Оборудование бортовых систем

Методическое пособие

Оборудование бортовых систем

для специальности 1202 «Производство летательных аппаратов»

Раздел 1.

Конструктивно-технологическая характеристика бортовых систем летательных аппаратов

История создания систем оборудования летательных аппаратов. Условия работы оборудования на летательном аппарате.

Внешние условия работы оборудования: природа их возникновения, характер воздействия на оборудование. Внутренние условия работы оборудования: их классификация, задаваемые параметры. Основные требования, предъявляемые к оборудованию летательных аппаратов.

Конструктивно-технологическая характеристика бортовых систем летательных аппаратов.

Классификация бортовых систем летательных аппаратов. Классификация оборудования летательных аппаратов. Функциональное и конструктивно-технологическое деление бортовых систем. Требования, предъявляемые к бортовым системам.

ВОЗДУШНЫЙ КОДЕКС РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Принят Государственной Думой 19 февраля 1997 года. Одобрен Советом Федерации 5 марта 1997г

Воздушное судно– летательный аппарат, поддерживаемый в атмосфере за счет взаимодействия с воздухом, отличного от взаимодействия с воздухом, отраженным от поверхности земли или воды.

Виды авиации

Авиация подразделяется на гражданскую, государственную и экспериментальную авиацию.

Гражданская авиация

1.Авиация, используемая в целях обеспечения потребностей граждан и экономики, относится к гражданской авиации.

2.Гражданская авиация, используемая для предоставления услуг (по осуществлению воздушных перевозок пассажиров, багажа, грузов, почты) и (или) выполнения авиационных работ, относится к коммерческой гражданской авиации.

3.Гражданская авиация, не используемая для осуществления коммерческих воздушных перевозок и выполнения авиационных работ, относится к авиации общего назначения.

Государственная авиация

1.Авиация, используемая для осуществления военной, пограничной, милицейской, таможенной и другой государственной службы, а также для выполнения мобилизационно-оборонных задач, относится к государственной авиации.

2.Использование государственной авиации в коммерческих целях осуществляется в порядке, установленном Правительством Российской Федерации.

Экспериментальная авиация

1.Авиация, используемая для проведения опытно-конструкторских, экспериментальных, научно-исследовательских работ, а также испытаний авиационной и другой техники, относится к экспериментальной авиации.

2.Использование экспериментальной авиации в коммерческих целях осуществляется в порядке, установленном Правительством Российской Федерации.

Агрегаты - это изделия, выполня­ющие однозначную функцию.

Система - совокупность агрегатов, соединенных между собой определенной связью и взаимодействующих в рамках единого решения какой-либо задачи.

Авиационные комплексы предназначены для вы­полнения широкого круга задач - транспортных, поисково-спасательных, исследовательских, сельскохозяйственных, военных. В со­став авиационного комплекса входят: летательные аппараты, средства (наземные и бортовые) управления, комплекс связи и обслу­живания, экипаж и пассажиры, обслуживающий и вспомогательный персонал.

ЛА включает:

1— планер;

2— силовую установку;

3— взлетно-посадочные устройства;

4— системы управления;

5— пилотажно-навигационное оборудование;

6— радиотехническое оборудование;

7— электротехническое оборудование;

8— системы жизнеобеспечения (высотное оборудование) и спа­сения;

9— энергосистемы (пневматические и гидравлические);

10—пассажирское бортовое или специальное оборудование.

Раздел 2

Системы электроснабжения летательных аппаратов

Назначение и классификация систем электроснабжения. Основные источники электроэнергии. Бортовые электрические сети и их классификация. Монтажно-установочная, защитная и коммутационная аппаратура. Назначение, состав, классификация и область применения электропривода.

Светотехническое оборудование и его классификация. Осветительное, светосигнальное и посадочно-рулежное оборудование.

Оборудование системы запуска и его классификация.

Электрическая энергия по сравнению с другими видами энергии (механическая, тепловая, гидравлическая, пневматическая, пиротехническая, хими­ческая и др.) обладает пре­имуществами:

-универсальность применения и трансформации в другие
виды энергии;

-простота передачи и распределения между потребителями;

-малая удельная масса систем передачи и распределения на единицу мощности передаваемой энергии даже в условиях резер­вирования систем;

-возможность автоматизации операций управления как от­дельными элементами, так и комплексом оборудования и управ­ления самолетом.

Комплекс электрооборудования можно представить состоящим из трех основных элементов:

-источников электроэнергии;

-по­требителей;

-бортовой сети.

Источниками электроэнергии служат генераторы постоянного и переменного токов, преобразователи рода тока и величины напряжения, а также аварийные источники тока — акку­муляторные батареи.

Потребители электроэнергии в зависимости от важности вы­полняемых функций подразделяются на две группы.

К потреби­телям первой группы относятся жизненно важные приборы и си­стемы. Для них требуются аварийные источники тока.

К потребителям второй группы относятся приборы и системы, при прекращении работы ко­торых полет еще может продолжаться. Поэтому аварийное питание для них не предусматривается.

Бортовая электрическая сеть служит для передачи и распре­деления электроэнергии, управления работой источников и потре­бителей и защиты всего комплекса электрооборудования от пере­грузок, коротких замыканий и всевозможных помех. В ее состав, помимо проводов, входит монтажная, коммутационная, защитная и контрольно-измерительная аппаратура.

Для работы электрифицированных потребителей необходимы как постоянный, так и переменный токи. Энергосистемы подразделяются на системы постоянно-переменного и переменно-постоянного токов. Если основным родом тока является постоянный ток напряжением 28,5 В, а потребители, нуждающиеся в переменном токе, получают питание от электро­машинных преобразователей.

В системах переменно-постоянного тока основным родом тока является переменный ток напряжением 200/115 В с частотой 400 Гц.

Постоянный ток необходим для работы электромагнитов, реле, электронных устройств.

При уменьшении плотности окру­жающей среды в электрических машинах и коммутационно-регулирующей аппаратуре сетей постоянного тока возникает наруше­ние коммутации цепей, наблюдается быстрый износ щеточно-коллекторных узлов машин и возникновение значительных помех, а также

система имеет большую массу и низкий КПД.

В электрических машинах переменного тока отсут­ствуют щеточно-коллекторные узлы, высотность и мощность источ­ников тока значительно повышаются. Кроме того, с увеличением напряжения уменьшаются до 30% габариты и масса практически всех элементов электрооборудования.

Немаловажное значение имеют также простота и высокий КПД преобразования напряжения, рода тока и частоты применения статических пре­образователей вместо электромашинных.

Статические преобразователи

На современных самолетах с основной энергосистемой пере­менного тока напряжение и род тока преобразуются трансформаторами и выпрямительными установками.

В качестве преобразователей напряжения используются трансформаторы, которые по назначению подразделяются на силовые измерительные и специальные, а по числу фаз на однофазные и трехфазные.

Принцип действия трансформатора основан на использовании закона электромагнитной индукции, в соответствии с которым напряжение U₂ в сети и вторичной обмотке зависит от подводимой напряжения U₁ и отношения числа витков первичной w₁ и вторичной w₂ обмоток.

U₂= U₁ w₂ : w₁.

Автотрансформаторы выполняются так, что их вто­ричная обмотка w₂ является частью первичной обмотки и имеет не только магнитную, но и электрическую связь с ней.

Схема автотрансформатора

Схема трансформатора

Структурная схема трансформаторно-выпрямительного блока (ТВБ):

1-трансформатор; 2-выпрямительный блок; 3-фильтр.

Соотношение токов в автотрансформаторе определяется из выражения

I₂ = I₁ w₁: (w₁- w₂)

Переменный ток преобразуется в постоянный выпрямитель­ными устройствами. Существуют разнообразные схемы выпрямления (однополупериодная, двухполупериодная, мостовая).

Нередко необходимо изменять не только род тока, но и величину напряжения для питания отдельных потребителей. С этой целью промышленностью выпускаются трансформаторно-выпрямительные блоки (ТВБ).

Конструкция такого блока состоит из трансформатора 1, выпрямительного устройства 2 и фильтра 3. Он имеет вспомога­тельные устройства, обеспечивающие регулирование выходного напряжения, температурного режима и сигнализации предельных режимов.

Классификация и принципиальные схемы преобразователей

Аппаратура защиты.

Система защиты электросети должна автоматически отключать только те ее участки, на которых ток увеличился сверх допустимого значения. Для этого защита должна иметь:

селективность (избирательность), т. е. способность отключить только поврежденный участок так, чтобы остальные работали нормально;

быстродействие - минимальное время между возникновением аварийного режима и срабатыванием защиты. Чем меньше время, тем меньше воздействие недопустимых по значению токов и мень­ше их разрушительное действие. На короткое замыкание защита должна реагировать немедленно, на перегрузку с некоторой задержкой времени;

инерционность, под которой подразумевается ее свойство не реагировать на кратковременные допустимые перегрузки (например, при пуске электродвигателей);

высокую чувствительность - способность реагировать на ава­рийные режимы в начале их возникновения и в то же время не реагировать на случайные отклонения параметров сети;

надежность, которая определяется надежностью самого аппарата и сети.

Токовая защита. Различают два вида токовой защиты сети: максимально токовую и дифференциально - токовую.

Максимально токовая защита реагирует на абсолютное значение тока. Она отключает цепь при прохождении по ней тока, превышающего максимально допустимое значение. Осуществляется такая защита тепловыми аппаратами: предохранителями — стек­лянный плавкий предохранитель (СП), тугоплавкий предохрани­тель (ТП), инерционно-плавкий предохранитель (ИП) и биметал­лическими автоматами защиты (АЗР, АЗС и АЗФ). Их свойства отражает ампер-секундная характеристика аппарата - зависимость времени срабатывания аппарата защиты от значения тока пере­грузки.

Биметаллические автоматы защиты (АЗР, АЗС и АЗФ) объединяют в одной конструкции выключатель и защитное устрой­ство, заменяющее предохранитель. Они имеют хорошую чувстви­тельность и обладают быстродействием при отключении токов ко­роткого замыкания. Чувстви­тельным элементом автоматов защиты является биметаллическая пластина, по которой проходит ток защищаемой цепи.

Автоматы АЗР, имеют специальный механизм расцепления управления контактами.

Автомат АЗР, так же как и АЗС, выполняет одновременно функции обычного выключателя, АЗР не позволяет принудительно коммутировать цепь в аварийной ситуации, что дает возможность использо­вать его в пожароопасных цепях (например, в цепи подкачиваю­щего электронасоса, расположенного в топливном баке).

Дифференциально-токовая защита основана на принципе сравнения двух токов. Если сравниваются токи в начале и в конце одной линии, то защита называется продольной, если в двух параллельных линиях поперечной.

Аппаратура управления.

Она бывает прямого и дистанционного действия.

Аппаратуру прямого действия (ею управляют вручную). По конструктивному исполнению выключатели и переключатели бывают одно, двух и трехполюсные и однополюсные четырехпозиционные. По принци­пу работы переключатели и выключатели делят на перекидные и нажимные.

Аппаратура дистанционного действия это электромагнитные устройства, с якорями которых связаны контакты. Управляет эти­ми устройствами аппаратура прямого действия. По принципу действия электрические реле подразделяют на электромагнитные, электронные и транзисторные.

Монтажно-установочная аппаратура.

К ней относятся централь­ные распределительные устройства, электрощитки, распредели­тельные коробки, сетевые разъемы, металлические трубы и жело­ба для прокладки проводов.

Аппаратура защиты от помех.

Для обеспечения нормальной ра­боты радиотехнических устройств на ВС применяется защита от помех, вызываемых электростатическими зарядами из-за пульса­ций напряжений на коллекторах генераторов и двигателей или на выходе выпрямительных устройств, а также из-за влияния магнит­ных полей, создаваемых различными агрегатами электрооборудо­вания и проводами.

Для предотвращения внешних помех, возникающих от проскакивания искр между заряженными статическим электричеством частями ВС, проводят тщательную металлизацию.

Металлизация —служит для выравнивания потенциала различных частей ВС, заряжающихся во время полета, особенно в грозовых облаках. Но металлизация не может устранить помехи от раз­рядных процессов между ВС и атмосферой, поскольку она не устраняет электростатических зарядов.

Для уменьшения помех в данном случае - это отвод с обшивки ВС электростатических зарядов. Отвод электростатических зарядов в полете осуществляется посредством специальных разрядников в виде очень тонкого острия или метелочки. Эти разрядники устанавливаются в местах, наиболее удален­ных от радиоаппаратуры (на консолях крыла или хвостовом оперении).

Авиационный электропривод

Самолетный электропривод - это совокупность электриче­ских и механических устройств, с помощью которых осуществ­ляется преобразование электрической энергии в механическую, приведение исполнительного устройства в движение и управление режимом его работы.

Элек­тропривод со­стоит из преобразователя электрической энергии (ПЭ) в механическую, системы передачи (СП) этой энергии к исполнительному механизму (ИМ) и аппаратуры упра­вления (АУ). Источником электроэнергии (ИЭ) служит бортовая сеть самолета.

Для защиты элементов электропривода от механиче­ских и электрических перегрузок применяются защитные устрой­ства (ЗУ) в виде фрикционных и ограничительных муфт.

Регулируемые электроприводы, как правило, содержат регу­лирующие устройства (РУ), с помощью которых осуществляется управление частотой вращения или скоростью линейного пере­мещения исполнительного механизма.

Электрический привод может быть неавтоматическим, полу­автоматическим или автоматическим.

Неавтоматическим приводом управляет непосредственно оператор.

Полуавтоматическим приво­дом управляет также оператор, однако ряд функций выполняется автоматически благодаря элементам обратной связи (ОС).

Автоматический привод управляется без участия человека в результате поступающих от датчиков или автоматических устройств сигналов управления (СУ).

Преобразователи движений.

Для привода некоторых агрегатов и механизмов самолета и установленного оборудования тре­буется создать поступательное, возвратно-поступательное или сложное движение.

Вращательное движение преобразуется в поступательное винтовыми, реечными, эксцентриковыми и другими устройствами.

Для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное применяются кривошипно-шатунные и кулачковые механизмы.

Вращательное движение преобразуется в слож­ное шарнирно-рычажными механизмами.

Управление электроприводами

Процессы, связанные с управлением электропривода, можно свести к следующим операциям электродвигателя: а) пуск, торможение и останов; б) регулирование; в) реверсирование.

Пуск электродвигателя производится прямым (безреостатным) или реостатным способом.

Регулирование электродвигателя - процесс изменения ча­стоты вращения его вала при неизменном моменте нагрузки на валу.

Применяются способы регулирования двигателя изменением напряжения питания, сопротивления якорной цепи или тока возбуждения и, как следствие, магнитного потока возбуждения.

Частота вращения вала асинхронных двигателей переменного тока регулируется изменением напряжения питания, частоты питания или сопротивления якорной цепи.

Реверсирование - это изменение направления вращения вала электродвигателя. Для реверсирования двигателя постоянного тока достаточно изменить направление тока в якоре или в цепи обмотки возбуждения.

Реверсирование асинхронных двигателей переменного тока осуществляется изменением направления вра­щения магнитного поля, что достигается изменением чередования фаз на зажимах обмоток статора.

Оcвещение кабин экипажа

Для общего освещения кабин экипажа применяются плафоны, боковые и настольные светильники заливающего света.

В кабинах об­щее освещение должно охватывать внутренние объекты наблюде­ния, расположенные по отношению к летчику с трех сторон и свер­ху. К ним относятся приборные доски, левый и правый пульты, бо­ковые и верхние щитки. В кабинах летчиков предусматривается несколько местных светильников, в частности для освещения шкал приборов.

К освещению кабин летчиков предъявляются следующие допол­нительные требования:

освещение не должно слепить летчика или создавать бликов и отражений от стекол приборов и фонаря;

не должны слепить летчиков и сигнальные лампы;

во время полета освещение должно быть таким, чтобы ночью можно было легко наблюдать за сигнальными огнями других самолетов, наземными ориентирами, посадочной полосой. При этом перевод зрения от приборной доски на указанные объекты должен происходить с минимальным временем приспособления (адаптации) зрения.

Общее освещение всех кабин экипажа производится светильни­ками белого света, а кабин летчиков также и светильниками крас­ного света.

Наружное освещение

Оно используется ночью для освещения окружающего самолет пространства.

Посадочные фары служат для освещения посадочной полосы с воздуха; рулежные - для освещения поверхности земли при дви­жении по ней самолета.

В ней имеются две нити накаливания, одна из которых включается при посадке, другая — при движении по земле.

Мощность ламп посадочного освещения обычно 600-1000 Вт; мощность ламп рулежного освещения составляет порядка 450 Вт.

Расположение наружных выдвижных световых средств:

1-прожектор освещения заправочной штанги; 2, 3-посадочные фары; 4-аэронавигационные огни; 5, 6-маяки; 7-строевые огни

Применяются стационарные и выдвижные фары.

Прожекторы применяются для освещения окружающего прост­ранства, например, мест погрузки и разгрузки, и для освещения агрегатов самолета, эмблемы авиакомпании.

Раздел 3

Авиационные манометры

Манометры в авиации применяются для измерения давлений воздуха, газов, топлива, масла в силовых установках и в отдельных бортовых системах (тормозной, запуска авиадвигателя, кислородной, противопожарной, выпуска и уборки шасси, закрылков, и т .п).

Каждая магистраль соответствующей системы имеет свой цвет: топливная - желтый, масляная - коричневый, гидравлическая - серый, воздушная - черный, кислородная - голубой, противопожарная - красный, водяная - зеленый.

Механические манометры

Жидкостные манометры с U-образной трубкой исполь­зуются в лабораторных условиях в качестве образцовых приборов, но они практически непригодны для измерения давления на движу­щихся объектах из-за изменения их показаний при наклонах и при наличии ускорений.

Весовые манометры представляют собой рычажные весы, в кото­рых сила, развиваемая поршнем или сильфоном, уравновешивается эталонным грузом. Весовые манометры могут быть использованы в качестве наземных образцовых приборов, но неприменимы на движущихся объектах по тем же причинам, что и жидкостные.

Пружинные манометры основаны на деформации упругого чув­ствительного элемента (мембраны, сильфона, трубчатой пружины и др.), возникающей под действием измеряемого давления.

В дифференциальном манометре (рис.а) давление р₁ подается во внутреннюю полость упругого чувствительного элемента 1а, а давление р₂ в корпус 2 прибора. Под действием разности давлений q = p₁ — р₂чувствительный элемент прогибается, его подвижный центр перемещается на некоторую величину зависящую от величины q.

1 2

в)

Схемы пружинных манометров (вариант 1):

а — дифференциальный манометр;

б — манометр абсо­лютного давления

в— дифференциальный пружинный манометр (вариант 2)

Далее кривошипно-шатунная передача 3, 4 преобразует поступательное движение во вращательное, которое затем передается на указывающую стрелку 7 с помощью зубчатой передачи 5, 6. Вместо кривошипной передачи используют и другие виды передач (поводковую, кулачковую и др.).

Манометр абсолютного давления имеет аналогичную схему, но отличается тем, что из внутренней полости чувствительного элемента 1б откачен воздух (p₁ = 0).

АВИАЦИОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Приборы, с помощью которых измеряется температура, называются термометрами.

Одной из основных величин характеризующих режим работы авиационных силовых установок с турбовинтовым, турбореактивным двигателями, является температура (масла, стенки трубопровода противообледенительной системы, газов в реактивном сопле, воздуха в кабине и вне ее).

По назначению термометры авиационных двигателей можно разделить на следующие основные виды, отличающиеся диапазонами измерения:

а) термометры для измерения температуры выходящих газов в газотурбинных двигателях (ГТД) с верхним пределом измерения до 900-1200°С;

б) термометры для измерения температуры головок цилиндров поршневых двигателей до 350°С;

в) термометры для измерения температуры масла, воды, воздуха до 150°С.

По показаниям данных термометров судят о тепловом состоянии двигателя. Всякий двигатель внутреннего сгорания развивает номинальную мощность (тягу) только при некоторой определенной температуре. При температуре ниже установленной двигатель переохлаждается и большая часть тепловой энергия будет затрачиваться не на полезную работу, а на нагрев деталей двигателя.

У перегретых двигателей ухудшается смазка, увеличивается износ трущихся деталей, все это приводит к потере мощности (тяги), а иногда - к выходу двигателя из строя, пожару.

Основной температурой среды является термодинамическая температура (символ Т), единицей которой служит кельвин (сим­вол К). Термодинамическая температу­ра может быть выражена также температурой Цельсия (символ t)

t = T - 273,15 К

Единицей для выражения температуры Цельсия является гра­дус Цельсия (символ °С), размер которого равен размеру кельвина.

Классификация термометров по принципу действия:

Термометры расширенияоснованы на зависи­мости удельного объема вещества от температуры:

-жидкостный дилатометрический; (дилатометрия - метод определения расширяемости различных тел от нагревания, который может быть использован для нахождения критических точек металлов и сплавов.)

-биметаллический;

-манометрический.

Термометр сопротивления основан на зависимо­сти сопротивления термопреобразова­теля от температу­ры.

Термоэлектрический термометр основан на зависи­мости термоэлект­родвижущей силы термопары от тем­пературы.

Пирометр основан на зависи­мости теплового электромагнитного излучения тела от его температуры.

Наиболее широкое применение в авиации нашли биметаллические термометры сопротивления, электрические и термоэлектрические.

Биметаллические термометры

Принцип действия биметаллического термометра основан на свойстве двух сваренных по всей длине пластин с различными коэффициентами линейного расширения изгибаться при изменении температуры. При нагревании на Δt = t - t_о происходит перемещение свободного конца биметаллической пластины.

Биметаллические приборы нашли применение в авиации для измерения температуры воздуха в кабине экипажа (ТВ-45), темпе­ратуры наружного воздуха за бортом вертолетов (ТНВ-45) или в качестве датчиков в системах регулирования температуры.

Достоинством биметаллических термометров является простота конструкции и надежность работы. Существенный недостаток термометров —значительная инерционность (до 6 мин).

Термометр газов ТГ-2А

ТГ-2А предназначен для непрерывного дистанционного измерения и индикации температуры заторможенного потока газов перед турбиной авиадвигателя Аи-24 и выдачи электрического сигнала, пропорционального температуре, в усилитель регулятора температуры.

Центробежный

Основан на использовании зави­симости центробежной силы F, возникающей при вращении те­ла, от измеряемой угловой ско­рости ω_x

Часовой

Основан на подсчете количества оборотов исследуемого объекта за выбранный интервал времени, задаваемый часовым механизмом ЧМ

Резонансный

Основан на совпадении известной частоты собственных колебаний эталонного резонатора, соответствующей определенному значению угловой скорости, с частотой колебаний, возбуждаемых исследуемым объектом

Стробоскопический

Основан на использовании стробоскопического эффекта, возникающего при импульсном освещении исследуемого объекта

Магнитоиндукционный

Основан на взаимодействии магнитного поля, вращаемого со скоростью, пропорциональной измеряемой угловой скорости, с полем вихревых токов, наводимых при этом в чувствительном элементе ЧЭ

Постоянного тока

Основан на зависимости выходного напряжения генератора постоянного тока от скорости вращения его якоря, соединенного с исследуемым объектом. Состоит из тахогенератора постоянного тока, линии связи, и вольтметра

Частотноимпульсный

Основан на зависимости выходного напряжения генератора переменного тока от скорости вра­щения его ротора, соединенного с исследуемым объектом, и состоит из тахогенератора переменного тока, линии связи, преобразователя частоты в среднее значение напряжения вольтметра

Поплавковый

Основан на зависимости уровня жидкости в сосуде, вращающемся с угловой скоростью исследуемого объекта, от скорости вращения жидкости

Фрикционный жидкостный

Основан на зависимости силы, с которой жидкость увлекает твердое тело, от скорости вращения этой жидкости

Наибольшее распространение получили магнитоиндукционные тахометры благодаря их простоте и линейной статической характе­ристике.

Поплавковые топливомеры.

Поплавковый топливомер состоит из датчика, расположенного в топливом баке, и указателя, который помещается на приборной доске самолета.

Датчик измеряет уровень топлива в баке и выдает результат измерения в виде электрического сигнала.

Усилителем служит электроизмерительный прибор, шкала которого отградуирована в единицах количества топлива.

Датчик состоит из поплавка, механической передачи и электри­ческого преобразователя перемещений.

Электрический преобразователь перемещений в обоих вариан­тах выполнен в виде проволочного потенциометра.

Конструктивные схемы передачи перемещения

через герметичную стенку:

а — с разделительным сильфоном; б — с магнитной муфтой;

1 — поплавок; 2 — щетки потенциометра; 3 — потенциометр; 4 — сильфон; 5 — рычаг поплавка; б — поплавок; 7 — конические зубчатые колеса;. 8, 9 — магниты; 10 — щетка потенциометра; 11 — потенциометр; 12—немагнитная стенка

Указатель топливомера представляет собой логометр; рамки логометра включены в мостовую схему. Потенциометр датчика об­разует два плеча этого моста.

Топливомеры (масломеры) маркируют следующим образом: измеряющие запас бензина - БЭ, керосина - КЭ, масла - МЭ.

Топливная система ВС служит для размещения и хранения запаса топлива. Топливо находится в крыле, киле, фюзеляже. Топливные баки ВС имеют сложную форму.

Чтобы обеспечивать линейность статической характеристики бака, используют функциональный реостат, каркас которого имеет форму профиля, обусловленную конфигурацией бака, в котором устанавливается датчик. Это позволяет сделать шкалу указателя более равномерной.

Рычажно-поплавковые топливомеры и масломеры наряду с достоинствами (малый вес, простота устройства, дешевизна изготовления и др.) обладают рядом недостатков (невозможно замерить полный запас топлива в высоком узком баке, так как длина рычага поплавка, ограничивается поперечными размерами бака).

Рычажно-поплавковые топливомеры не позволяют:

-измерить массу топлива (масла);

-автоматизировать последовательность выработки топлива из баков и последовательность заправки баков топливом;

-автоматизировать перекачку топлива для поддержания центровки самолета, что особенно важно для ВС с большим количеством топливных баков.

Рычажно-поплавковый топливомер СКЭС-2027В

СКЭС-2027В предназначен для непрерывного дистанционного измерения и индикации запаса топлива раздельно в каждом баке, суммарного количества топлива, для включения сигнализации о критическом остатке топлива 300 л и о заполнении.

Принцип действия топливомера основан на изменении активного сопротивления реостатных датчиков при изменении уровня топлива в баках с последующим измерением этого сопротивления симметричным неуравновешенным мостом.

Рычажно-поплавковый масломер МЭС-1857В

МЭС-1857В предназначен для непрерывного дистанционного измерения и индикации запаса масла в маслобаках, выдачи сигнализации о крити­ческом остатке масла 20 л.

Измерение расхода топлива

Приборы, служащие для измерения расхода топлива, называют расходомерами топлива.

Расход топлива определяется количеством вещества, проходя­щего через данное сечение канала в единицу времени. Расход топ­лива является одним из параметров, определяющих тягу (мощ­ность) авиадвигателя

Расход можно измерять в единицах объема, деленных на еди­ницу времени (м³/с, м³/мин, м³/ч и т. п.), или в единицах массы, деленных на единицу времени (кг/с, кг/мин, кг/ч и т. п.). Объемный расход топлива обозначают символом Q, массовый расход топлива обозначают Q_M.

Измеряя количество топлива, протекшее по топливному трубопроводу за определенный интер­вал времени и за все время между запуском и остановкой двига­теля, называют суммарным (интегральным) расходом или счетчиками количества топлива и обозначают символом G. Существует также мгновенный (часовой) расход топлива.

На самолетах с турбовинтовыми двигателями применяются расходомеры, совмещенные со счетчиками количест­ва топлива типа РТМС (расходомер топлива мгновенно-суммирующий). В этих приборах имеются два независимых канала измерения.

В канале измерения расхода используется турбинный преобра­зователь расхода топлива.

В канале счетчика количества топлива используется отдельный турбинный преобразователь расхода, ось крыльчатки 1 которого через червячный редуктор 2 соединена с якорем 3 индук­тивно-импульсного устройства (ИИУ).

Через каждые 30 оборотов крыльчатки якорь ИИУ приближается к сердечнику катушки вызывает увеличе­ние индуктивности катушки 4.

При увеличении индуктивности катушки 4 на выходе моста появ­ляется импульс напряжения. После усиления усилите­лем мощности поступает на обмотку электромагнита счетчика импульсов.

Перед пуском авиадвигателя на барабанчиках - счетчика им­пульсов устанавливаются вручную показания, соответствующие заправленному количеству топлива для одного двигателя. В про­цессе расходования топлива показания счетчика уменьшаются. Таким образом, прибор показывает количество топлива, оставше­еся в баках.

Методы измерения расхода

Переменного перепада давления основан на зависимости расхода вещества перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, или самим элементом трубопровода.

Обтеканияоснован на зависимости расхода вещества перемещения тела, воспринимающего динамическое давление обтекающего его потока.

Тахометрическийоснован на зависимости расхода вещества частоты вращения турбины, установленной в трубопроводе.

Термоанемометрическийоснован на зависимости между количеством тепла, теряемым непрерывно нагреваемым телом, помещенным в поток, и массовым расходом вещества.

Камерныйоснован на отмеривании подвижными элементами при их движении определенных объемов вещества.

Ультразвуковойоснован на зависимости зависящем от расхода того или иного акустического эффекта, возникающего при проходе ультразвуковых колебаний через поток вещества.

Наиболее широкое применение нашли турбинные тахометрические расходомеры и счетчики количества топлива.

Конструкция расходомера

Проходящее через датчик расхода топливо приводит во вращение две крыльчатки, одна из которых является чувствительным элементом измерителя мгновенного расхода топлива, а другая - суммарного расхода.

Суммарный расход

Мгновенный

Крыльчатка измерителя мгновенного расхода вращает постоян­ный магнит, воздействующий через немагнитную стенку на метал­лический стакан, жестко связанный с осью сельсина-датчика и, увлекая его за собой, поворачивает на некоторый угол, пропорцио­нальный скорости вращения крыльчатки, а следовательно, и мгно­венному расходу топлива. Стрелка на оси сельсина-приемника, находящегося в указателе, позволяет отсчитать этот расход по шкале, отградуированной в кг/ч.

Крыльчатка датчика суммарного расхода топлива через редук­тор и магнитную муфту приводит во вращение вал индуктивно-импульсн