Топливная система маневренного самолета

 

Изобретение относится к авиастроению и касается конструирования топливных систем маневренных летательных аппаратов. Сущность изобретения состоит в том, что топливная система маневренного самолета, содержащая расходный бак, передний и задний дополнительные баки, насосы и трубопроводы перекачки и подачи топлива, поплавковый клапан переднего дополнительного бака, переливной трубопровод из расходного бака в передний дополнительный, снабжена по крайней мере одним дополнительным переливным трубопроводом из расходного бака в один из дополнительных, поплавковым клапаном, установленным в расходном баке, предохранительным клапаном и дополнительного клапаном выработки топлива заднего дополнительного бака, к управляющей полости которого подключены поплавковые клапаны, а предохранительный клапан установлен в дополнительном переливном трубопроводе. Технический результат от реализации изобретения заключается в повышении надежности топливной системы посредством исключения превышения давления в расходном баке выше допустимого. 1 ил.

Изобретение относится к авиастроению, а именно, к топливным системам маневренных двигательных аппаратов.

Известна топливная система самолета, содержащая расходный бак, передний и задний дополнительные баки, насосы и трубопроводы перекачки и подачи топлива, поплавковый клапан переднего дополнительного бака, переливной трубопровод из расходного бака в передний дополнительный (см. книгу Л.Б. Лещинер и И. Е. Ульянов "Проектирование топливных систем самолетов", Москва, Машиностроение; 1975 г., рис. 4.23).

Известная топливная система, принятая за ближайший аналог к предлагаемой, обладает недостаточной надежностью из-за возможного повышения давления в расходном баке выше допустимого в случае одновременной подачи топлива из переднего и заднего дополнительных баков в расходный.

Изобретением решается задача повышения надежности топливной системы за счет исключения превышения давления в расходном баке выше допустимого.

Поставленная задача решается за счет того, что топливная система маневренного самолета, содержащая расходный бак, передний и задний дополнительные баки, насосы и трубопроводы перекачки и подачи топлива, поплавковый клапан переднего дополнительного бака, переливной трубопровод из расходного бака в передний дополнительный, снабжена по крайней мере одним дополнительным переливным трубопроводом из расходного бака в один из дополнительных, поплавковым клапаном, установленным в расходном баке, предохранительным клапаном и клапаном выработки топлива заднего дополнительного бака, к управляющей полости которого подключены поплавковые клапаны, а предохранительный клапан установлен в дополнительном переливном трубопроводе.

Указанные признаки являются существенными, т.к. введение в систему дополнительного переливного трубопровода с предохранительным клапаном обеспечивает поддержание в расходном баке давления в расчетных пределах при одновременном поддержании центровки самолета в расчетных пределах.

Изобретение поясняется прилагаемой к описанию проницательной схемой топливной системы самолета.

Топливная система маневренного самолета содержит расходный бак 1, передний дополнительный бак 2, задний дополнительный бак 3, верхний дополнительный бак 4, дополнительные крыльевые баки 5, дополнительные подвесные баки 6.

Крыльевые 5 и подвесные 6 дополнительные баки по трубопроводам 7 с обратными клапанами 8 через клапан выработки 9 сообщены с передним дополнительным баком 2, с которым также по трубопроводу 10 сообщен верхний дополнительный бак 4, снабженный поплавковым клапаном 11.

Топливо из переднего дополнительного бака 2 насосом 12 по трубопроводу 13 перекачки топлива подается в расходный бак 1.

Задний дополнительный бак 3 через насос 14 и трубопровод 15 перекачки топлива сообщен с расходным баком 1. В трубопроводе 15 перекачки топлива установлен клапан 16 выработки топлива заднего дополнительного бака с управляющей полостью 17.

В расходном и переднем дополнительном баках установлены поплавковые клапаны 18 и 19, подключенные трубопроводом 20 к управляющей полости 17 клапана 16 выработки заднего бака.

Из расходного бака 1 топливо насосом 21 по трубопроводу 22 подачи топлива подается в двигатель (на фиг. не показан).

Расходный бак 1 сообщен с передним дополнительным баком переливным трубопроводом 23.

К тому же система снабжена по крайней мере одним дополнительным переливным трубопроводом 24 из расходного бака в один из дополнительных, например, в передний.

В дополнительном переливном трубопроводе 24 установлен предохранительный клапан 25, давление начала открытия которого выше давления в расходном баке при подаче топлива только одним насосом перекачки.

Трубопроводы 13 и 15 перекачки топлива, трубопровод 22 подачи топлива, клапан 9 выработки топлива из подвесных и крыльевых баков, поплавковый клапан 11 верхнего дополнительного бака сообщены командным трубопроводом 26. Подключение трубопроводов 13, 15, 22 к командному трубопроводу 26 осуществлено через обратные клапаны 27. В командном трубопроводе перед подключением клапана 9 установлен дроссель 28.

Дренаж и наддув топливных баков осуществляется по трубопроводам 29 от системы дренажа и наддува топливных баков.

В дренажном трубопроводе 29 расходного бака установлен дроссель 30.

Система работает следующим образом. При полностью заправленных топливных баках после включения насосов 21, 12, 14 в трубопроводе 26 появляется командное давление, которое через дроссель 28 поступает в управляющую полость клапана 9 выработки подвесных баков 6 и крыльевых баков 5 и далее по командному трубопроводу 26 к поплавковому клапану 11. Одновременно в командной полости 17 клапана 16 выработки топлива из дополнительного бака 3 формируется командное давление, поступающее по командным трубопроводам 20 на входы поплавковых клапанов 18, 19.

При неработающем двигателе расхода топлива через трубопровод 22 нет, и следовательно нет - уменьшения запаса топлива в баках. Поплавковые клапаны 18, 19, 11 находится в верхних положениях так, что команды на открытие клапанов выработки 9, 16 отсутствуют. Подачи топлива от насоса 14 в расходный бак 1 нет. Топливо, подаваемое насосом 12, наполняет бак 1 до уровня верхнего обреза переливного трубопровода 23 и затем, вытеснив остатки воздуха через трубопровод 29 с дросселем 30, заполняет весь объем расходного бака 1.

При этом в расходном баке 1 относительно дополнительных баков 2, 3 создается минимально необходимый для перелива топлива перепад давления, при котором величина нагрузки от сил давления на стенки бака 1 незначительна.

Через расходный бак 1 устанавливается равновесный режим прокачки, при котором расход топлива, поступающего от насоса 12 по трубопроводу 13 равен расходу топлива, переливаемого из бака 1 в бак 2 по переливному трубопроводу 23 при полном отсутствии воздуха в расходном баке 1. Перепуск топлива в дополнительный бак, например бак 2, по трубопроводу 24 через дополнительный переливной трубопровод отсутствует, так как предохранительный клапан 25 закрыт, поскольку давление начала его открытия выше давления в баке 1.

После запуска двигателя начинается расходование топлива из расходного бака 1 и восполнение запаса в нем за счет выработки сначала из дополнительного бака 4, через бак 2, насос 12, трубопровод 13 до понижения в баке 4 уровня до положения, при котором поплавковый клапан 11 формирует команду на открытие клапана 9 выработки подвесных 6 и крыльевых 5 топливных баков.

При выработке баков 6, 5 в баке 4 поддерживается постоянный уровень, при котором поплавковый клапан 11 периодически включает и выключает клапан выработки 9. После окончании выработки баков 6, 5 дополнительный бак 4 вырабатывается полностью, после чего вырабатывается часть бака 2, и поплавковый клапан 19 формирует команду на открытие клапана выработки 16.

Клапан 16 открывается, и в расходный бак 1 поступает под давлением насоса 14 топливо из дополнительного бака 3. Такая схема выработки необходима для поддерживания центра тяжести самолета в расчетных пределах. В расходном баке 1 начинает повышается давление, так как оба насоса дополнительных баков подает топливо в бак 1 одновременно.

Часть топлива по трубопроводу 23 переливается в дополнительный бак 2. Причем переливной трубопровод 23 не обеспечивает перепуск всего избыточного поступления в расходный бак топлива, так как для нормального функционирования топливной системы маневренного самолета при полете с отрицательными перегрузками переливной трубопровод рассчитывают на расход топлива, равный подаче топлива насоса переднего дополнительного бака 2. Если проходное сечение трубопровода 23, рассчитать на сброс топлива от двух насосов 12 и 14 одновременно, оно оказывается слишком велико для сброса избытка расхода от одного насоса 12 (а на режиме максимального потребления топлива двигателем менее, чем весь расход насоса 12). В результате этого проходное сечение трубопровод 23 оказывается заполненным лишь частично.

Вследствие этого по трубопроводу 23 в одном направлении сливается топливо из бака 3 в бак 2, а в противоположном направлении из бака 2 в расходный бак 3 поступает воздух. При действии перегрузок ± N_x объем расходного бака, занятый воздухом может, меняться в довольно широких пределах. Если в этом случае, аппарат начнет выполнять маневр с отрицательной перегрузкой, то на вход в расходный насос 11 может попасть воздух, который затем по трубопроводу 21 попадет в двигатель и вызовет останов последнего.

Таким образом, переливной трубопровод 23, рассчитанный на расход топлива от одного насоса, может обеспечить лишь частичную разгрузку расходного бака.

Поэтому, когда давление в расходном баке 1 достигает давления, равного давлению срабатывания предохранительного клапана 25, клапан 25 открывается и избыток топлива из расходного бака срабатывается в дополнительный бак, например в передний дополнительный бак 2 через дополнительный переливной трубопровод 24. Происходит разгрузка расходного бака, давление в нем поддерживается в расчетных пределах.

Уровень топлива в баке 2 снова повышается и поплавковый клапан 19 отключает клапан и выработки 16 до нового понижения уровня топлива в баке 2. Включаясь и выключаясь периодически, клапаны 19 и 16 регулируют выработку дополнительного бака 3, обеспечивая постоянство уровня в баке 2 и поддержание центровки самолета в расчетных пределах, а включение и выключение клапан 25 обеспечивает поддержание давления в расходном баке в расчетных пределах.

Формула изобретения

Топливная система маневренного самолета, содержащая расходный бак, передний и задний дополнительные баки, насосы и трубопроводы перекачки и подачи топлива, поплавковый клапан переднего дополнительного бака, переливной трубопровод из расходного бака в передний дополнительный, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере одним дополнительным переливным трубопроводом из расходного бака в один из дополнительных, поплавковым клапаном, установленным в расходном баке, предохранительным клапаном и клапаном выработки топлива заднего дополнительного бака, к управляющей полости которого подключены поплавковые клапаны, а предохранительный клапан установлен в дополнительном переливном трубопроводе.

РИСУНКИ

Рисунок 1