Принцип действия, структурная схема системы и ее блочный состав

Система опорожнения баков предназначена обеспечить заданное соотношение компонентов топлива и одновременное опорожнение баков к моменту окончания работы двигателей летательного аппарата.

Систему можно рассматривать как регулятор соотношения мгно­венных объемных расходов компонентов(Kv), который поддерживается в определенном допустимом интервале. Если на некотором участке работы изделия происходит накопление одного из компонентов, то регулятор соотношения перестраивается на новое значение поддерживаемого Kv , прикотором накопленное по уровням рассогласование снимается. Такаясистема обеспечивает вконечном счете одновре­менное опорожнение баков при ограниченных допустимых отклонени­ях Kv.

Принципиальнасхема системы опорожнения баков приведена на рис. 4.1. Чувствительными элементами системы являются датчики мгновенных объемных расходов и датчики уровней. Измерение мгно­венных объемных расходов производится датчиками расхода непрерывно. Контроль за опорожнением компонентов осуществляется датчиками уровня дискретно. Сигналы датчиков уровня подвергаются предварительному преобразованию специальным усилительно - преобразовательным устройством УП-1, где происходит формирование так называемой "временной команды рассогласования", которая поступает в счетно - решающее устройство УП -2 для усиления и преобразования сигналов датчиков (мгновенных расходов и датчиков уровней) в командные сигналы, управляющие исполнительным механизмом (привод дросселя), который перемещает заслонку дросселя. Датчики мгновенных расходов представляют собой участок трубо­провода с чувствительным элементом - винтовой вертушкой, ось которой совпадает с направлением движения потока. Поток приводит во вращение вертушку, угловая скорость которой пропорциональна скорос­ти движения жидкости в трубопроводе. Обороты вертушки посредством магнитоиндукционной системы преобразуются в электрический сигнал, частота которого пропорциональна замеряемому расходу. Номинальные расходы компонентов соответствуют частотам fо ном =860 Гц, fг ном = 700 Гц. Сигналы датчиков мгновенных расходов подаются на вход усилителя-преобразователя УП -2, где смешиваются во входном каскаде. Полученный в результате сигнал с разностной частотой усиливается и преобразовывается. На выходе усилителя включены командные реле, управляющие работой привода дросселя. При увеличении расхода окислителя (а следовательно, fо и разностиfо- fг)подается команда на закрытие дросселя, который находится в магистрали окислителя (см. рис. 4.1). При уменьшении расхода окислителя (или увеличении расхода горючего) разностная частота уменьшается и подается команда на открытие дросселя.

Исполнительный механизм (ПД) имеет двигатель постоянного тока, вращающийся с постоянной скоростью. Выходной вал привода соединя­ется с валом двигателя через дифференциал с помощью электромагнит­ных муфт PMI (закрытие) и PМ2 (открытие). Тормозная муфта служит для торможения вала при отсутствии команд. Так работает канал ре­гулирования соотношения объемных расходов.

Положение уровней окислителя и горючего дискретно контроли­руется емкостными датчиками уровня, которые представляют собой систему конденсаторов, расположенных в специальной трубе на опреде­ленных расстояниях по высоте бака. Общее количество точек, в кото­рых помещены конденсаторы, зависит от объема баков и возмущений в процессе полета. Конденсаторы (датчики уровня) объединены в две электрически независимые группы по принципу: четные номера в одной группе, а нечетные - в другой группе, согласно рис. 4.2. Это деле­ние принято для дублирования работы уровнемерного канала. Каждая группа датчиков представляет собой два плеча

емкостного моста, включенных согласно рис. 4.3. Одно плечо находится в баке окисли­теля (Со), другое - в баке горючего (Сг). Два оставшихся плеча на­ходятся в приборе УП - 1.

Чет Нечет

Рис. 4.2. Схема датчика уровня

С уменьшением уровня топлива в баках конденсаторы постепенно оказываются в газовоздушнойсмеси, в результате чего уменьшается их емкость. Уменьшение емкости вычисляется по формуле

где С сух - емкость "сухого" датчика; - диэлектрическая постоянная компонента.

Рис. 4.3. Схема включения уровнемерных датчиков

Датчики - конденсаторы выполнены в виде пластин из бронзы. Пластины имеют строго определенные геометрические формы, распола­гаются в пакете на определенных расстояниях друг от друга и соеди­няются между собой в две группы четырьмя латунными стержнями пай­кой. Весь пакет со стержнями закрепляется в двух колодках из пресс-материала. Для увеличения жесткости концы пластин каждой группы со­единяются бронзовой проволокой и пайкой.

После сборки и пайки конденсаторы покрываются винифлексовым лаком. Труба датчиков изготовлена из анодированного дюралюминия. В местах, определяемых положением датчика, фрезеруются пазы, через которые конденсаторы вставляются внутрь трубы. Снаружи трубы у каждого датчика распаиваются проводники - выводы конденсаторов и соединительные провода.

В нижней частя трубы имеется фланец для крепления к нижнему днищу бака и патрубки успокоительной системы. Соединение датчиков в общую схему производится проводом, который ведется по наружной поверхности трубы и закрывается по всей длине датчика крышкой. Концы кабелей с датчика выводятся наружу через гермовывод.

При уменьшении емкости датчика возникает либо разбаланс емкостного моста, либо его баланс. Каждый скачок емкости фиксируется при­бором УП-1 как электрический сигнал, который усиливается и преобра­зовывается. В приборе, как и в датчике, имеются два одинаковых ка­нала: четный и нечетный, Выходные реле прибора комбинацией своих контактов формируют сигнал временного рассогласования уровней ,который соответствует разности уровней окислителя и го­рючего в момент прохождения одноименных "точек" датчиков уровня. В случае более интенсивного расхода одного из компонентов топлива (горючего или окислителя) произойдет разбаланс емкостного моста и в приборе УП-1 сформируется сигнал рассогласования . Этот сиг­нал поступает в блок коррекции прибора УП-2, который вносит пропорционально времени рассогласования определенную по величине и знаку коррекцию в настройку регулятора соотношения расходов. Сигнал с блока коррекции поступает в суммирующий блок, в котором скла­дывается с сигналом расходомерного канала. Результирующая команда поступает на привод дросселя.

Назначение основных блоков

Прибор УП -1

1. Канал Гнеч (О неч, Г чет,О чет) - предназначен для преоб­разования входного сигнала с ЭДУ (О неч, Г неч, О чет, Г чет), т.е. изменение емкости в напряжение переменного тока.

2. Канал формирования команд ОГ, ГО служит для усиления сиг­налов переменного тока горючего (окислителя) и преобразования его в сигнал релейного вида.

3. Блок защиты канала служит для отключения канала чет (не­чет) при превышении сигнала рассогласования уровней более 3,5 - 6,5 с.

Прибор УП - 2

1. Блок коррекции предназначен для преобразования релейных сигналов с прибора УП - 1 в напряжение постоянного тока, хранящегося на контурах RС.

2. Частотный блок предназначен для усиления ЭДР-0 (ЭДР-Г).

3. Суммирующий блок предназначен для сложения сигналов уровнемерного канала (с ЭДУ) и расходомерного канала (с ЭДР).

4. Блок формирования команды "открытие" и "закрытие" предназ­начен дли выдачи соответствующей команды: "откр" или "закр", полу­ченной в суммирующем блоке.

5. Блок защиты прибора УП - 2, также как и прибора УП - 1, по­строен по принципу поканального дублирования. Но в отличие от прибора УП - 1, здесь работает только один канал (основной). В случае его отказа блок защиты отключает основной канал и включает дежурный. Определение исправности каждого блока прибора определяется схемой опроса через каждые 8 с. Схема опроса входит также в блок защиты. В случае отказа и дежурного канала блок защиты отключает его и выдает команду "ФД" (фиксированный дроссель) - привод ПД устанавливает дроссель в фиксированное (настроечное) положение.

6. Блок баланса усилителя служит для установки рабочей точ­ке усилителя частотного блока на середине линейной характеристики перед началом работа системы.

Привод дросселя

I. Рабочая муфта закрытия (открытая) передает вращение электродвигателя через редуктор на дроссель в сторону его закры­тия (открытия).

2. Тормозная муфта - не позволяет выходному валу привода повернутся без команд "откр" и "закр".

3. Узел приведения в исходное положение - предназначен для установки привода (и дросселя) в исходное (настроечное) положе­ние при отсутствии команд "пуск", "закр" или "откр" и в случае срабатывания защиты прибора УП - 2.