ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА САМОЛЕТА Российский патент 1999 года по МПК B64D37/00 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к топливным системам летательных аппаратов.

Известна топливная система самолета, содержащая передний и задний дополнительные баки, соединенные трубопроводами перекачки с расходным баком, из которого топливо по трубопроводу подается в двигатель, трубопроводы командного давления, соединенные с трубопроводами перекачки и подачи топлива, трубопровод перепуска топлива из расходного бака в передний (см. книгу Л.Б. Лещинер и И.Я. Ульянов "Проектирование топливных систем самолетов", М.: Машиностроение, 1975 г., рис.4.23).

Эта система, принятая за ближайший аналог, недостаточно надежна, так как не обеспечивает отслеживание расчетного уровня топлива в переднем дополнительном баке, при котором центровка самолета в процессе выработки заднего бака остается в расчетных пределах. Поскольку устойчивость самолета в продольном направлении при уставившемся полете обеспечивается главным образом равенством моментов от аэродинамических сил, приложенных в фокусе самолета, и аэродинамических сил горизонтального оперения относительно центра тяжести самолета, а положение центра тяжести меняется при выработке топлива, равно как и положение точки фокуса меняется в зависимости от скорости полета и полетной аэродинамической конфигурации, выход центра тяжести самолета за расчетные пределы может привести к потере устойчивости самолета в продольном направлении.

Поэтому изобретением решается задача обеспечения устойчивости и управляемости самолета за счет отслеживания в переднем дополнительном баке фиксированного расчетного уровня топлива, при котором центровка самолета в процессе выработки заднего бака остается в расчетных пределах.

Поставленная задача решается за счет того, что топливная система самолета, содержащая передний и задний дополнительныe баки, соединенные трубопроводами перекачки с расходным баком, трубопровод подачи топлива к двигателю, насосы перекачки и подачи топлива, трубопроводы командного давления, соединенные с трубопроводами перекачки и подачи топлива, трубопровод перепуска топлива, снабжена установленными в трубопроводах перекачки и имеющими управляющие полости клапанами перекачки топлива соответственно из переднего и заднего дополнительных баков в расходный двумя подключенными к трубопроводу командного давления струйными датчиками уровня топлива, установленными в переднем и заднем дополнительных баках, и переключателем команд с полостями управления выработкой переднего и заднего дополнительных баков, надплунжерной, подплунжерной и сливной полостями, при этом управляющая полость каждого клапана перекачки соединена управляющей линией с полостью управления выработкой соответствующего дополнительного бака в переключателе команд, надплунжерная и подплунжерная полости которого сообщены соответственно с задним и передним дополнительным баками через выходы их струйных датчиков, а сливная полость переключателя команд соединена с одним из баков.

В частности, для уменьшения невырабатываемого остатка топлива в дополнительных баках и повышения надежности системы при выходе из строя струйных датчиков или переключателя команд топливная система снабжена установленными в расходном баке двумя поплавковыми клапанами уровня топлива, каждый из которых сообщен с управляющей одного из клапанов перекачки.

Изобретение поясняется принципиальной схемой топливной системы самолета, изображенной на чертеже.

Топливная система самолета содержит расходный бак 1, передний дополнительный бак 2 (или группу сообщенных между собой баков), задний дополнительный бак 3 (или группу сообщенных между собой баков), верхний дополнительный бак 4, крыльевые баки 5 и подвесные баки 6. Баки 4, 5 и 6 сообщены с передним дополнительным баком трубопроводами выработки 7, в которых установлены обратные клапаны 8 и 9 крыльевых и подвесных баков и клапан 10 выработки подвесных и крыльевых баков.

В расходном баке 1 установлен насос 11 подачи топлива в двигатель. В переднем 2 и заднем 3 дополнительных баках установлены насосы 12 и 13 перекачки топлива по трубопроводам 14 и 15 соответственно из переднего и заднего дополнительных баков в расходный.

В трубопроводах 14 и 15 перекачки топлива из дополнительных баков в расходный установлены клапаны 16 и 17 перекачки топлива из переднего и заднего дополнительных баков в расходный. Каждый клапан перекачки 16 и 17 выполнен с управляющей полостью соответственно 18 и 19.

В системе установлены поплавковый клапан 21 уровня топлива в верхнем дополнительном баке и струйные датчики 22 и 23 уровня топлива соответственно в переднем 2 и заднем 3 дополнительных баках. Вышеперечисленные датчики подключены к трубопроводам командного давления 24.

Система снабжена переключателем команд 25, содержащим полость 26 управления выработкой переднего бака, полость 27 управления выработкой заднего бака, подпружиненный пружиной 28 плунжер 29 со штоком 30, надплунжерную 31, подплунжерную 32 и сливную 33 полости, подпружиненный пружиной 34 толкатель 35, запирающий шарик 36, опирающийся на седло 37 или 38 в зависимости от положения плунжера и толкателя.

Полость 27 управления выработкой заднего дополнительного бака сообщена управляющей линией 39 с полостью управления 19 клапана 17 перекачки топлива из заднего дополнительного бака в расходный.

Полость управления 26 выработкой переднего дополнительного бака сообщена управляющей линией 40 с полостью управления 18 клапана 16 перекачки топлива из переднего дополнительного бака в расходный.

Надплунжерная полость 31 переключателя команд 25 по трубопроводу 41 сообщена с выходом струйного датчика 23 заднего дополнительного бака 3.

Подплунжерная 32 переключателя команд 25 по трубопроводу 42 сообщена с выходом струйного датчика 22 переднего дополнительного бака 2.

Сливная полость 33 переключателя команд 25 сообщена по трубопроводу 43 слива с одним из баков, например, с расходным баком 1.

Расходный бак соединен с передним дополнительным баком переливным трубопроводом 44.

В расходном баке 1 установлены два поплавковых клапана 45 и 46. Поплавковый клапан 46 трубопроводом 47 сообщен с управляющей линией 40 клапана 16 перекачки топлива из переднего дополнительного бака в расходный. Поплавковый клапан 45 сообщен трубопроводом 48 с управляющей линией 39 у клапана перекачки 17 топлива из заднего дополнительного бака в расходный.

Топливо в двигатель подается по трубопроводу 49. Наддув баков осуществляют по трубопроводам 50.

Топливная система работает следующим образом.

При полностью заправленных баках включения насосов 11, 12, 13 в трубопроводе 24 появляется командное давление. Клапан 16 перекачки переднего дополнительного бака открывается, так как его управляющая полость 18 по управляющей линии 40 и трубопроводу слива 43 через открытый переключатель команд 25 соединена с одним из баков, например баком 1.

Насос 12 переднего дополнительного бака 2 по трубопроводу 14 перекачки топлива через открытый клапан перекачки 16 прокачивает топливо через расходный бак 1 и переливной трубопровод 44 в свой же бак 2, поддерживая при этом уровень топлива в расходном баке 1 у верхнего обреза переливного трубопровода 44.

После запуска двигателя (не показан) в подвесных баках 6 (показан только один подвесной бак) по трубопроводу наддува 50 подается давление воздуха из системы наддува баков от двигателя и через клапан 10 выработки подвесных и крыльевых баков, обратные клапаны 8,9 и трубопровод 7 выработки подготавливается перекачка топлива сначала из подвесных, а затем из крыльевых баков. Однако до тех пор, пока из верхнего дополнительно бака 4 топливо не выработается через бак 2 до уровня срабатывания поплавкового клапана 21, клапан 10 выработки подвесных и крыльевых баков остается закрытым.

После поступления команды от поплавкового клапана 21 верхнего дополнительного бака вырабатываются сначала подвесные баки 6, затем крыльевые баки 5, затем остаток верхнего дополнительного бака 4 и часть топлива из переднего дополнительного бака 2 до уровня срабатывания H_сд2 струйного датчика 22 отсечки выработки дополнительного бака 2. Отсечка выработки переднего дополнительного бака 2 необходима для исключения смещения центровки самолета назад и ухудшения его управляемости в продольном направлении.

После оголения струйного датчика 22 в его приемном канале и соответственно в трубопроводе 42 появляется давление, под действием которого плунжер 29 переключателя команд 25 смещается влево (см. чертеж), шток 30 плунжера 29 освобождает шарик 36, который под действием толкателя 35 и пружины 34 перемещается с седла 37 на седло 38. В результате этого слив топлива из управлящей полости 18 клапана 16 перекачки топлива из переднего дополнительного бака в расходный прекращается с одновременным появлением слива из управляющей полости 19 клапана 17 перекачки топлива из заднего дополнительного бака в расходный. Клапан 16 перекачки топлива из переднего дополнительного бака в расходный закрывается, а клапан 17 перекачки топлива из заднего дополнительного бака в расходный открывается. Начинается перекачка топлива из заднего дополнительного бака в расходный.

Поскольку производительность насосов 11, 12, 13 больше, чем потребление топлива двигателем, избыток топлива, подаваемого насосом 13 сбрасывается из расходного бака 1 через переливной трубопровод 44 в передний дополнительный бак 2. Уровень топлива в баке 2 повышается и может стать выше уровня установки струйного датчика 22. В этом случае командное давление на выходе датчика 22 в трубопроводе 42 и в подплунжерной полости 32 переключателя команд 25 пропадает шарик 36 штоком 30 перемещается с седла 38 на седло 37, клапан 16 перекачки топлива из переднего дополнительного бака в расходный возобновляет подачу топлива из переднего дополнительного бака 2 в расходный, а клапан 17 прерывает подачу топлива в баки 1, 2 до понижения уровня в баке 2 до H_сд2, при котором вновь оголяется струйный датчик 22.

Логика совместной работы струйного датчика 22 и переключателя 25 команд такова, что если клапан 16 открыт, то клапан 17 закрыт и наоборот. Это позволяет четко отслеживать в переднем дополнительном баке фиксированный диапазон уровня H_сд2, при котором центровка самолета в процессе выработки заднего дополнительного бака находится в расчетных пределах. По окончании выработки заднего дополнительного бака оголяется струйный датчик 23. с выхода которого командное давление поступает по трубопроводу 41 в надплунжерную полость 31 переключателя команд 25. Плунжер 29 штоком 30 снимает шарик 36 с седла 38 и перемещает его на седло 37, вновь открывая клапан 16 перекачки топлива из переднего дополнительного бака в расходный и закрывая клапан 17 перекачки топлива из заднего дополнительного бака в расходный. Передний дополнительный бак вырабатывается полностью, начинается понижение уровня топлива в расходном баке. Поплавковые клапаны 45 и 46 открывают поочередно или одновременно оба клапана перекачки 16 и 17, обеспечивая подбор всех от остатков топлива из передних и задних дополнительных баков.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к топливным системам летательных аппаратов. Топливная система самолета содержит расходный бак, передний и задний дополнительные баки, насосы перекачки и подачи топлива, трубопроводы командного давления, перекачки и подачи топлива, трубопровод перепуска топлива. Система снабжена клапанами перекачки топлива соответственно из переднего и заднего дополнительных баков. В каждом из дополнительных баков установлено по струйному датчику уровня топлива. Струйные датчики подключены к трубопроводу командного давления. Система также снабжена переключателем команд. Полости управления выработкой соответствующих дополнительных баков переключателя команд соединены с управляющей полостью соответствующего клапана перекачки. Надплунжерная и подплунжерная полости переключения команд соединены соответственно с задним и передним дополнительными баками через выходы их струйных датчиков. Сливная полость переключателя команд соединена с одним из баков. Такое выполнение системы позволяет отслеживать в переднем дополнительном баке фиксированный расчетный уровень топлива, при котором центровка самолета в процессе выработки заднего бака остается в расчетных пределах, что обеспечивает устойчивость и управляемость самолета. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Топливная система самолета, содержащая передний и задний дополнительные баки, соединенные трубопроводами перекачки с расходным баком, трубопровод подачи топлива к двигателю, насосы перекачки и подачи топлива, трубопроводы командного давления, соединенные с трубопроводами перекачки и подачи топлива, трубопровод перепуска топлива, отличающаяся тем, что она снабжена установленными в трубопроводах перекачки и имеющими управляющие полости клапанами перекачки топлива соответственно из переднего и заднего дополнительных баков в расходный, двумя подключенными к трубопроводу командного давления струйными датчиками уровня топлива, установленными в переднем и заднем дополнительных баках, и переключателем команд с полостями управления выработкой переднего и заднего дополнительных баков, надплунжерной, подплунжерной и сливной полостями, при этом управляющая полость каждого клапана перекачки соединена управляющей линией с полостью управления выработкой соответствующего дополнительного бака в переключателе команд, надплунжерная и подплунжерная полости которого сообщены соответственно с задним и передним дополнительным баками через выходы их струйных датчиков, а сливная полость переключателя команд соединена с одним из баков. 2. Топливная система самолета по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена установленными в расходном баке двумя поплавковыми клапанами уровня топлива, каждый из которых сообщен с управляющей линией одного из клапанов перекачки.