Электроемкостные топливомеры

В настоящее время широкое распространение получили электроемкостные топливомеры и масломеры.

Емкостные топливомеры со­стоят из датчика, расположенного в топливном баке, и указателя, смонтированного на приборной доске самолета. В комплект прибо­ра входит также блок измерения, содержа­щий усилительно-преобразующие и коммутационные элементы.

Принцип действия электроемкостных топливомеров основан на зависимости емкости конденсатора от уровня и диэлектрической проницаемости жидкости, находящейся между его электродами.

Датчиком электроемкостно­го топливомера является кон­денсатор, составленный из двух или более концентрично распо­ложенных труб, помещаемых в топливный бак.

При заполнении баков топливом заполняются зазоры между трубами, а так как диэлектрическая проницаемость топлива и воздуха различна, то изменение уровня топлива в баках приводит к изменению электрической емкости датчика.

C= ,

где: e₁- диэлектрическая проницаемость воздуха; e₂- диэлектрическая проницаемость топлива; l₁-длина датчика не заполненного топливом; l₂- длина датчика заполненного топливом; d₁-диаметр внутренней трубы датчика; d₂- диаметр внешней трубе датчика.

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-импульсного устройства, представляющего мост четырех индуктивностей.

Изменение индуктивности катушки нарушает равновесие моста, и на его диагонали появляется напряжение, преобразуемое в импульсы, поступающие затем в указатель.

При прохождении через датчик определенного количества топлива нндуктивно-импульсное устройство посылает соответствующее количество-импульсов тока в обмотку электромагнита указателя. Электромагнит срабатывает и поворачивает храповое колесо, связанное через редуктор с цифровым или стрелочным счетчикам. Счетчик показывает запас топлива как разность между залитым количеством топлива и количеством топлива, прошедшего через датчик расходомера.

Измерители вибрации

Вибрация характеризуюет техническое состояние авиадвигателя. Вибрация возникает от наличия неуравновешенных центробежных сил, вызванных дисбалансом вращающихся частей двигателя. Разрушение, повышенный износ частей конструкции двигателя ведут к возрастанию вибрации, поэтому, контролируя в процессе эксплуатации амплитуды вибрации, можно судить о его техническом состоянии.

Об эффективности виброконтроля при применение бортовых средств дает возможность обнаружить до 35% всех неисправностей авиадвигателя.

Вибрация авиадвигателя вызывается периодически изменяющимися центробежными силами и описывается уравнением:

s = Ssinωt

где s.S- соответственно текущее значение и амплитуда виброперемещения;

ω - круговая частота вибрации.

Для измерения скорости вибрации и виброускорения применяются измерители вибрации ИВ-154, ИВ-200, ИВ-300, ИВ-41АМ. В этих измерителях используется инерционный метод, позволяющий измерить вибрацию объекта относительно массы, упруго сочлененной с вибрирующим объектом.

Скорость вибрации V, измеряемая датчиком и вычисляемая по формуле:

V = 2πfs

f - частота вибрации;

s - амплитуда смещения.

В настоящее время на современных ВС устанавливаются измерители ИВ-50Б, ИВ-90СФ с пьезоэлектрическми датчиками. Принцип действия датчиков основан на использовании пьезоэффекта, заключающегося в том, что при сжатии или растяжении некоторых кристаллов на их гранях появляется электрический заряд, значение которого пропорционально действующей силе:

q = dF

Где:q-электрический заряд, Кл/м; d-пьезоэлектрическая постоянная, К/Н;

F - сила, приложенная к кристаллу.

Бюллетень №1441-БД-Г Изделие двигатель Д-30КУ-154 2 серии

Контроль виброскорости и установление норм на изменение уровня вибрации.

Базовое значение виброскорости - уровень виброскорости, полученный осреднением по первым 10-12 полетам после установки двигателя на самолет.

Опорное значение вироскорости - уровень виброскорости, полученный осреднением последних 6±2 полетов.

Текущее значение вироскорости - уровень виброскорости, замеряемый и контролируемый в каждом полете (на крейсерском режиме горизонтального полета на 89% по ротору КВД).

Топливные системы самолетов

Энергетическим источником для работы авиационных двигате­лей является углеводородное топливо, размещаемое в самолете. Чем больше запас топлива на самолете, тем больше возможные даль­ность и длительность полета. Топливо на самолете размещается в отсеках фюзеляжа, крыльев и иногда киля. Для увеличения дальности полета применяют установ­ку подвесных сбрасываемых баков, которые располагаются под фю­зеляжем и под крыльями.

На транспортных самолетах устанавлива­ют дополнительные съемные баки в грузовых отсеках. В зависи­мости от типа самолета, места расположения баков их количество и конструкция меняются в широких пределах.

При выборе объема баков необходимо учитывать, что при наг­реве объем топлива увеличивается.

Для обеспечения аварийной посадки предусматривается слив топлива из баков, чтобы посадочная масса самолета на превышала допустимых норм прочнос­ти шасси и других узлов самолета.

В целях восполнения запасов топлива и увеличиения продолжи­тельности полета применяется дозаправка топливом в полете от спе­циальных самолетов-заправщиков.

При поле­тах на больших высотах топ­ливо значительно охлаждается, поэтому имеется устройство подогрева топлива для предупреждения забивания трубо­проводов и фильтров кристаллами льда.

Компоновка топливной системы определяется:

-расположением топливных баков в районе центра тяжести само­лета с тем, чтобы по мере выработки топлива существенно, не меня­лась центровка самолета;

-максимальным использование объемов для размещения топли­ва; -расположением топливных магистралей, насосов, аккумулято­ров ниже днища баков с тем, чтобы они всегда были заполнены топ­ливом;

-проведением дренажной системы наддува баков выше баков с тем, чтобы в эти системы не попадало топливо.