СПОСОБ ПРОВЕРКИ СРЕДСТВ АЭРОДРОМНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ АВИАЦИИ ПЕРЕД ДОПУСКОМ ИХ К ПРИМЕНЕНИЮ НА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА АЭРОДРОМАХ РАССРЕДОТОЧЕНИЯ Российский патент 2025 года по МПК F02M27/00 F02N19/00 B60H1/00 G05B23/00 

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к:

системам производства, распределения и очистки углеводородного топлива, обеспечению работоспособности транспортных средств высокой проходимости, предназначенных для работы в особо тяжелых климатических условиях Сибири, Крайнего Севера и Арктики;

системам вентиляции салонов транспортных средств;

автоматизированным системам контроля и диагностики (АСКД) конструктивных сменных элементов (КСЭ) радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) сложных технических систем (СТС).

Известный способ ускоренного прогрева при пуска двигателя внутреннего сгорания и повышения эффективности работы с отключаемыми цилиндрами (патент RU №2313678 С1), заключающийся в том, что при пуске двигателя уменьшают производительность насоса системы охлаждения двигателя до минимума при достижении двигателем рабочей температуры и при повышении температуры двигателя выше рабочей, тем самым увеличивают производительность насоса системы охлаждения до достижения рабочей температуры двигателя на режимах частичных нагрузок или холостом ходе, если температура двигателя ниже рабочей.

Недостатком известного способа является невозможность его использования при аэродромно-техническом обеспечении (АТО) полетов в условиях низких температур на аэродромах рассредоточения, так как привод установки осуществляется от двигателя автомобильного базового шасси, что не позволяет отключать цилиндры силовой установки, это может привести к сбою в работе установки, так как повлияет на выходные показатели качества выдаваемых электрических токов.

Известно устройство для обогрева аккумуляторных батарей транспортного средства (патент на полезную модель RU №188715 U1) включающее перепускные клапаны, соединенные между собой, при этом первый перепускной клапан с двумя выходными штуцерами, а второй - одним, а также пультом управления перепускными клапанами.

Недостатком известного технического решения является недостаточная его эффективность, так как отдельное использование данного устройства в тяжелых климатических условиях низких температур на аэродромах рассредоточения, где недостаточно развита аэродромная и парковая инфраструктура, не обеспечивает оперативный запуск силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения полетов.

Известно устройство для повышения качества дизельного топлива (патент на изобретение RU №2724749 C1), состоящее из трех последовательно установленных секций, где корпус второй секции выполнен из диамагнитного материала, снаружи которого установлен магнитный усилитель, внутри которого размещен формирователь постоянного магнитного поля, магнитные силовые линии которого совпадают с направлением потока топлива, при этом по центру секции внутри корпуса дополнительно установлена вставка с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров.

Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность обработки топлива, так как отдельное использование данного устройства в тяжелых климатических условиях низких температур на аэродромах рассредоточения, где недостаточно развита аэродромная и парковая инфраструктура, не обеспечивает оперативный прогрев и запуск силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения полетов.

Известно вентиляционное устройство (варианты) (патент на изобретение RU 2251490 С2), содержащее выхлопную трубу двигателя, воздуховод, сообщенный с салоном транспортного средства, отличающееся тем, что дополнительно снабжено камерой, разделенной на две полости мембраной, выполненной из упругого материала, или подпружиненным поршнем, при этом одна полость камеры соединена с выхлопной трубой, а другая - с воздуховодом, кроме того, на воздуховоде перед камерой и за камерой установлены соответственно впускной и выпускной клапаны, при этом за выпускным клапаном установлен переключающий клапан, соединенный с впускным трубопроводом двигателя.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность в тяжелых климатических условиях низких температур на аэродромах рассредоточения, где недостаточно развита аэродромная и парковая инфраструктура, так как отдельное использование данного устройства не обеспечивает оперативный прогрев радиоэлектронной аппаратуры средств аэродромно-технического обеспечения полетов.

Известна автоматизированная система контроля и диагностики сменных элементов радиоэлектронной аппаратуры (патент на изобретение RU 2784384 С2) включающая в свой состав комплект формирователей тестовых воздействий Ai и комплект измерителей сигналов отклика Bj, подключенных к компьютеру. Состав формирователей тестовых воздействий и состав измерителей сигналов отклика, а также их метрологические характеристики обеспечивают формирование необходимых комбинаций сигналов тестовых воздействий и измерение соответствующих комбинаций сигналов отклика для контроля работоспособности и диагностики неисправностей конструктивных сменных элементов радиоэлектронной аппаратуры, для которой предназначен конкретный экземпляр АСКД.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность в тяжелых климатических условиях низких температур на аэродромах рассредоточения, где недостаточно развита аэродромная и парковая инфраструктура, так как отдельное использование данного устройства не обеспечивает оперативную диагностику радиоэлектронной аппаратуры средств аэродромно-технического обеспечения полетов.

Наиболее близким прототипом является способ повышения эффективности прогрева и запуска силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения полетов в условиях Крайнего севера и Арктики (патент на изобретение RU 2791786 С1), заключающийся в том, что одновременно используются на средствах АТО в условиях Арктики устройство для повышения качества топлива, которое устанавливается в топливную систему двигателя внутреннего сгорания между фильтром тонкой очистки и топливным насосом, а также устройство для обогрева аккумуляторных батарей, которое устанавливается в систему охлаждения двигателя между котлом подогревателя и трубкой отвода охлаждающей жидкости к блоку цилиндров, что позволяет сократить время прогрева и запуска силовых установок средств АТО за счет ионизации топлива, поступающего из топливного бака, чем достигается более полное окисление топлива кислородом, и за счет обогрева аккумуляторного отсека от системы охлаждения двигателя посредством устройства для обогрева аккумуляторных батарей, что позволяет увеличить энергоемкость аккумуляторных батарей.

Недостатком данного способа является его недостаточная эффективность, так как отдельное использование устройств для повышения качества топлива и обогрева аккумуляторных батарей в тяжелых климатических условиях низких температур на аэродромах рассредоточения, где недостаточно развита аэродромная и парковая инфраструктура, не обеспечивают оперативный прогрев, запуск и проверку силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения полетов.

Техническим результатом предлагаемого способа является сокращение времени запуска, прогрева и проверки средств аэродромно-технического обеспечения перед допуском их к работе на авиационной техники за счет:

ионизации всего состава топлива, находящегося в топливном баке, путем изменения молекулярных свойств топлива и накоплением «активированных» частиц в его составе, чем достигается более полное окисление топлива кислородом;

разъединения штатной системы охлаждения перепускными клапанами от котла подогревателя и теплообменной панели, путем установки перепускного клапана для охлаждающей жидкости, что позволяет увеличить энергоемкость аккумуляторных батарей;

установки камеры, разделенной на две полости подпружиненным поршнем. Одна полость камеры соединена с выхлопной трубой, а другая - с воздуховодом. На воздуховоде перед камерой и за камерой установлены соответственно впускной и выпускной клапаны. За выпускным клапаном установлен переключающий клапан, соединенный с впускным трубопроводом двигателя, что позволяет за счет энергии выхлопных газов обеспечить подачу воздуха в отсек с оборудованием или на впускной трубопровод двигателя с целью наддува;

установки АСКД в систему управления оборудованием средства АТО для обеспечения возможности контроля работоспособности и диагностики неисправностей полной номенклатуры КСЭ РЭА из состава образца средства АТО. Система позволяет формировать необходимые комбинации сигналов тестовых воздействий и измерение соответствующих комбинаций сигналов отклика для контроля работоспособности и диагностики неисправностей КСЭ РЭА.

Указанный технический результат предлагаемого способа достигается тем, что комплексно используются четыре устройства:

устройство улучшения качества топлива (патент на изобретение RU №2724749 С1, МПК B01F 13/08, B01F 13/08, F02M 27/04), обеспечивающее оперативный прогрев и запуск силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения полетов топлива при минимальных изменениях конструкции двигателя;

устройство обогрева аккумуляторного отсека (патент на полезную модель RU №188715 МПК В60Н 1/00), позволяющее снизить дополнительные экономические затраты для догрева аккумуляторного отсека во время движения (путем использования нагретого двигателем теплоносителя), поддержать требуемые (нормальные) эксплуатационные условия и тем самым увеличить их срок службы до 40%;

вентиляционное устройство (патент на изобретение RU №2251490 С2 МПК В60Н 1/00, В60Н 1/21), обеспечивающее оперативный прогрев оборудования, РЭА, средств аэродромно-технического обеспечения полетов, а также увеличение мощности двигателя;

автоматизированная система контроля и диагностики сменных элементов радиоэлектронной аппаратуры (патент на изобретение RU 2784384 С2 МПК G05B 23/02, Н05К 13/08), позволяющая повысить оперативность проверки средств аэродромно-технического обеспечения полетов перед допуском к применению их на авиационной технике.

Сущность способа заключается в одновременном использовании на средствах аэродромно-технического обеспечения полетов (например, на аэродромных электроагрегатах АПА-5Д) в условиях Арктики (температура ниже минус 50°С):

устройства для повышения качества дизельного топлива, которое устанавливается в топливную систему двигателя внутреннего сгорания между фильтром тонкой очистки и топливным насосом;

устройства для обогрева аккумуляторных батарей, которое устанавливается в систему охлаждения двигателя между котлом подогревателя и трубкой отвода охлаждающей жидкости к блоку цилиндров;

вентиляционного устройства, которое устанавливается на выхлопную трубу двигателя внутреннего сгорания;

автоматизированной системы контроля и диагностики сменных элементов радиоэлектронной аппаратуры, которая устанавливается в систему управления средства АТО.

Способ может быть реализован, например, на аэродромных электроагрегатах АПА-5Д с помощью четырех устройств показанных на фигуре, где показано: 1 - устройство улучшения качества топлива; 2 - двигатель; 3 - устройство для обогрева аккумуляторного отсека; 4 - пульт управления устройства для обогрева аккумуляторного отсека; 5 - выхлопная труба; 6 - вентиляционное устройство; 7 - отсек оборудования; 8 - РЭА; 9 - система управления с автоматизированной системой контроля и диагностики сменных элементов радиоэлектронной аппаратуры.

Устройство улучшения качества топлива 1 предназначено для обработки всего объем топлива, находящегося в топливном баке [см. патент на изобретение RU №2724749 С1].

Двигатель 2 (например, силовая установка электроагрегата АПА-5Д) [см., например, Техническое описание электроагрегата АПА-5Д. Техническое описание. М.: Воениздат, 1981. 225 с.].

Устройство для обогрева аккумуляторного отсека 3 предназначено для обогрева аккумуляторных батарей транспортного средства при неработающем и работающем двигателе 2 [см. патент на полезную модель RU №188715].

Пульт управления устройства для обогрева аккумуляторного отсека 4 предназначен для подключения и отключения штатной системы охлаждения двигателя и рубашкой котла подогревателя. Пульт управления может быть выполнен на микроконтроллерах семейства pic [см., например, http://cyberleninka.ru/article/n/tehnologii-programmirovaneya-i-virtualnoe-programmirovanie. Дата обращения 10.07.2024 г. Название статьи на сайте Кибер Ленинка: «Технологии программирования и виртуальное программирование PIC-контроллеров в автоматическом управлении технологических процессов». Автор: Абуязаров Владимир Николаевич).

Вентиляционное устройство 6 предназначено для передачи тепла выхлопных газов от выхлопной трубы 5 в отсек оборудования 7 для обогрева РЭА, а также увеличения мощности двигателя за счет наддува при отсутствии необходимости в подогреве РЭА [см. патент на изобретение RU №2251490 С2].

Автоматизированная система контроля и диагностики сменных элементов радиоэлектронной аппаратуры 9, установленная в системе управления оборудованием электроагрегата, предназначена для контроля работоспособности и диагностики неисправностей полной номенклатуры КСЭ РЭА из состава средства аэродромно-технического обеспечения [см. патент на изобретение RU 2784384 С2].

Реализация способа предусматривает выполнение следующих шагов:

Ш1. Открытие капота и отсоединения аккумуляторной батареи от системы электрооборудования;

Ш2. Разъединение топливопровода между фильтром тонкой очистки и топливным насосам высокого давления;

Ш3. Установка устройства для повышения качества топлива в разрыв топливопровода между фильтром тонкой очистки и топливным насосам высокого давления (Фиг.);

Ш4. Разъединение трубки отвода охлаждающей жидкости от блока цилиндров и соединение со входом устройства для обогрева аккумуляторных батарей транспортного средства.

Ш5. Соединение выхода устройства для обогрева аккумуляторных батарей с входом трубопровода системы охлаждения двигателя.

Ш6. Установка вентиляционного устройства на выхлопную трубу, соединение одной полости камеры с выхлопной трубой.

Ш7. Соединение другой полости камеры вентиляционного устройства с отсеком оборудования с помощью воздуховода, для обогрева РЭА.

Ш8. Установка переключающего клапана на воздуховод за камерой вентиляционного устройства, соединенного с впускным трубопроводом двигателя для увеличения мощности двигателя за счет наддува при отсутствии необходимости в подогреве РЭА.

Ш9. Установка блока АСКД на пульт управления оборудованием электроагрегата с помощью универсальных быстросъемных креплений. Окончательное закрепление блока производится фиксирующим винтом, после блок АСКД подключается к пульту управления.

Ш10. Включение устройства обогрева с помощью пульта 4 (Фиг. ). При неработающем двигателе теплоноситель движется из котла подогревателя во входной штуцер теплообменной панели, далее через выходной штуцер теплообменной панели в соединенные между собой перепускные клапана, и затем в котел подогревателя АПЖ-5ДК-24-СПА-МКВ.

Ш11. Отключение устройства обогрева с помощью пульта 4. При работающем двигателе теплоноситель движется из системы охлаждения через первый перепускной клапан в котел подогревателя, далее во входной штуцер теплообменной панели и затем через выходной штуцер теплообменной панели во второй перепускной клапан и потом в систему охлаждения двигателя. При этом устройство для повышения качества топлива изменяет молекулярные свойства и обеспечивает полное сгорание топлива в двигателе.

Ш12. Перевод переключающего клапана в положение, при котором воздух поступает во впускной трубопровод двигателя для увеличения мощности двигателя за счет наддува (в случае достижения оптимальной температуры 20°С в отсеке оборудования).

Ш13. Проверка функционирования АСКД перед выездом на аэродром в процессе работы электроагрегата на специальном нагрузочном стенде, имитирующий его работу на борту воздушного судна.

Устройство улучшения качества топлива 1 работает следующим образом топливо, попадая вовнутрь корпуса, выполненного из диамагнитного материала и снаружи крепится магнитопровод, подвергается процессу ионизации всего состава топлива, проходящего через устройство с изменением молекулярных свойств топлива и накоплением «активированных» частиц в его составе. Наличие в такой конструкции наружного магнитопровода позволяет устройству в максимальной мере "загнать" электромагнитную энергию обмотки с помощью магнитной вставки в струю проходящего топлива, в результате происходит более глубокое изменение молекулярных свойств топлива, и как следствие более полное его сгорание цилиндрах двигателя.

Устройство для обогрева аккумуляторного отсека 3 работает в двух режимах.

1. При работающем двигателе теплоноситель движется за счет штатного насоса системы охлаждения двигателя 2 в штатный котел подогревателя, далее в теплообменную панель и затем возвращается в систему охлаждения.

2. При неработающем ДВС теплоноситель движется за счет насоса котла подогревателя в теплообменную панель, установленную в аккумуляторном отсеке и далее в котел подогревателя АПЖ-5ДК-24-СПА-МКВ. Управление (включение или отключение) устройством осуществляется с помощью пульта управления 4.

Вентиляционное устройство 6 работает следующим образом. Выхлопные газы от двигателя 2 по выхлопной трубе 5 поступают в полость камеры, создавая импульсы давления в полости. Мембрана под воздействием импульсов давления вибрирует, создавая подобные импульсы давления в полости, при этом при возрастании давления в полости впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается и воздух из полости поступает по воздуховоду в отсек оборудования 7. При снижении давления в полости выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, и новая порция воздуха поступает по трубе воздуховода в полость. Таким образом, создается направленное течение воздуха от впускной трубы воздуховода в отсек оборудования 7. Вместо мембраны можно использовать подпружиненный поршень. В определенных случаях, например, при необходимости повышения мощности двигателя 2 можно с помощью переключающего клапана направить нагнетаемый воздух по воздуховоду во впускной трубопровод двигателя 2.

Автоматизированная система контроля и диагностики работает следующим образом. В соответствии с характеристиками конкретного типа объекта контроля (например, конкретного типа КСЭ РЭА) предварительно определяются количество «m» тестовых воздействий «у», подлежащих подаче на входы объекта контроля. На основе этого определяется количество «m» каналов тестовых воздействий «у», т.е. количество источников тестовых воздействий, которые должны входить в состав АСКД и должны быть подключены к соответствующим входам «у» объекта контроля. После этого для каждого канала «у» источников тестовых воздействий определяют тип тестового воздействия (например, постоянное напряжение, импульсные сигналы, высокочастотные сигналы) и требования к метрологическим характеристикам формируемых тестовых воздействий «у» (например, амплитуду сигналов и максимально допустимую погрешность формирования сигналов заданной амплитуды). На основании этого из доступных для уровня техники средств измерений выбирают соответствующие программно управляемые приборы, обеспечивающие (под управлением от компьютера) формирование необходимых типов сигналов тестовых воздействий «у» с требуемыми параметрами и метрологическими характеристиками. Аналогично определяют состав и количество сигналов отклика х₁,…,x_k с выходов объекта контроля (с выходных контактов данного типа КСЭ РЭА). Определяют типы сигналов отклика «х» по каждому выходу объекта контроля. Для каждого типа сигналов отклика «х» по каждому выходу объекта контроля определяют требования к измеряемым параметрам сигналов отклика «х» и метрологическим характеристикам измерения этих параметров сигналов отклика (например, амплитуду сигналов отклика и максимально допустимую погрешность ее измерения). На основании этого из уровня техники выбирают соответствующие программно управляемые средства измерений сигналов отклика «х», которые включают в состав АСКД подключением выходов этих измерителей ко входам компьютера. Для обеспечения возможности контроля работоспособности и диагностики неисправностей полной номенклатуры КСЭ РЭА из состава образца средства АТО перед созданием АСКД проводится предварительный анализ параметров тестовых воздействий и параметров сигналов отклика по всей номенклатуре КСЭ РЭА, для которой предназначена создаваемая АСКД. В процессе анализа производится группировка сигналов по типам, параметрам и метрологическим характеристикам для оптимизации требований к составу источников тестовых воздействий и к составу измерителей сигналов отклика.

Предлагаемый способ имеет изобретательский уровень, так как сочетает в себе совокупность не сложных и технически подобранных шагов, которые позволяют реализовать предложенный способ для получения необходимого эффекта.

Предлагаемый способ промышленно применим, так как для его реализации могут быть использованы промышленно выпускаемые и общедоступные элементы.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ проверки средств аэродромно-технического обеспечения (АТО) полетов авиации с применением автоматизированной системы контроля и диагностики (АСКД) в условиях низких температур на аэродромах рассредоточения заключается в одновременном использовании устройства для повышения качества дизельного топлива, в котором осуществляется кавитационная обработка, ионизация, изменение молекулярных свойств дизельного топлива, устройства для обогрева аккумуляторных батарей транспортного средства, осуществляющего обогрев аккумуляторного отсека от системы охлаждения двигателя при работающем двигателе и поддержание плюсовых температур аккумуляторного отсека при неработающем двигателе, вентиляционного устройства, осуществляющее прогрев оборудования средства АТО и увеличение мощности двигателя внутреннего сгорания при отсутствии необходимости в подогреве радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) оборудования средства АТО, и АСКД, осуществляющую формирование необходимых комбинаций сигналов тестовых воздействий и измерение соответствующих комбинаций сигналов отклика для контроля работоспособности и диагностики неисправностей конструктивных сменных элементов (КСЭ) РЭА. Также раскрыто расположение указанных устройств. Технический результат заключается в сокращении времени запуска, прогрева и проверки средств аэродромно-технического обеспечения перед допуском их к работе на авиационной технике. 1 ил.

Способ проверки средств аэродромно-технического обеспечения (АТО) полетов авиации с применением автоматизированной системы контроля и диагностики (АСКД) в условиях низких температур на аэродромах рассредоточения, включающий обогрев аккумуляторной батареи в отсеке от источника тепла, отличающийся тем, что одновременно используют: устройство для повышения качества дизельного топлива, устанавливаемое в топливную систему двигателя внутреннего сгорания средства аэродромно-технического обеспечения полетов, между фильтром тонкой очистки и топливным насосом высокого давления, в котором осуществляется кавитационная обработка, ионизация, изменение молекулярных свойств дизельного топлива; устройство для обогрева аккумуляторных батарей транспортного средства, устанавливаемое в систему охлаждения двигателя между котлом подогревателя и трубкой отвода охлаждающей жидкости к блоку цилиндров, осуществляющее обогрев аккумуляторного отсека от системы охлаждения двигателя при работающем двигателе и поддержание плюсовых температур аккумуляторного отсека при неработающем двигателе; вентиляционное устройство, содержащее выхлопную трубу двигателя, воздуховод, сообщенный с салоном транспортного средства, устанавливаемое на выхлопную трубу двигателя внутреннего сгорания, осуществляющее прогрев оборудования средства АТО и увеличение мощности двигателя внутреннего сгорания при отсутствии необходимости в подогреве радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) оборудования средства АТО; автоматизированную систему контроля и диагностики, устанавливаемую в систему управления оборудованием средства АТО, осуществляющую формирование необходимых комбинаций сигналов тестовых воздействий и измерение соответствующих комбинаций сигналов отклика для контроля работоспособности и диагностики неисправностей конструктивных сменных элементов (КСЭ) РЭА.