы для обеспечения полного растормаживания колес шасси осуществляется не в общую линию слива, а непосредственно в гидробак. В этой линия слива на пути жидкости в бак установлены фильтр 5 и обратный клапан, имеющий то же назначение, что и обратный клапан, установленный в линии слива перед сепаратором. Гидробак 4 имеют общий дренаж с выводом в грузовую кабину.

В линии подвода жидкости к радиатору 9 системы установлен приемник температуры 8. Указатели температуры жидкости на входе в радиатор расположены на щитке гидросистемы.

Линия нагнетания гидросистемы делится на общую линию нагнетания и линию нагнетания спойлеров. Линия нагнетания спойлеров отделена от общей линии нагнетания подпорным клапаном 14, благодаря которому при падении давления в общей линии нагнетания давление в линии нагнетания спойлеров не снижается ниже кгс/см².

До давления жидкости в линии нагнетания 200 кгс/см² гидронасосы работают на режиме максимальной подачи. При повышении давления жидкости в линии нагнетания свыше 200 кгс/см² подача гидронасосов начинает уменьшаться. При давлении 210 кгс/см² гидронасосы поступающую из линии всасывания жидкость прокачивают через дроссели 10 и специальную линию с радиатором 9 в линию слива. Из линии слива жидкость поступает вновь на всасывание. Такая циркуляция жидкости во время холостой работы насосов предохраняет их от перегрева. Радиатор обеспечивает охлаждение жидкости. При включении в работу потребителей давление в линии нагнетания уменьшается и насосы переключаются на подачу давления жидкости к потребителям. Сливающаяся в линию слива жидкость подводится к сепаратору, в котором происходит отделение воздуха от жидкости. Воздух из сепаратора отводится в гидробак, а жидкость - в линию всасывания насосов.

Блок питания самолета Ту-204. Принципиальная схема источников энергии ГС показана на рис.1.14. Основная гидросистема самолета состоит из трех независимых, изолированных гидросистем, гидравлическая мощность которых обеспечивает работу систем самолета при нормальных условиях эксплуатации и на отказных режимах. Рабочая жидкость гидросистемы (основная - Skydrol LD–4, дублирующие: НГЖ-5У и Skydrol 500B-4), которая размещается в гидробаках 1-3. Рабочее давление в гидросистемах 190-220 кгс/см². Давление при нулевой подаче насосов кгс/см². Диапазон рабочих температур жидкости гидросистемы - от - 55 до + 125°С.

Система наддува гидробаков

Линия нагнетания 1ГС

Линия слива 1ГС

Линия нагнетания 2ГС

Линия слива 2ГС

Линия нагнетания 3ГС

Линия слива 3ГС

Рис.1.14. Принципиальная схема распределения источников питания гидросистемы самолета Ту-204,где 1,2,3-гидробаки 1ГС, 2ГС, 3ГС, соответственно; 4-гидронасос переменной производительности; 5- электроприводная насосная станция; 6-аварийная насосная станция с ветродвигателем; 7-фильтр; 8-гидроаккумулятор

Левый двигатель

Правый двигатель

В качестве аварийного источника гидравлической энергии применена аварийная энергетическая установка (насосная станция) 6, состоящая из турбонасоса с приводом от ветродвигателя, выпускаемого при отказе двигателей в набегающий поток, при этом обеспечивается управление самолетом и посадка с выпущенным шасси. Турбонасос установлен в первой гидросистеме.

Для обеспечения бескавитационной работы гидронасосов, насосных станций и турбонасоса независимо от высоты полета имеется система наддува гидравлических баков 1-3 (на рисунке не показана).

Гидравлическое питание систем управления самолета осуществляют три независимые гидравлические системы - первая, вторая, третья. Общая мощность гидравлических систем, создаваемая насосами переменной подачи 4 с приводами от двигателей, достаточна для приведения в действие гидроагрегатов, работающих одновременно при различных рабочих комбинациях. Для отработок на земле, а также для компенсации мощности гидросистем при отказе одного из двигателей в первой, второй и третьей системах предусмотрены электрические насосные станции 5 с гидронасосами переменной подачи. Управление гидросистемами и их потребителями электродистанционное. Органы управления расположены на приборных панелях и пультах пилотов. Автоматическое включение насосной станции 5 в полете происходит при отказе двигателя. Принудительно насосная станция включается нажатием кнопки на щитке ГИДРОСИСТЕМА верхнего пульта пилотов.

Для создания гидравлической мощности, необходимой для управления самолетом и посадки при отказе двух двигателей, в первой гидросистеме предусмотрена аварийная насосная станция 6. Насосная станция по сигналу отказа двух самолетных двигателей выпускается в поток воздуха автоматически от автономного источника энергии.

Заправка бака рабочей жидкостью гидросистемы производится закрытым способом от УПГ-300 НГЖ через бортовой клапан (на рисунке не поназан) панели заправки по линии слива гидросистемы, при этом жидкость дополнительно очищается фильтром с номинальной тонкостью фильтрации 5мкм. За насосами установлен фильтр высокого давления 7 с перепускным клапаном, через который жидкость направляется при засорении фильтроэлемента, и с сигнализацией засорения. Номинальная тонкость фильтрации 6 мкм. Подобные фильтры установлены также в линии слива каждой гидросистемы.

Для обеспечения работы потребителей в условиях резкого изменения расхода жидкости в гидросистеме установлены гидроаккумуляторы 8, емкость гидравлической полости которых составляет 1,5 л, давление зарядки газовой полости (8,5 + 0,3) МПа.

Блок питания самолета Суперджет. Гидросистема самолета состоит из основной системы, вспомогательной системы и приборов контроля. В свою очередь основная гидросистема подразделяется на три независимых подсистемы: первая, вторая и третья, а также включает систему дозаправки гидробаков. Вспомогательная гидросистема состоит из аварийной гидросистемы и системы блока передачи мощности. Номинальное рабочее давление - 3000 psi (210 кгс/см²).

Система контроля и управления подразделяется на следующие подсистемы:

- контроля уровня гидрожидкости;

- контроля давления;

- сигнализации давления;

- контроля температуры;

- сигнализации засорения фильтров.

Основная ГС предназначена для обеспечения потребителей гидропитанием в штатном режиме, обеспечения заправки гидробаков ГС1, ГС2, ГС3 с одного рабочего места, обеспечения быстрого подсоединения/рассоединения наземной гидроустановки и заправки гидроаккумуляторов азотом.

Вспомогательная ГС предназначена для обеспечения гидропитанием потребителей при нештатных ситуациях на борту самолета в объеме функциональных возможностей подсистем. Аварийная гидравлическая система обеспечивает аварийным гидропитанием потребителей ГС2 и конструктивно входит в её состав. Система передачи мощности предназначена для передачи гидравлической энергии от ГС3 к ГС1 в систему уборки и основного выпуска шасси. Она включается в работу в случае отказа левого двигателя или гидронасоса ГС1. Через блок передачи мощности осуществляется механическая связь ГС1 и ГС3.

На рис. 1.15 приведена принципиальная схема фрагмента блоков питания ГС1 и ГС2 самолета. Гидрожидкость размещена в гидробаке 7. Источниками гидропитания в ГС1 являются: гидронасос переменной подачи 1, установленный на коробе приводов левого двигателя, насосная станция 2 с электроприводом переменного тока и гидронасосом переменной подачи, блок передачи мощности (PTU) 20 (гидропитание подается только системе уборки-выпуска шасси).

Основным источником давления в ГС1 является гидронасос 1. Он обеспечивает нормальную работу потребителей. Для отключения насосов от гидросистемы при пожаре левого двигателя или температуре в гидробаке выше 135 °С в линии питания гидронасоса установлен перекрывной противопожарный клапан 3. Закрытие клапана 3 производится электродистанционно экипажем c пульта или автоматически при температуре в гидробаке выше 135 °С по сигналу сигнализатора температуры 9, установленного в гидробаке ГС1.

Тепловой дозатор 17 служит для сброса гидрожидкости в случае повышения ее температуры выше нормы или отказе клапана 3 на закрытие. Резервным источником давления является насосная станция переменного тока 2. Насосная станция переменного тока включается в работу автоматически при уборке шасси, а также при отказе левого двигателя или основного гидронасоса. Насосная станция переменного тока в полете и на земле обеспечивается электропитанием от привод-генераторов маршевых двигателей. В полете от генератора ВСУ может обеспечиваться питание только одной насосной станции при отказе одного из привод-генераторов маршевого двигателя. На земле насосные станции обеспечиваются электропитанием от привод-генераторов маршевых двигателей, генератора ВСУ и от наземных источников электропитания.

В состав ГС1 функционально входит вспомогательный источник гидропитания - насос блока передачи мощности 20. Блок представляет собой моноблок передачи мощности от ГС3 к ГС1, который состоит из гидромотора и гидронасоса, механически соединенных общим валом.

В ГС1 установлены фильтры тонкой очистки 4, обеспечивающие поддержание заданного уровня чистоты гидрожидкости. Фильтры имеют механические или электрические сигнализаторы засорения, отсечные клапаны, некоторые снабжены перепускными клапанами.

Установка указанных фильтров 4 позволяет эксплуатировать их по техническому состоянию. По мере загрязнения фильтроэлемента увеличивается его гидравлическое сопротивление и возрастает перепад давления на фильтре. При определенном значении перепада на головке фильтра с механическим сигнализатором появляется механический сигнализатор, а для фильтра с электрическим сигнализатором засорения выдается электрический сигнал в центральный вычислитель, указывающий о наступлении предельной загрязненности фильтроэлемента. Наличие сигнализатора засорения сокращает число периодических демонтажей и проверок фильтрующего пакета.

Рис.1.15. Принципиальная схема фрагмента блока питания гидросистемы самолета Суперджет (ГС1-верхняя часть, ГС2-нижняя часть), где 1-гидронасос; 2-насосная станция переменного тока; 3-противопожарный клапан; 4-фильтр; 5-бортовой клапан всасывания; 6-бортовой клапан нагнетания; 7-гидробак; 8,15-предохранительный клапан; 9-синализатор температуры; 10-датчик уровня гидрожидкости; 11-сигнализатор давления; 12-датчик давления; 13-гидроаккумулятор; 14-манометр; 15-зарядный клапан; 16- насосная станция постоянного тока; 17-тепловой дозатор; 18-селекторный кран заправки; 19-ручной насос; 20-блок передачи мощности; 21-разъемный клапан; 22- зарядный клапан

Линия нагнетания ГС1

Линия нагнетания в систему уборки и выпуска шасси

Линия нагнетания ГС3

Линия слива ГС1

Линия нагнетания ГС2

Линия слива ГС2

Если указания электрического сигнализатора остаются незамеченными, то при возрастании перепада давления на фильтроэлементе до предельного значения для фильтров, установленных в линии основного слива откроется перепускной клапан и поток жидкости будет направлен в обход фильтрующего пакета непосредственно в гидробак. Фильтры в линиях нагнетания и в линиях слива из насоса и насосной станции не имеют перепускных клапанов, они выдерживают полный перепад давления на фильтре и не пропускают через себя жидкость от источников гидропитания в систему, что обеспечивает чистоту гидрожидкости. Для исключения ложных срабатываний при температуре ниже 0°C из-за увеличения вязкости жидкости при низкой температуре, фильтры снабжены термическими выключателями сигнализаторов засорения.

Сигнализаторы давления 11 за источниками гидропитания выдают информацию в блок управления и контроля гидросистемы. Контроль дозаправки гидробака при отсутствии электропитания на борту можно осуществлять по недистанционному указателю дозаправки на уровнемере гидробака. Дозаправка гидробаков осуществляется централизованно с использованием ручного гидронасоса 19 и далее через фильтр 4, селекторный кран заправки 18 и систему обратных клапанов гидрожидкость поступает в гидробаки систем ГС1-ГС3.

В гидросистеме в линии нагнетания установлен предохранительный клапан 15, выполненный в виде агрегата, исключающего повышение давления в линии нагнетания, выше допустимых пределов. Он состоит из собственно предохранительного клапана 15, сигнализатора давления 11 и датчика давления 12. Сигнализатор давления выдает сигнал о минимальном давлении (ниже 1800 psi) в ГС1 на табло, расположенное на пульте управления гидросистемы. Датчик давления 12 выдает информацию в блок управления и контроля гидросистемы. Обратные клапаны обеспечивают запирание потока гидрожидкости в направлении, обратном рабочему.

Отработка гидросистемы и ее потребителей, отбор проб осуществляется через бортовые клапаны питания - всасывания 5 и нагнетания 6, установленные на панели наземного обслуживания ГС1. Через эти клапаны подсоединяется наземный источник гидропитания или пробоотборники для отбора проб гидрожидкости.

Зарядка гидроаккумулятора и азотной полости гидробака азотом обеспечивается через зарядный клапан 22, выполненный в одном корпусе с недистанционным манометром 14. Контроль зарядки гидроаккумулятора 13 осуществляется также по дисплею технического обслуживания, установленного на панели наземного обслуживания ГС1. В линии поддавливания установлен датчик давления 12, выдающий информацию в блок управления и контроля гидросистемы.

На стыке двигателя с пилоном установлены разъемные клапаны 21 в линии всасывания, в линии нагнетания и в линии слива из гидронасоса, обеспечивающие отсоединение коммуникаций гидросистемы при демонтаже (монтаже) двигателя без пролива гидрожидкости или демонтаже (монтаже) гидронасоса. Регламентные утечки из дренажных полостей источников гидропитания и гидробака гидросистемы собираются централизованно по трубопроводам дренажа в экологический бачок (на рисунке не показан) и удаляются из него при техническом обслуживании.

При повышении температуры выше нормы (177 °С) плавкая пробка, установленная в тепловом дозаторе 17, расплавляется и гидрожидкость сбрасывается через тепловой дозатор и штуцер сброса на обшивке фюзеляжа в атмосферу.

Источниками гидропитания в ГС2 являются насосная станция 2 с электроприводом от системы переменного тока самолета и насосная станция 16 с электроприводом от системы постоянного тока самолета. В остальном конструкция блока питания ГС2 подобна ГС1.

Вспомогательная система предназначена для обеспечения резервным и аварийным гидропитанием потребителей ГС1 и ГС2 в нештатных ситуациях. Вспомогательная система обеспечивает гидропитанием: в ГС1 — систему уборки и основного выпуска шасси, в ГС 2 — всех потребителей. Вспомогательная система состоит из следующих подсистем: аварийной гидравлической системы, системы передачи мощности.

Аварийная гидравлическая система обеспечивает гидропитанием потребители ГС2 при отказе насосной станции переменного тока 2 или нарушениях в работе системы электроснабжения самолета до момента включения насосной станции переменного тока ГС2 от ветрогенератора. Аварийная гидравлическая система состоит из следующих агрегатов: насосной станции постоянного тока 16, фильтров нагнетания и слива насосной станции 4, обратных клапанов.

Аварийная ГС конструктивно входит в состав ГС2. Включение в работу аварийной гидросистемы происходит только при наличии отказов в ГС2, а также при нарушениях в работе системы электроснабжения самолета. Источником давления в аварийной системе является насосная станция с электроприводом постоянного тока 16. В аварийной системе в линиях нагнетания и слива насосной станции постоянного тока установлены фильтры тонкой очистки, обеспечивающие поддержание заданного уровня чистоты гидрожидкости.

Блок питания самолета А-320. Самолет имеет три постоянно действующие независимые гидравлические системы: зеленая, голубая и желтая. Принципиальная схема блока питания ГС самолета А-320 приведена на рис.1.16. Следует учитывать, что ГС самолетов А-318, А-319, А-320 и А-321 подобны. Каждая система имеет свой собственный гидробак 1. Нормальное рабочее давление системы 3000 psi (2500 psi при питании от гидронасоса с приводом от вентилятора 4). (Примечание: 1ата=1кгс/см²=14,223psi (psi - фунт силы на квадратный дюйм). Гидравлическая жидкость не может быть передана от одной системы к другой.

Основным источником энергии зеленой системы является гидронасос переменной подачи с приводом от двигателя 5. Источники энергии голубой ГС включают электроприводная насосная станция с гидромотором переменной подачи 3, а также в случае чрезвычайных ситуаций используется гидронасос с приводом от набегающего потока посредством ветродвигателя (RAT) 4. Насосная станция включается автоматически, когда любой из двигателей отключен. Отсек RAT расположен в левом обтекателе, впереди основных опор шасси. Гидронасос RAT позволяет голубой системе функционировать, если оба двигателя отказали. RAT также включается автоматически при отказах двигателей. Его также можно включить вручную кнопкой «RAT MAN ON», в том числе и на земле.

Основной источник энергии желтой гидросистемы – насос переменной подачи с приводом от двигателя 5. Кроме того, имеется электроприводной гидронасос переменной подачи 3, который включается вручную или автоматически. Это дает возможность создать давление в системе при наземном обслуживании, когда двигатели ЛА не работают. Члены экипажа также могут использовать ручной насос 11 для создания давления в желтой системе, что позволяет управлять грузовыми дверьми при отсутствии электропитания на борту.

Блок передачи мощности 8 представляет собой реверсивный блок гидромотор-гидронасос, который предназначен для передачи мощности от желтой системы в систему зеленую и наоборот. Блок передачи мощности включается автоматически, когда перепад давления между зеленой и желтой системами превышает 500psi. Это позволяет зеленой системе находиться под давлением на земле, когда двигатели не работают.

Гидроаккумулятор 7 в каждой системе помогает поддерживать постоянное давление путем подачи накопленной гидрожидкости в систему на переходных режимах. Четыре дополнительных гидроаккумулятора установлены в функциональных подсистемах для обеспечения их нормальной работы при больших расходах рабочей жидкости. В случае падения гидравлического давления, подпорный клапан (приоритетный клапан) 10 отключает часть потребителей, оставляя только основные.

Желтая ГС (Yellow)

Наддув гидробаков от системы кондиционирования

Управление дверями грузовых отсеков

Общая линия нагнетания желтой ГС

Основная линия нагнетания желтой ГС

Общая линия нагнетания зеленой ГС

Основная линия нагнетания зеленой ГС

Общая линия нагнетания голубой ГС

Основная линия нагнетания голубой ГС

Рис.1.16. Принципиальная схема блока питания гидросистемы самолета А-320 (318, 319, 321), где 1-гидробак (Reservoir); 2-противопожарный клапан (Fire shut-off valve); 3-электроприводная насосная станция (AC electric motor pump); 4-гидронасос с ветродвигателем (Ram Air Turbine (RAT)); 5-гидронасос с приводом от двигателя ЛА (Engine driven pump); 6-фильтр (filter); 7-гидроаккумулятор (System accumulator); 8-блок передачи мощности (Power Transfer Unit (PTU)); 9-электомагнитный кран переключения; 10-подпорный клапан (Priority valve); 11-ручной насос

Голубая ГС (Blue)

Зеленая ГС (Green)

В зеленой и желтой гидросистемах имеются противопожарные запорные клапаны 2, которые летный экипаж может закрыть, нажав кнопки «FIRE» на ENG 1(2).

Обычно, отбор воздуха от двигателя для наддува гидробаков осуществляется через перекрывной клапан высокого давления (HP) и давление поддерживается автоматически посредством редуктора (pressure reducing valve). Если давление отбираемого воздуха слишком низкое, то система забирает дополнительное количество воздуха через специальный заборный патрубок (cross bleed duct) и клапан (cross bleed valve). Система поддерживает достаточно высокое давление в гидробаках (50psi) для обеспечения бескавитационной работы насосов.

Блок питания самолета Боинг-737. На самолётах Боинг 737(см. Рис.1.17) имеется три гидравлические системы: основные А и В, а также резервная (Standby). На самолетах первых серий (737-100 и -200) система A работает от двух гидронасосов переменной подачи с приводом от двигателей, а система B - от двух электроприводных насосных станций. Электроприводной гидронасос переменной подачи резервной системы работает от аккумуляторной батареи и обеспечивает работу только функциональных подсистем предкрылков, руля направления и реверса тяги.

Наддув гидробаков

Гидросистема А

Гидросистема В

Резервная ГС

М

М

М

Линия нагнетания гидросистемы А

Линия нагнетания резервной гидросистемы

Линия нагнетания гидросистемы В

Рис.1.17. Принципиальная схема блока питания ГС самолета Боинг-737,где1-гидробак ГС А; 2- гидробак ГС В; 3- гидробак резервной гидросистемы; 4- противопожарный клапан; 5-гидронасос с приводом от двигателя; 6 – электроприводной гидронасос; 7- фильтр; 8- блок передачи мощности; 9- теплообменник

Гидравлическая система самолётов более поздних серий имеет существенные отличия. В ней перераспределены потребители энергии и блоки питания каждой из основных систем (А и В) включают по одному приводному гидронасосу 5 и одному электроприводному гидронасосу 6. В резервной гидросистеме установлен один электроприводной гидронасос 6. Особенностью ГС самолета Боинг 737 является наличие блока передачи мощности 8 от ГС А к ГС В. При этом в линию нагнетания ГС А включен гидромотор, который через общий вал приводит во вращение гидронасос, создающий давление в гидросистеме В.

Для обеспечения бескавитационного режима работы гидронасосов осуществляется наддув гидробаков воздухом, поступающим от системы кондиционирования. Для охлаждения гидронасосов на всех режимах эксплуатации (особенно на режиме минимальной подачи) предусмотрена прокачка заданных объемов гидрожидкости через теплообменники 9. В линиях всасывания приводных гидронасосов установлены электроприводные перекрывные (противопожарные) краны 4. В блоке питания ГС самолета Боинг-737 установлены обратные клапаны, обеспечивающие заданное направление движения гидрожидкости в системе. Имеются также разъемные клапаны для монтажа/демонтажа гидронасосов и двигателей без слива гидрожидкости из системы.

Блок питания самолета А-380. Принципиальная схема распределения источников питания ГС самолета А-380 приведена на рис.1.18.

Двиг.1

Двиг.2

Двиг.3

Двиг.4

ВСУ

Линия нагнетания Зеленой ГС

Зеленая ГС Green Sys

Желтая ГС Yellow Sys

Линия нагнетания Желтой ГС

Электрический канал управления исполнительными устройства

Рис.1.18. Принципиальная схема распределения источников питания гидросистемы самолета А-380,где 1- ВСУ (вспомогательная силовая установка); 2- ветродвигатель привода электрогенератора; 3- электрогенератор; 4- гидронасос переменной подачи с приводом от двигателя; 5- электроприводная насосная станция

ГС самолета состоит из трех независимых систем: двух гидравлических (зеленой и желтой) и одной электрической. Важнейшая особенность самолета состоит в том, что основные жизненно важные функциональные подсистемы (органы управления) имеют исполнительные устройства с трехканальным резервированием: два канала гидравлических и один – электрический.

На каждом из четырех двигателей (1-4) установлено по два приводных гидронасоса 4 и по одному электрогенератору 3. Резервными источниками энергии в электросистеме являются два генератора 3, работающие от вспомогательной силовой установки 1 и один генератор 3 с приводом от ветродвигателя 2. Приводные гидронасосы зеленой гидросистемы установлены на двигателях 1 и 2, а желтой ГС на двигателях 3 и 4, соответственно. В качестве резервных источников энергии в зеленой и желтой ГС используются по два электроприводных гидронасоса 5.

Блок питания самолета Боинг-777. Принципиальная схема распределения источников питания ГС самолета Боинг-777 приведена на рис.1.19.

Левая ГС (Left)

Правая ГС (Right)

Центральная ГС (Center)

Линия нагнетания левой гидросистемы

Линия нагнетания насосной станции

Рис.1.19. Принципиальная схема блока питания ГС Боинг-777,1-гидробак; 2-противопожарный клапан; 3- клапан переключения; 4-гидронасос с приводом от двигателя; 5- электроприводная насосная станция; 6- турбонасосная установка с приводом от системы кондиционирования воздуха; 7- гидронасос с приводом от ветродвигателя; 8- фильтр; 9- клапан отключения насосной станции

Линия нагнетания центральной гидросистемы

Линия нагнетания гидронасоса с ветродвигателем

Линия нагнетания правой гидросистемы

ГС самолета состоит из трех независимых гидравлических систем: левая, центральная и правая. Рабочая жидкость каждой гидросистемы размещена в соответствующих гидробаках 1.

Основным источником энергии левой гидросистемы является гидронасос переменной подачи 4 с приводом от двигателя, который может быть изолирован от гидробака посредством противопожарного клапана 2. Резервным источником энергии левой ГС является электроприводная насосная станция 5. На выходе из насосов установлены фильтры 8 с сигнализаторами засорения и обратные клапаны. Правая гидросистема имеет конструкцию аналогичную левой.

Источниками энергии центральной ГС являются: два электроприводных гидронасоса переменной подачи 5, две турбонасосные установки с приводом от системы кондиционирования воздуха 6 и гидронасос с приводом от ветродвигателя 7. Один из электроприводных гидронасосов 5 центральной системы может быть использован при отработке ГС на земле и предусмотрена возможность его изоляции от остальной ГС электроприводными клапанами 3 и 9. Кроме того, в состав блока питания ГС самолета Боинг-777 входят обратные клапаны, разъемные клапаны, гидроаккумуляторы, предохранительные клапаны и др. устройства (на рисунке не показаны).

Блок питания гидросистемы вертолета Ми-171. Гидравлическая система вертолета предназначена для питания рабочей жидкостью агрегатов управления КАУ-115АМ (см. Рис.1.20), включенных в систему управления вертолетом (поперечного, ножного, продольного и общим шагом); гидроцилиндра управления фрикционом ручки ШAГ—ГАЗ; гидроцилиндра управления упором в продольном управлении вертолетом.

Гидравлическая система состоит из основной и дублирующей систем.

В гидравлической системе осуществлен принцип дублирования агрегатов и трубопроводов основной гидросистемы (ОГС) агрегатами и трубопроводами дублирующей гидросистемы (ДГС), за исключением агрегатов переключения комбинированных агрегатов управления (КАУ) на управление вертолетом от автопилота,

агрегатов включения подачи жидкости к гидроцилиндрам управления фрикционом ручки ШАГ—ГАЗ, а также гидроцилиндра управления упором в продольном управлении, которые работают только от ОГС вертолета.

Шестеренные насосы НШ-39М основной 4 и дублирующей 5 систем установлены на приводах главного редуктора, что обеспечивает нормальную работу гидросистемы в случае отказа двигателей и перехода вертолета на режим самовращения несущего винта. Гидробак 3, разделенный на две изолированные друг от друга полости, питает раздельно основную и дублирующую системы. В основной и дублирующей системах имеется по одному двухпозиционному элект