Сигнализаторы уровня и давления топлива.

 

Прибором для измерения времени в авиации используются часы. Часы были созданы с учётом обеспечения надёжности и заданной точности. На сегодняшний день самыми распространёнными часами являются часы типа АЧС-1, которые эксплуатируются в различных модификациях.

АЧС-1 механические часы с вероятностью безотказной работы за время 2000ч. при температуре 20±5⁰ С не менее 0,94. Часы состоят из двигателя, механизма текущего времени, механизма секундомера, механизма времени полёта механизма хода, регулятора, органов управления и обогревателя с терморегулятором, встроенного подсвета.

Механизм текущего времени работает от двигателя и действует непрерывно. Механизм времени полёта и секундомера работают от механизма текущего времени и могут включаться и выключаться независимо друг от друга.

Рис. 9. Авиационные часы АЧС-1

 

Управление часами осуществляется двумя головками:

Левая (заводная) головка красного цвета предназначена для завода часов и перевода стрелок, пуска, останова и возврата стрелок механизма времени полёта в начальное положение.

Завод часов производится вращением головки против часовой стрелки. Обратного вращения головка не имеет. Перевод стрелок производиться вытягиванием заводной головки до упора и вращение её против часовой стрелки. Пуск механизма времени полёта осуществляется нажатием на заводную головку (до щелчка). При этом в прямоугольном отверстии циферблата виден сигнал красного цвета или серого цвета. Останов механизма времени полёта осуществляется вторым нажатием на головку, при этом в отверстии циферблата виден сигнал двух цвета. Возврат стрелок механизма времени полёта в начальное положение осуществляется третьим нажатием на левую головку, при этом в отверстии циферблата видна начальная светомасса.

Правая головка предназначена для пуска и останова часов, а так же пуска, останова и возврата в начальное положение стрелок секундомера. Пуск, останов и возврат в начальное положение стрелок секундомера осуществляется последовательным нажатием головки.

Отклонение показаний часов от точного времени (суточный ход) не превышает +20 с. Продолжительность действия часов от одного полного завода 3 суток. Периодичность завода часов один раз в 2 суток. Рабочее напряжение цепи электрообогревателя часов 27 ± 6 В. Напряжение встроенного подсвета в часах от сети переменного тока 5,5 В частотой 400 Гц.

Для контроля величин перегрузок, возникающих при эволюциях летательных аппаратов, используются специальные измерители значений линейных ускорений – акселерометры. Наибольшее распространение получили акселерометры механические и электромеханические.

Принцип работы механического акселерометра можно рассмотреть на примере акселерометра типа АМ – 10 (Рис. 10), предназначенного для определения перегрузок, действующих на самолёт в направлении его вертикальной оси. Упрощённую схему рассмотрим далее.

 

 

Рис. 10. Механический акселерометр типа АМ – 10

 

Два груза 8 и 9 с помощью рычагов закреплённых на осях 7 и 12 так, что при отсутствии ускорений они располагаются в плоскости, параллельной горизонтальной плоскости ЛА. Стрелка 1 указателя при этом по шкале 2 показывает значение «+1».

При появлении ускорений в направлении оси y самолёта корпус прибора вместе с осями 7 и 12 перемещается вверх, а инерционные грузы 8 и 9 остаются в этом положении. В результате относительно оси 7 действует момент вращения непосредственно от груза 8 и через секторы 11 и 10 – от груза 9. При повороте оси 7 пружины 6 и 13 создают момент, который при определённом угле поворота оси становится равным моменту, создаваемому грузами. Следовательно, угол поворота оси пропорционален ускорению, направленному вдоль оси y. Через зацепление 5 передаётся движение стрелке 1 указателя. При отрицательных ускорениях стрелка 1 отклоняется в противоположную сторону.

Шкала 2 прибора проградуирована в единицах, кратных величине ускорения силы тяжести (g = 9,81 м/сек²). Именно поэтому при отсутствии перегрузки стрелка указателя устанавливается на делении «+1».

Для повышения точности измерения перегрузок датчик акселерометра необходимо устанавливать вблизи центра масс ЛА и уменьшить силы трения в осях и зубчатых зацеплениях прибора. Эти требования удовлетворяются, если используются дистанционный электромеханический акселерометр (Рис. 11).

Чувствительным элементом датчика акселерометра является массивный груз (А). Специальные направляющие позволяют ему перемещаться только вдоль оси y ЛА. Ввиду наличия пружин Пр, которые уравновешивают силу инерции груза, величина линейного перемещения груза относительно корпуса прибора пропорциональна ускорению центра масс ЛА в направлении оси y.

 

Рис. 11. Дистанционный электромеханический акселерометр

 

С грузом жёстко связана щётка потенциометра П₂, которая при отсутствии ускорений устанавливается в его центре. При этом напряжение между щётками потенциометров П₂ и П₃ равно нулю.

Когда возникает ускорение, щётка потенциометра П₂ отклоняется от электрической нейтрали мостика, образованного потенциометрами П₂ и П₃. Появляющееся между щётками переменное напряжение подводится к входу триода Т усилителя. В результате в цепи эмиттера, т.е. в обметке управления электродвигателем ЭД, ток становиться переменным; фаза этого тока определяется направлением смещения щётки потенциометра П₂ относительно нейтрали. В обмотке w_с электродвигателя благодаря конденсатору С ток во времени сдвинут на угол π/2 относительно тока обмотки w_y. Поэтому суммарный вращающийся магнитный поток обмоток w_y и w_c обеспечивает вращение ротора электродвигателя ЭД и через перемещение стрелки указателя. Приэтом электродвигатель перемещает щётку потенциометра П₃ в направлении движения щётки П₂ , уменьшая напряжение на входе триода Т. Когда это напряжение становиться равным нулю, вращение электродвигателя прекращается и отклонение стрелки указателя показывает значение перегрузки ЛА.

Как и указатель акселерометра Ам – 10, указатель электромеханического акселерометра имеет дополнительные стрелки – фиксаторы максимальных положительной и отрицательной перегрузок, и кнопки для возвращения этих стрелок к нулевому делению шкалы.

Для обеспечения быстрого затухания колебаний, груз акселерометра помещается в герметический корпус, заполненный маслом.

Питание схемы осуществляется напряжением 115 В или 36В переменного тока частотой 400 Гц.

Погрешность акселерометра не превышает значений 0,1 – 0,2 g.

Принцип действия автоматической части топливомера основан на использовании в качестве сигнализаторов уровня топлива либо катушек индуктивности, либо датчиков с магнитоуправляемыми контактами.

В первом случае в основу работы сигнализатора положено свойство катушки индуктивности изменять индуктивность при введении в неё железного сердечника. Устройство такого датчика-сигнализатора показано на Рис. 12.

Рис. 12. Устройство датчика-сигнализатора

 

В топливном баке помещается датчик-сигнализатор (Рис. 12, 13), состоящий из двух катушек индуктивности 3 (L1) и 4 (L2), установленных на определённом уровне, и поплавка с сердечником 1 из ферримагнитного материала, который плавает на поверхности топлива и перемещается по направляющей трубке 2 вниз и вверх при изменении уровня топлива. При определённом уровне топлива поплавок установится так, что его ферромагнитный сердечник войдёт в катушку 3 (L1) датчика-сигнализатора.

Рис. 13. Электрическая схема датчика-сигнализатора

 

Катушка переменной индуктивности L1 является одним из плеч индуктивного моста. Индуктивный мост состоит из двух полуобмоток трансформатора Тр и двух катушек индуктивности L1 и L2. Индуктивность катушки L1 с выведенным сердечником равна индуктивности катушки L2. При достижении определённого уровня топлива в магнитное поле катушки сигнализатора вводится железный сердечник. Введение железного сердечника в магнитное поле катушки вызывает изменение полного сопротивления катушки сигнализатора L1, при этом нарушается равновесие моста и на вершинах его измерительной диагонали появляется разность потенциалов, которая через выпрямительный мост подаётся на обмотку высокочувствительного реле К. Реле срабатывает и своими контактами включает или выключает соответствующую исполнительную цепь.

Датчик с магнитоуправляемыми герметизированными контактами (Рис. 14) устроен следующим образом.

Рис. 14. Датчик с магнитоуправляемыми герметизированными контактами

 

В корпусе датчика помещается сигнализатор, состоящий из стеклянного баллона 2 с магнитоуправляемым контактом 3, который крепиться на штанге, и поплавка 4 с магнитами 5 из ферримагнитного материала, который плавает на поверхности топлива.

Поплавок может перемещаться при изменении уровня топлива по направляющей трубке вниз и вверх. При определённом уровне топлива поплавок установиться так, что магнитное поле постоянных магнитов, встроенных в него, будет достаточным для срабатывания магнитоуправляемого контракта. При срабатывании контакта выдаётся сигнал 27 В на обмотку промежуточных реле, расположенных в блоке коммутации. Реле срабатывает, и с их контактов подаются сигналы о выработке топлива из баков и о заполнении баков топливом при заправке.

Сигнализаторы давления (Рис. 15) служат для выдачи сигнала отклонения давления в системе от заданной величины.

В качестве чувствительного элемента в них используется упругая гофрированная мембрана, движение которой в сигнализаторах давления передаётся на контакты.

Сигнализаторы по принципу действия одинаковы и выполняются с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами (Рис. 15).

Изменяемое давление поступает через штуцер под мембрану 1. Прогибаясь, мембрана с закреплённым на ней изолятором 2 перемещает контакт 3. Контакты 3 и 4 замыкаются или размыкаются, выдавая сигнал в цепь управления или сигнализации. Пружина 5 служит для возвращения контактов в исходное состояние после прекращения воздействия давления.

Рис. 15. Сигнализаторы давления: а – с нормально разомкнутыми, б - нормально замкнутыми контактами

 

Регулировка зазора между контактами производится путём перемещения узлов крепления пружины с контактами.

Сигнализатор перепада давления топлива СПГ-0,2 устанавливается в расходной магистрали и предназначен для сигнализации отсутствия подкачки топлива в двигатели.

Принцип работы сигнализатора рассмотрим далее по рисунку (Рис. 16).

Рис.16. Сигнализатор перепада давления топлива типа СПГ – 2

 

Это способность чувствительного элемента прогибаться на определённую величину в зависимости от действующего перепада давлений р_Д – р_С. Система чувствительных элементов состоит из рабочей мембраны 1, которая реагирует на перепад давлений, действующих на неё с двух сторон, и разделительных сильфонов 2, отделяющих статическую и динамическую полости прибора от контактной системы.

Прогибаясь в сторону меньшего из действующих давлений, чувствительный элемент перемещает контакт 4, который размыкается с контактом 3.

 

Вывод: сигнализаторы могут срабатывать при нерасчётных давлениях из-за изменения зазора между контактами вследствие деформации упругих чувствительных элементов и контактных пружин. Поэтому при техническом обслуживании производятся периодические проверки основной погрешности сигнализаторов.