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.
Порядок выработки топлива и центровка самолета
При компоновке самолета выбирается такое расположение топливных баков, чтобы центр тяжести самолета, полностью заправленного топливом, располагался вблизи центра тяжести пустого (не заправленного топливом и без грузов) самолета.
Количество расходных баков обычно соответствует количеству двигателей, но находят применение топливные системы с общим расходным баком для нескольких двигателей.
Топливная система с расходным баком позволяет: устанавливать высоконапорные насосы перекачки топлива в двигатели только в расходном баке, а в остальных баках устанавливать легкие низконапорные насосы для перекачки топлива в расходный бак;
упростить автоматическое управление и схему ручного управления выработкой топлива при появлении отказа;
обеспечить простыми конструктивными методами устойчивое питание двигателей при различных эволюциях полета и посадочный остаток топлива (аварийный) в расходных баках для завершения полета;
обеспечить фильтрацию, дегазацию топлива и при необходимости снизить или выровнять температуру топлива, поступающего к двигателям, и т.д.
Очередность выработки топлива определяется следующими факторами: допустимой центровкой самолета, снижением нагрузки на крылья, уменьшением нагрева топлива за счет аэродинамического нагрева от работающих двигателей и системы кондиционирования, задачами, выполняемыми самолетом (первоочередная выработка подвесного сбрасываемого бака на скоростных самолетах).
Система подачи топлива к двигателям
Система подачи топлива к двигателям включает в себя топливный бак (обычно расходный бак), из которого непосредственно топливо поступает к двигателю или двигателям (в зависимости от выбранной схемы); насосы высокого напора, которые обеспечивают требуемый расход и подпор топлива, поступающего к насосам-регуляторам двигателя (насосы-регуляторы плунжерного типа для создания давления распыла на форсунках в камерах сгорания двигателя требуют повышенного давления на входе во избежание кавитации); топливную магистраль от расходного бака с датчиком расходомера, сигнализатором давления топлива перед двигателем, перекрывным краном дистанционного управления для отсечки топлива от двигателей в аварийной ситуации; кран кольцевания для питания двигателей от другого расходного бака (при схеме с несколькими расходными баками).
Топливная система характеризуется высотой полета, до которой обеспечивается бесперебойная подача топлива к двигателям. Основными факторами, определяющими высотность топливной системы, являются:
давление топлива перед насосом-регулятором двигателя.
Система перекачки топлива
Система перекачки топлива в расходный бак обеспечивает сохранение центровки самолета при выработке топлива двигателем за счет соблюдения заранее заданной очередности и порядка перекачки топлива из баков топливной системы в расходный бак.
Наибольшее распространение получили системы перекачки топлива в расходный бак с центробежными электроприводными насосами. На некоторых самолетах по условиям повышенных темпов перекачки применяются гидроприводные насосы или турбонасосы. В последнее время в системах перекачки находят широкое применение струйные насосы.
Системы перекачки со струйными насосами
Струйные насосы применяются для перекачки топлива, откачки остатков топлива из баков сложной конфигурации с большой поверхностью днища, которая характерна для крыльевых баков.
Малые габаритные размеры и масса, отсутствие подвижных частей и электропроводки определяют широкое применение их в топливных системах, несмотря на меньший КПД, чем у другого вида насосов.
Привод струйных насосов осуществляется от насосов двигателя или электроприводных центробежных насосов.
Система дренажа наддува топливных баков
Надтопливное пространство баков сообщается с атмосферой с помощью системы дренажа. Сообщение надтопливного пространства с атмосферой нужно при заправке баков топливом, особенно при закрытой централизованной заправке для удаления - воздуха из баков, исключая противодавления воздуха при заполнении баков; при наддуве баков для стравливания избытков воздуха в атмосферу; при изменении высоты полета для поддержания постоянства закона перепада давлений между надтопливным пространством и внешней атмосферой и т.д.
Система заправки топливом
Применяются два вида заправки:
а) открытая, при которой бак или группа баков заполняются топ
ливом через открываемую заливную горловину бака, расположен
ную в верхней точке бака.
б) централизованная, которая осуществляется под давлением
через топливный приемник, расположенный в нижней части самолета, в месте, удобном для обслуживания.
Дозаправка самолета топливом в полете осуществляется от самолета-заправщика по шлангу, состыкованному с приемником топлива на заправляемом самолете.
Системы слива топлива
В топливной системе должны быть предусмотрены:
слив топлива в полете;
слив топлива из всех баков (или отдельных баков) на стоянке путем отсоса его топливозаправщиком;
слив отстоя топлива на земле.
Топливные баки
В зависимости от типа самолета, тепловых режимов работы конструкции, расположения на самолете применяются мягкие топливные баки, баки-отсеки фюзеляжа из легких сплавов, пластмасс или композиционных материалов.
Мягкие топливные баки изготавливаются путем выклейки на разборных формах из теплостойкой резины и армировочной ткани по размерам и конфигурации соответствующим контейнеру-отсеку, в который помещается бак.
Сварная конструкция самолета позволяет использовать герметические емкости отсеков фюзеляжа и крыла в качесгве баков-отсеков.
Баки-отсеки, выполненные сборочными процессами, состоят из панелей внешней обшивки и стенок.
Подвесные баки применяются для увеличения дальности полета, обычно они сбрасываемые, но при необходимости самолеты могут совершать посадку с пустыми подвесными баками.
Топливные насосы
Насосы в топливных системах необходимы для создания подпора перед плунжерными насосами-регуляторами двигателя и для перекачки топлива из бака в расходный бак.
Центробежные и осевые топливные насосы приводятся в действие электрическими двигателями постоянного или переменного тока, гидравлическими и пневматическими турбинами.
Гидротурбоприводной насос рпботает на использовании энергии высокого давления топлива, создаваемой насосом, установленным непосредственно на двигателе, для вращения насоса перекачки, установленного на топливном баке. Энергия передается через турбину, установленную на рабочем колесе Топливо от двигателя, отдавая энергию турбине насоса, приводит во вращение низконапорный насос с большим расходом.
Топливный насос с пневмотурбоприводом представляет собой агрегат, у которого насос работает от воздушной турбины. Сжатый воздух отбирается от компрессора двигателя и по трубопроводу подводится к месту установки агрегата. Сжатый воздух вращает турбину и после передачи своей энергии турбине выбрасывается в атмосферу.
Назначение топливной системы самолёта
Топливная система предназначена для размещения на самолёте необходимого количества топлива и подачи его к двигателю (двигателям) на всех режимах полёта.
В качестве топлива на современных самолетах применяется высокооктановый бензин, для поршневых двигателей и авиационный керосин (Т-1, ТС-1, РТ и др.) для реактивных двигателей.
Топливная система условно делится на топливную систему самолета и топливную систему двигателя.
В любой топливной системе самолета можно выделить три характерных участка:
систему заправки топливом;
емкость для топлива;
систему подачи топлива к двигателю.
Заправка топлива в баки производится либо самотеком, либо централизованно.
Топливные емкости выполняются в виде отдельных баков или в виде отдельных герметизированных отсеков планера самолета. Топливные баки размещают на самолете так, чтобы центр тяжести всего топлива располагался вблизи центра тяжести пустого самолета. С целью обеспечения необходимой устойчивости по крену самолёта топливо из правых и левых баков вырабатывается равномерно с помощью автомата выравнивания или вручную. По размещению различают фюзеляжные и консольные топливные баки, по характеру применения – расходные и дополнительные.
Система питания топливом должна непрерывно подавать требуемое количество топлива в топливную систему двигателя. Система питания должна удовлетворять следующим требованиям :
обеспечивать надёжность питания двигателей топливом на всех режимах и высотах полёта независимо от атмосферных условий.
запас топлива на самолёте должен обеспечивать заданную дальность и продолжительность полёта.
возможность нормального питания двигателей при выходе из строя одного из баков или участков трубопровода.
быть удобной в эксплуатации и безопасной в пожарном отношении.
выработка топлива должна происходить по заданной программе и мало влиять на полётную центровку самолёта.
полную выработку топлива (остаток не более 1,5% ёмкости баков)
Различают топливные системы двух типов:
открытого;
закрытого.
В открытых – полости топливных баков сообщаются с атмосферой. В закрытых – эти полости сообщаются с системой забора воздуха от компрессора двигателя или поддавливаются нейтральным газом от специальной системы поддавливания.
Конструкция топливной системы самолета ТЛ-2000 (20 мин.).
Топливная система самолёта TL – 2000 Sting carbon открытого типа, т.е. полости топливных баков, сообщаются с атмосферой. Топливо подаётся к двигателю механическим насосом или электрической помпой.
Система питания топливом состоит из:
топливных баков;
трубопроводов;
перекрывного – пожарного крана;
фильтра – отстойника;
электрической помпы;
механического насоса;
системы контроля наличия и выработки топлива;
сливного топливного крана;
заправочных горловин.
| |
||||||||||||
| |
||||||||||||
Рис. 10.1. Принципиальная схема топливной системы TL – 2000 Sting carbon
Топливная система предназначена для размещения топлива на самолете и подачи его к двигателям и вспомогательной силовой установке во всех возможных условиях эксплуатации самолета.
Назначение топливной системы -- обеспечить подачу топлива к двигателям на всех возможных для данного самолета режимах полета (по высоте, скорости и перегрузкам) в нужном количестве и с необходимым давлением. Кроме того, с помощью перекачки топлива (вперед--назад) можно изменять центровку самолета.
Топливная система BOEING 767 включает в себя; три топливных бака, два расширительных бака, систему вентиляции, систему питания топливом двигателей и ВСУ, систему заправки и слива, систему аварийного сброса топлива, и систему индикации количества топлива.
Топливные баки.
Топливные баки расположены между 3 и 31 нервюрами, обоих крыльев. Баки кессонной конструкции. Сухие полости расположены в передней кромке крыла над пилоном, для предотвращения утечки топлива. Нервюры 5 и 18 запечатаны, и имеют клапана в нижней части перегородки. Эти перегородки необходимы для равномерного распределения топлива в топливных баках и предотвращения скопления паров.
Рис2.1..
Основные баки могут обогреваться с помощью обогрева предкрылков. Топливные баки имеют 59 овальных отверстий, для доступа, расположенные в нижней части крыла. В нижней части баков имеются дренажные клапана, для слива отстоя.
Рис. 2.2.
Центральный бак расположен в центроплане, между нервюрами 3. Центральный бак разделен на три части левую, правую, и центральную. Как и в крыльевых баках, центральный бак тоже имеет сухой отсек, расположенный в передней части бака. Три секции соединены между собой патрубками, для перетекания жидкости, и паров. Центральный бак имеет два подкачивающих насоса, установленных в левой и правой секции. Клапана для слива отстоя установлены к нижней части каждого бака.
Система питания обеспечивает подвод топлива под давлением к двигателям и вспомогательной силовой установки. Система питания разделяется на две подсистемы. Подсистемы работают независимо друг от друга. Имеют клапана закольцовывания, для равномерной выработки топлива из баков и перекачки. Обычно каждый двигатель питается от своего бака. Если клапан закольцовывания открыт, то каждый двигатель будет питаться из любого топливного бака. Запорный клапан контролирует поступление топлива к двигателю.
Рис.2.3.
Давление в топливной системе обеспечивается двумя подкачивающими электрическими насосами 115В. 400Гц. 3фазы установленными в одном корпусе. Расположены насосы по одному в каждом крыльевом баке. Два подкачивающих насоса 115В. 400Гц. 3 фазы, установлены в центральном баке, левой и правой секции. Производительность насоса 13 600 килограмм в час, минимальное давление 15psi. Подкачивающие насосы центрального бака питают соответственно левую и правую подсистемы, и создают давление выше чем давление подкачивающих насосов крыльевых баков. Что позволяют в первую очередь выработать топливо центрального бака.
Автоматические струйные насосы, установленные по два в каждом баке, предназначенные для сбора из нижней части баков различные загрязнения и воду. Работают за счет разрежения, создаваемого подкачивающими насосами.
Система питания Вспомогательной силовой установки.
В левой части центрального бака расположены компоненты системы питания Вспомогательной силовой установки. За исключением кожуха патрубка и приемника.
К компонентам относятся;
Подкачивающий насос постоянного тока 28В.
Запорный клапан,
Трубопровод,
Изоляционный клапан,
Кожух трубопровода.
Подкачивающий насос состоит из корпуса, приемника, электродвигателя, датчика давления, клапан давления, температурного клапана, разрядный клапан, обратный клапан,
Обратный клапан предотвращает поступление топлива в обратном направлении. Клапан давления регулирует давление насоса. Топлива проходя через насос, охлаждает его и смазывает подвижные детали. Электродвигатель расположен с наружной стороны бака. Двигатель вращается с частотой 6600 оборотов в минуту, и создает давление 18 psi. Производительность 3.1 галлона в минуту. Температурный предохранитель предотвращает перегрев электродвигателя. Предохранитель отключает насос при превышении температуры более 3508F ±148F (1778C ±88C). Изоляционный клапан работает от постоянного тока 28В. Установлен в центральной линии подачи топлива. Предотвращает от разрушения элементы топливной системы вспомогательной установки.
Рис. 2.4. Система питания ВСУ
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
- I . Общие сведения о топливных системах ЛА ГА и предъявляемые к ней требования
- II . Оценка технического состояния топливной системы ВС
- III . Технология ТО топливной системы
- 3.1 Осмотр и дефектация
- VIII . Расчёт магистрали слива топлива в полёте самотёком
I. Общие сведения о топливных системах ЛА ГА и предъявляемые к ней требования
Топливная система самолета предназначена для размещения и хранения необходимого для выполнения полета запаса топлива и подачи его в работающие двигатели в необходимом количестве и под требуемым давлением на всех режимах полета .
Основные требования, предъявляемые к топливной системе:
Топливная система должна обеспечивать бесперебойное питание двигателей топливом на всех режимах полета.
В случае выключения подкачивающего насоса топливная система должна обеспечивать питание двигателей от МГ до взлетного режима на высотах до 2000 м с сохранением центровки и кренящих моментов в допустимых пределах.
Ёмкость топливных баков должна быть достаточной для выполнения полета на заданную дальность и должна включать аварийный (аэронавигационный) запас на 45 мин. полёта на крейсерском режиме (по нормам FAR и JAR).
Выработка топлива не должна существенно влиять на центровку ВС.
Топливная система должна быть безопасной в пожарном отношении.
Топливная система должна обеспечивать централизованную заправку, а также должна иметь приспособления для заправки под давлением.
Должна предусматриваться возможность аварийного слива топлива в полёте в случае, если максимальная масса ВС превышает допустимую из условий посадки.
Топливная система должна иметь возможность надежного и непрерывного контроля за очередностью и количеством выработки топлива, как в отдельном баке, так и в группе баков.
Топливная система условно делится на две системы:
внутреннюю, или систему питания двигателей;
внешнюю, или самолетную.
К внутренней системе относятся топливные агрегаты и соединяющие их трубопроводы, установленные на двигателе и поставляемые вместе с двигателем Д-ЗОКУ-154.
Самолетная топливная система состоит из топливных баков и следующих функциональных систем:
питания топливом основных двигателей;
питания топливом двигателя вспомогательной силовой установки;
перекачки топлива;
дренажа топливных баков;
заправки топливом;
системы автоматики расхода и измерения топлива СУИТ4-1Т;
системы измерения расхода топлива СИРТ-1Т.
Топливо на самолете Ту-154 размещено в пяти кессон-баках. Три бака - один бак №1 и два бака № 2 - расположены в центроплане и два бака (баки № 3) - в отъемных частях крыла. Пространство в центроплане между бортовыми нервюрами № 3 и первым и вторым лонжеронами используется в качестве бака №4.
Питание двигателей осуществляется из расходного бака № 1, который пополняется топливом из баков № 2 и 3, а также из бака № 4.
Централизованная заправка баков топливом производится снизу, через две приёмные горловины, установленные в носке центроплана правого крыла. При отказе централизованной заправки под давлением, заправка всех баков (кроме расходного) может производиться через верхние заправочные горловины баков.
Ёмкость топливной системы Ту-154:
Бак № 1 (расходный) 3300кг
Бак № 2 (левый, правый) 9500кг
Бак № 3 (левый, правый) 5425кг
Бак № 4 (фюзеляжный) 6600кг
Общее количество топлива39750кг (при 0,8г/см 3)
Каждый топливный бак представляет собой герметический отсек, образованный лонжеронами, нервюрами и верхней и нижней панелями крыла.
II. Оценка технического состояния топливной системы ВС
Оценка технического состояния топливной системы подразумевает, прежде всего, получение информации о возможных отказах и неисправностях, возможных в данной системе. Основными отказами и неисправностями топливной системы являются:
Отказы подкачивающих насосов из-за разрушения подшипников.
Отказы электромеханизмов запорных заслонок и кранов из-за отказов электродвигателей постоянного тока.
Утечки, вызванные износом уплотнительных колец и втулок, а также внешней негерметичностью соединений.
Падение и колебание давления топлива в результате разрегулирования и выхода из строя топливных насосов, редукционных клапанов и т.д.
Замерзание топлива в трубопроводах вследствие обводнения топлива, а также отказов системы радиаторов, насосов.
Длительное время для контроля технического состояния агрегатов топливной системы используется прибор "Тест", который контролирует состояние топливной системы, используя комплекс параметров:
Время открытия и закрытия заслонки (крана).
Потребляемый электродвигателем ток.
Уровень коммутационного шума (искрения), характеризующий техническое со стояние щеточно-коллекторного устройства электродвигателя.
Для диагностирования подшипников подкачивающих насосов топливной системы используется среднеквадратическое значение уровня виброускорения в характерных диапазонах частот.
Основное внимание при ТО топливных систем следуем уделять их герметичности. В первую очередь проверяются места стыков трубопроводов и агрегатов. Также необходимо проверять заборники системы дренажа.
Отказы и повреждения элементов топливных систем обусловлены:
конструктивно-производственными недостатками;
проявлением неблагоприятных свойств топлива, которые могут оказывать повре ждающее действие и на элементы конструкции двигателя;
нарушениями технологичности технического обслуживания и правил эксплуата ции систем питания двигателей топливом на земле и в полёте;
ошибками, допущенными при ремонте ЛА.
К характерным повреждениям систем относятся следующие:
1)Течь топлива из баков-кессонов и сливных клапанов .
Негерметичность баков и клапанов слива отстоя обнаруживается по следам течи топлива на нижних панелях крыла, нишах шасси или под центропланом. Основная причина течи баков - ослабление заклёпочных соединений панелей баков-кессонов, недоброкачественная их герметизация, а сливных клапанов - разрушение уплотнительных колец.
2 ) Отказы подкачивающих и перекачивающих насосов .
Они связаны с разрушением подшипника электродвигателей (сопровождается шумом при их работе, вибрацией), износом манжет уплотнения насоса и, как следствие, сопровождаются течью топлива из дренажных штуцеров насосов, износом щёток и разрушением коллекторного узла электродвигателя.
3 ) Нарушение работы кранов (пожарных, кольцевания и др .).
Оно происходит по причинам износа и разрушения уплотнений, элементов привода заслонок, отказа электромеханизмов.
4 ) Разрушение корпусов топливных фильтров .
Вызывается повышенными пульсациями топлива в системе.
5 ) Разрушение мембран, окисление контактов сигнализаторов давления .
6 ) Засорение фильтрующих элементов топливных фильтров кристаллами льда при низких температурах наружного воздуха.
топливная система самолет герметичность
Кристаллы льда засоряют фильтр магистрали низкого давления, что приводит к существенному увеличению гидравлического сопротивления магистрали и ухудшению кавитационных характеристик основного топливного насоса. Замерзание отстоя воды в полости подкачивающего насоса может вызвать примерзание его ротора к корпусу и разрушение валика привода насоса при запуске двигателя.
7 ) Засорение фильтрующих элементов и форсунок микрозагрязнениями при высоких температурах топлива (выше 100.110°С).
При этом из топлива в виде осадка выделяется сернистые соединения, оксиды металлов, смолы и твёрдые углеродные частицы, образующиеся в результате разложения термически нестабильных фракций топлива. Этот осадок вызывает также повышенный износ топливных насосов.
8 ) Попадание воздуха в систему .
Оно приводит к нарушению режимов работы топливных регуляторов, колебания частоты вращения ротора и выключению двигателя, кавитации в трубопроводах и насосах. Поэтому после длительной стоянки ЛА воздух удаляют из топливных магистралей через специальные клапаны.
9 ) Разрушения топливных трубопроводов .
Они происходят в результате их колебаний и составляют значительную часть всех отказов усталостного происхождения в ГТД. Разрушение трубопроводов наблюдаются, как правило, в местах концентрации напряжений: в зонах приварки и припайки ниппелей, по переходу цилиндрического участка трубы в развальцованной конический, под зажимами труб и в местах их максимальной изогнутости. Трещины вдоль образующей трубопровода возникают под действием пульсации давления топлива, а окружные трещины - в результате циклического изгиба вибрациями, передаваемыми от корпуса двигателя. Снижению усталостной прочности трубопроводов способствуют искажения формы их поперечного сечения, монтажные напряжения, поверхностные повреждения (вмятины, забоины, риски и т.п.). Поэтому к качеству монтажа трубопроводов предъявляются высокие требования.
III. Технология ТО топливной системы
3.1 Осмотр и дефектация
Основными работами по обслуживанию топливной системы являются: проверка состояния трубопроводов и агрегатов системы, проверка работы подкачивающих и перекачивающих насосов, порционера, топливного насоса ВСУ; проверка герметичности системы питания основных двигателей и перекрывных (пожарных) кранов; работы по заправке и сливу топлива
В процессе эксплуатации необходимо тщательно следить за герметичностью и надежностью всех соединений трубопроводов. При наличии течи по соединениям заменить в них уплотнительные кольца
При демонтаже соединительных металлических муфт трубопроводов надо слить топливо из трубопровода и расконтрить гайки муфты. Специальным ключом ослабить одну гайку, а другую полностью отвернуть. После этого сдвинуть муфту в сторону ослабленной гайки. Снять уплотнительные кольца. При снятых уплотнительных кольцах отвернутая соединительная муфта должна свободно перемещаться по концам труб.
При монтаже соединительной муфты гайки должны наворачиваться на муфту без скручивания уплотнительных резиновых колец
Детали, имеющие на уплотняемых поверхностях забоины, царапины и задиры установке на самолет не подлежат.
При соединении трубопроводов с помощью муфты необходимо обеспечить соосность трубопроводов на стыках. Допускается их несоосность не более 1 мм. Зазор между концами стыкуемых трубопроводов должен быть 9 ± 3 мм.
Осмотреть магистрали топливной и дренажной систем. На трубопроводах не должно быть вмятин, царапин, потертостей. Не допускается контакт между трубопроводами и элементами каркаса самолета.
Убедиться в отсутствии подтеков топлива в местах прокладки трубопроводов и крепления их к агрегатам.
Проверить целостность перемычек металлизации и их крепления
Для крепления трубопроводов, находящихся внутри кессон-баков, для избежания коррозии применять хомуты только с оцинкованной стальной лентой.
При осмотре агрегатов топливной системы необходимо убедиться в отсутствии течи, подтеков, трещин забоин, повреждения лакокрасочного покрытия, ослабления болтов крепления и нарушения центровки.
При осмотре поплавкового устройства порционера обратить особое внимание на состояние поплавков и их рычагов
При проведении работ необходимо следить, чтобы в кессон-баки, трубопроводы и агрегаты не попали посторонние предметы, вода, снег, грязь.
Для демонтажа насосов ЭЦН-323 и ЭЦН-325 необходимо сливать топливо из баков. Демонтаж насоса ЭЦН-319 проводить без слива топлива из бака. Запрещается поднанимать насосы за электропровода.
При монтаже насоса не допускается повреждение защитного кожуха электродвигателя
Перед монтажом агрегатов надо проверять целостность уплотнений, следить, чтобы на резиновых кольцах не было закусываний, подрезов, вмятин, деформаций, сеток старения. Резиновые уплотнительные кольца разрешается смазывать маслом МК-8.
После монтажа насосов проверить их работоспособность включением вручную в пилотской кабине и прослушиванием их.
После ремонта и демонтажа трубопроводов и агрегатов топливной системы необходимо перед первым запуском двигателя произвести промывку трубопроводов подачи топлива к двигателям, посредством включения топливных подкачивающих насосов.
В любое время года необходимо следить за чистотой заборников воздуха системы дренажа топливных баков.
Сливной трубопровод заправочной горловины не должен быть засорён, так как конденсат, находящийся в нем, может замерзнуть, разорвать его, и через этот разрыв топливо будет вытекать из бака.
Проверка работы подкачивающих насосов и герметичности системы питания основных двигателей производится поочередным включением насосов расходного бака.
Загорание сигнальных ламп свидетельствует об исправности насосов и системы сигнализации.
Эту работу, а также работы по проверке функционирования других топливных насосов, электромагнитных кранов и систем, требующих электропитания, осуществлять при включении АЗС систем. Для проверки герметичности системы питания основных двигателей открыть перекрывные краны и после 5 минут (не менее) работы подкачивающих насосов осмотреть топливные магистрали и убедиться в их герметичности. При наличии течи по соединениям трубопроводов между собой и агрегатами заменить уплотнительные резиновые кольца.
При проверке функционирования перекачивающих насосов выключатель переключения управления перекачивающими насосами установить в положение "Ручное". При поочередном включении перекачивающих насосов должны загораться соответствующие им сигнальные лампы, что свидетельствует об исправности насосов и системы сигнализации.
Работоспособность порционера проверяется при включенных топливомере и автомате расхода топлива при автоматическом управлении перекачивающими насосами (переключатель "Автомат - Ручное" должен стоять в положении "Авт. "). По зеленым сигнальным лампам перекачивающих насосов баков № 2 и 3 следить за работой насосов. Погасание этих ламп свидетельствует о том, что порционер неисправен.
Для проверки работоспособности топливного насоса ВСУ и герметичности перекрывных кранов 768600МА магистралей питания основных двигателей, выключатель запуска ВСУ установить во включенное положение, выключатель "Запуск - холодная прокрутка " установить в положение "Запуск".
Загорание табло "Р топлива" на панели запуска ВСУ свидетельствует об исправности насоса. Если после 5 минут работы насоса сигнальные табло "Р топлива" основных двигателей на панели приборов контроля двигателей не погаснут, то перекрывные краны герметичны.
Рукоятки на щитке заправки в открытом или закрытом положении кранов заправки должны быть в одной плоскости; допускается их отклонение от плоскости ±2 мм.
Заправка самолета топливом осуществляется в соответствии с заданием на полет с помощью системы заправки под давлением.
Основным топливом для двигателей самолета и двигателя ВСУ является керосин марок Т-1, ТС-1, Т-7 (ТС-1 Г), Т-7П и смеси указанных марок
Во время заправки самолета топливом необходимо соблюдать меры по обеспечению техники безопасности. До начала работ убедиться, что самолет и топливозаправщик заземлены, установлены упорные колодки под передние и задние колеса главных стоек шасси, а на шп. № 67 установлена страховочная штанга, сняты заглушки с заборников системы дренажа. На стоянке должны быть противопожарные средства. Курить и зажигать спички возле самолета запрещается. Запрещаются работы по обслуживанию радио - и прочего электроприборного оборудования и замене аккумуляторов. Топливо, слитое из отстойников топливозаправщика не должно иметь воды и механических примесей. В паспорте на топливо должна быть виза ответственного лица, разрешающего заправку.
Количество заправляемого топлива определяется в соответствии с заданием на полет и графиком его расхода и заправки.
При техническом обслуживании топливной системы самолета необходимо с особой тщательностью соблюдать указания по технике безопасности.
Работы по замене агрегатов, трубопроводов и другие работы, связанные с возможностью открытой течи топлива на землю или на конструкцию самолета, выполнять при обесточенной электросети самолета. Не допускается попадание топлива на электропровода и агрегаты электрооборудования самолета-Работы в топливных кессон-баках надо проводить в спецодежде, в маске или противогазе в присутствии связного для наблюдения.
Спецодежда должна быть из хлопчатобумажной ткани с застежками или пуговицами, не дающими искрения. Связной для наблюдения должен видеть работающего в баке и подаваемые им сигналы в течение всей работы, чтобы принять меры в случае сигнала о помощи. При работе внутри бака вынуть из карманов все ненужные инструменты и личные вещи не брать в бак металлические вещи, с острыми краями
Для предотвращения пожара при заправке самолета надо надежно заземлять самолет, заправочные шланги и топливозаправщики. Под колеса топливо-заправщика установить колодки. Необходимо помнить, что источником пожара могут быть разряды статического электричества и искры, появляющиеся в результате ударов металлических предметов друг о друга. Поэтому во избежание появления разрядов статического электричества запрещается пользоваться при промывочных, работах шерстяными и текстильными материалами.
Горловины кессон-баков и других емкостей с горючими материалами открывать руками, не ударяя по ним металлическими предметами, чтобы не допустить появления искры. Не допускается трение и волочение каких-либо металлических предметов (стремянок, ящиков и т.д.) вблизи самолета или под ним при открытых топливных баках. Не допускается хождение в ботинках, подбитых гвоздями и металлическими пластинам, в непосредственной близости от открытых баков.
3.2 Обслуживание топливной системы
Топливные системы предназначены для подачи необходимого количества топлива к двигателям. Они являются комплексом системы: питания двигателя топливом, дренажа топливных баков, автоматического управления расходом топлива и измерения его количества.
Подкачивающие насосы . ПНЛ проверяют по давлению (где имеются манометры), на слух или по загоранию (погасанию) ламп сигнализации, а также контролируют состояние их уплотнений. Наличие течи топлива из дренажных трубок подкачивающих насосов свидетельствует о нарушении сальниковых уплотнений. Проверяется исправная работа различных кранов (пожарных, перекрывных, перекрёстного питания), насосов подкачки и перекачки, сигнализаторов давления и других приборов контроля работы топливных систем.
Обслуживание топливных баков в эксплуатации сводится к периодическому их осмотру. Неисправностями мягких топливных баков являются: течь их вследствие некачественной склейки стенок баков; отрыв или отслоение от внутреннего слоя накладок (лент крепления) рёбер жидкости;
трещины внутреннего слоя в результате естественного старения резины, а также разрушения в местах заделки фланцев у заливных горловин, ПНЛ и межбаковых соединений.
Контроль внутренних поверхностен мягких баков осуществляется через монтажные люки. Баки вначале продувают в течение 20-30 мин. сжатым воздухом с целью уменьшения концентрации паров топлива. Работают внутри баков в специальном комбинезоне, мягкой обуви и противогазе с удлиненным шлангом, который выводят наружу топливного бака. При отрицательных температурах окружающего воздуха вследствие уменьшения эластичности резины монтаж и демонтаж мягких баков производят после их предварительного прогрева тёплым воздухом с температурой не выше 40-50 градусов.
Моменты затяжки болтов указываются в инструкциях. Их величина зависит от конструкции баков и диаметра болтов.
Проверка бака на герметичность производится путём заливки во всю группу баков топлива с выдержкой в течение 10 ч. Если течи нет, болты крепления крышки монтажного люка контрят и пломбируют, снимают ложную панель, устанавливают съёмную панель и опускают самолёт на колёса.
Дублирование ПНЛ выражается в установке двух параллельно работающих насосов, каждый из которых обладает производительностью, достаточной для самостоятельного питания двигателей топливом. При совместной работе каждый ПНЛ обеспечивает примерно половину расхода топлива двигателями, что снижает потребный кавитационный запас давления и повышает высотность.
Резервирование ПНЛ состоит в том, что при входе из строя одного насоса включается в работу другой. Последний для повышения живучести топливной системы может иметь другой тип привода.
3.3 Обслуживание трубопроводов топливной системы
Трубопроводы служат для соединения агрегатов данной магистрали и подачи жидкости. Они подвергаются деформации и вибрациям в результате влияния на них частей самолёта и двигателя.
Магистраль из жёстких трубопроводов должна иметь гибкие участки для снижения вибрационного воздействия.
Жёсткие трубопроводы изготовляют из дюралюминия, алюминиевомарганцевых сплавов, латуни и стали. Последняя применяется при наличии в магистрали высокого давления (подача топлива к форсункам). Для предохранения от коррозии трубопроводы из алюминиевомарганцевых сплавов анодируются, из стали - оцинковываются.
Гибкие трубопроводы (шланги) применяются для соединения жёстких трубопроводов или на участках, где затруднён монтаж.
При монтаже труб избегают возвышений, в которых мог бы скапливаться воздух, а также прогибов, препятствующих выработке и сливу жидкости из магистрали.
Малый радиус изгиба трубы увеличивает гидравлические сопротивления и концентрацию напряжений.
Выполняют изгиб трубы так, чтобы радиус изгиба (до оси трубы) был не менее трёх её наружных диаметров. В местах, где нельзя изогнуть трубопровод, ставят угольники.
Толщина стенки трубопровода не должна быть меньше 1мм для труб из алюминиевых сплавов и 0,5мм - из стали. Расчётные размеры диаметра и толщины стенки трубы уточняют по размерам, указанным ГОСТ 1947-56 на трубы из алюминия и алюминиевых сплавов и ГОСТ 8734-58 на трубы стальные бесшовные холоднотянутые и холоднокатаные.
Отбортовка . Обращается внимание на то, чтобы трубопроводы были закреплены к элементам конструкции планера специальными колодками или хомутами с прокладками из резины, кожи или фетра. Плохое крепление трубопроводов может явиться причиной их разрушения вследствие усталости материала или перетирания о детали планера, места прохода трубопроводов через перегородки должны быть отбортованы, А трубы на этом участке обшиты кожей (дерматином) или защищены от перетирания резиновыми прокладками.
Монтаж без натяга . При замене жёстких трубопроводов следят, чтобы длина и конфигурация их обеспечивала установку и присоединение трубопроводов без натяга. В свободном состоянии между торцами ниппельного соединения должен быть небольшой (0,5 - 1,0мм) зазор. Признаком правильного соединения трубопроводов является совпадение оси ниппеля с осью штуцера, при этом развальцованная часть трубопровода стыкуется с конусной поверхностью штуцера, а накидная гайка трубопровода навёртывается на штуцер от руки не менее чем на 2/3 длины резьбы.
Устранение течи . Запрещается устранять течь жидкости в резьбовом соединении большим затягиванием гаек. Если после потягивания гаек течь не прекращается, то выясняют причину неисправности и устраняют её. При низких температурах окружающего воздуха подтягивание соединений и резиновыми соединениями производят только после подогрева их тёплым воздухом. Трубопроводы не должны иметь резких изгибов и вмятин, могущих послужить причиной несоосности соединения.
Металлизация. Для хорошего электрического контакта соединяемых трубопроводов и предохранение от скопления в них зарядов статического электричества следят за надёжностью контакта металлизации каждого дюритового соединения. Для этого обращают внимание, чтобы на дюритовых трубках под хомутами проходила полоска алюминиевой фольги, концы которой должны быть загнуты под дюритовую трубку для соприкосновения с металлическими трубками, очищенными в этих местах лакокрасочного покрытия или анодной плёнки.
3.4 Испытание топливной системы самолета на герметичность
Общие испытания топливной системы производятся после заправки самолета на аэродроме для проверки герметичности.
После капитального ремонта производятся испытания трубопроводов топливной системы сжатым воздухом с помощью стендов, оборудованных манометрами и моновакуумметрами. Проверка производится по отдельным магистралям. Магистраль дренажа проверяется при отключенных баках под давлением 1140 мм рт. ст. в течение 10 мин. Падение давления в магистрали не должно превышать 3 мм рт. ст. Магистраль питания испытывается при отключенных баках под давлением воздуха 2 кгс/см 2 Если в течение 15 мин. падение давления не будет, производится испытание магистрали совместно с баками под избыточным давлением воздуха 50 мм рт. ст. измеряемого по моновакуумметру. Воздух во время этого испытания подается через дренажный трубопровод баков, при этом остальные дренажные, сливные и разгрузочные трубопроводы должны быть заглушены, а перекрывные краны закрыты.
Способ обмыливания. Для обнаружения мест с течью (негерметичностью) применяется обмыливание мест соединений, доступных осмотру. Мыльная пена приготовляется или из мыльного корня (ОСТ 4303) или из обычного нейтрального мыла с содержанием щелочи не более 0,05% с добавлением желатина как пенообразующего и глицерина для повышения вязкости.
3.5 Контроль жёсткости топливных баков
Характерными неисправностями жёстких баков являются: разрушение перегородок, коррозия внутренней поверхности днища, обечаек и каркаса бака, особенно около головок, заклепок и из-под уплотнительных прокладок арматуры. На клёпаных баках, не имеющих продольных перегородок, часто наблюдаются трещины в нижней части поперечных перегородок, а иногда и разрывы. Они появляются вследствие большой односторонней нагрузки, создаваемой топливом при наклонном положении баков.
Вышеуказанные неисправности приводят к нарушению жёсткости топливных баков, и, соответственно, отражаются на прочности крыла самолёта в целом.
Коррозия внутренних поверхностей нижних обечаек баков происходит под действием влаги, выделяющейся из топлива на дно. Обечайки клёпаных топливных баков всегда имеют волнистую форму. Между швами крепления перегородок образуется впадины, в которых скапливается вода. Эта вода не может быть слита через сливное отверстие бака. Особенно интенсивно распространяется коррозия в том случае, если баки долго хранятся незаправленными.
Проверка бака на герметичность . После осмотра бак проверяют на герметичность. Если бак штампованный и не имеет внутренних перегородок, то перед испытанием на него надо надеть специальное приспособление, предохраняющее бак от раздутия. Испытания производят под давлением 0,2кгс/см 2 .
Меры безопасности при осмотре баков . Осмотр внутренней конструкции бака производят до его пропарки с подсветом взрывобезопасной низковольтной электрической лампой или карманным фонарем с длинным хоботом; лампа фонаря должна быть защищена от повреждений. Взрывобезопасная лампа помещается в герметичном стеклянном колпачке с углекислотой. Если колпачок разобьётся, давление газа снизится и пневматическое выключающее устройство прекратит подачу тока.
3.6 Контроль мягких топливных баков
Неисправности баков. Основными неисправностями мягких баков являются трещины в местах переходов, а утолщениям стенок под арматуру и крышку бака. Эти трещины проявляются в результате неаккуратного снятия баков при низких температурах.
Проверка бака на герметичность производится путём заливки во всю группу баков топлива с выдержкой в течение 10 часов. Если течи нет, болты крепления крышки монтажного люка контрят и пломбируют.
Испытания снятых баков на герметичность производят в специальном контейнере путём заливки топлива под давлением 0,25кгс/см, или ремонтируемое место промазывают мыльной пеной и в баки создают избыточное давление 0,2кгс/см 2 , в течение 5-10 мин. В случае негерметичности, в мыльной пене будут видны выходящие из бака пузырьки воздуха.
3.7 Контроль топливных баков-отсеков крыла
Перед испытанием бака-отсека на герметичность заклёпочные швы бака промазывают меловой водой и высушивают. Проверку на герметичность производят наполнением бака-отсека топливом и выдержкой под давлением 0,1кгс/см" в течение одного часа, а без давления 3 часа. Места течи обнаруживаются по появлению пятен на меловой обмазке.
3.8 Испытание трубопроводов на прочность
Испытание на прочность производят 1-2% -ным раствором хромпика (ГОСТ 2652-48) в чистой воде под давлением, в 1,5 раз превышающим рабочее, в течение 3-5мин. Для трубопроводов из нержавеющей стали может применяться чистая вода без добавки хромпика. Герметичность проверяется обычно сжатым воздухом в аквариуме, помещённом в бронекамере. Сначала в течение 3 мин. внутрь трубопровода подаётся избыточное давление 2-Зкгс/см, затем оно поднимается до значения, близкого к рабочему, и выдерживается также около 3 мин. Применяемый воздух должен быть относительно сухим с точкой росы около - 40°С.
После испытания трубопроводы продувают воздухом и просушивают при температуре около +150 С.
Хромпик калиевый технический (бихромат калия технический) К2Сг207 - калиевая соль двухромовой кислоты-кристаллы оранжево-красного цвета. Выпускают (ГОСТ 2652-67) высшего сорта с содержанием основного вещества 99,6%, 1-го сорта-99,3% и 2-ого-99,0%. "
Отбраковка трубопроводов . Трубопроводы бракуют при наличии следующих дефектов: повреждений развальцовки; скручивания, надрывов, трещин, разницы в толщине стенок свыше 0,1мм и общего утонения стенок более чем на 0,3мм; западания развальцовки в ниппеле; овальности, составляющей более 20% внешнего диаметра; вмятин, рисок (более 0,2мм глубиной) и надиров, превышающих допустимые; повреждений ниппеля, трещин, забоин, деформаций увеличенного зазора между обоймой ниппеля и трубопроводом; повреждений накидной гайки, трещин, деформаций, забоин на резьбе.
На трубопроводах продольные риски более опасны, т.к. внутреннее давление стремится разорвать трубу вдоль образующей, поэтому допустимая глубина продольных рисок 0,1мм. На трубопроводах, не снятых с самолётов, разрешается оставлять без выправления вмятины глубиной 0,5мм.
3.9 Коррозионные поражения трубопроводов
Основными видами коррозионных повреждений трубопроводов являются: коррозионные поражения внутренней поверхности трубопроводов при наличии в рабочей жидкости (газе) коррозионноактивных компонентов и примесей.
Коррозионные поражения наружной поверхности трубопроводов сопровождаются образованием сквозных раковин или раковин различной глубины.
Как правило, очагами возникновения коррозионных раковин служат участки с повреждённым защитным покрытием и места скопления грязи и других коррозионных веществ. Загрязнённые участки служат зонами конденсации влаги, что создаёт благоприятные условия для возникновения химической или электрохимической коррозии материала трубопроводов.
Для предотвращения коррозионного поражения трубопроводов следят за сохранностью их защитных покрытий, а также за тем, чтобы на трубопроводы, особенно в местах их крепления, и под защитную обшивку трубопроводов не попадала влага. Для этого плотно закрывают все крышки люков, тщательно укрывают самолет чехлами, своевременно прочищают дренажные отверстия и т.д.
Защитные покрытия трубопроводов оберегают от повреждения, от попадания на них кислот и щелочей, а поражённые участки покрытия своевременно восстанавливают.
Дефекты трубопроводов, вызванные неправильным обслуживанием:
повреждение лакокрасочного покрытия трубопроводов в процессе их демонтажа и монтажа, а также при монтаже и демонтаже агрегатов и деталей, размещённых вблизи трубопроводов, вследствие неосторожного обращения с инструментом;
резкие перегибы (надламывание) трубопроводов, допущенные в процессе их де монтажа и монтажа; аналогичные перегибы трубопроводов образуются также из-за наличия в них монтажных напряжений;
нанесение на трубопроводы вмятин, царапин и других повреждений вследствие небрежного обращения с инструментом в процессе выполнения монтажно-демонтажных работ;
смятие трубопроводов вследствие неправильного подбора отбортовочных колодок (диаметр выемок колодок меньше диаметра трубопровода);
скручивание трубопроводов в процессе затягивания ниппельного соединения и др.
Большинство из перечисленных дефектов являются следствием небрежного обращения обслуживающего персонала с инструментом в процессе выполнения монтажно-демонтажных работ. Сопутствующим фактором служит эксплуатационное несовершенство технологических систем, затруднённый подход к агрегатам или к соединениям трубопроводов.
Фиксация соединения. Ряд дефектов является следствием неправильного монтажа и демонтажа трубопроводов. В частности, частым дефектом является скручивание трубопроводов, которое возникает в том случае, когда затягивание накидной гайки ниппельного соединения осуществляется без фиксации штуцера агрегата или переходника другим ключом.
Как правило, штуцеры или переходники, поставленные и закреплённые в агрегате в предшествующие монтажу трубопроводов сроки, в процессе работы получают некоторое ослабление затяжки и поэтому имеют возможность проворачиваться вместе с накидной гайкой, ниппелем и трубкой при затягивании ниппельного соединения. Необходимо поэтому во всех случаях при затягивании ниппельного соединения фиксировать штуцер вторым ключом.
Деформация деталей соединения. При неточной подгонке конической части трубопровода к конусу сочленяемого штуцера (перекос) возникает негерметичность соединения, которая не устраняется даже при попытке дополнительного завёртывания накидной гайки. В то же время чрезмерное затягивание накидной гайки обычно ведёт к деформации деталей соединения.
VIII. Расчёт магистрали слива топлива в полёте самотёком
Слив топлива в полёте используют в случае, когда необходимо быстро уменьшить посадочный вес самолёта, либо при необходимости быстрого изменения центровки. Для Ту-154, максимальный посадочный вес которого 78000кг, а взлётный колеблется в районе 100-102т, это означает необходимость слива до 24000кг топлива. Однако слить самотёком можно не всё топливо, а только ту его часть, которая находится в кессон-баках №3 правом и левом (всего 10850кг). Слив топлива осуществляется через два сливных крана по трубопроводам диаметром D=0,036m.
Определяем время слива топлива из баков:
Сорт топлива ТС-1.
а) рассчитываю объём топлива в одном баке №3
V = = 6.497 м 3
б) составлю уравнение определения времени слива элементарного объёма топлива
dt=
где dV - элементарный объём топлива, Q - расход топлива через магистраль слива; в) учитывая, что элементарный объём dV = F Ч dH (площадь зеркала жидкости в баке на толщину слоя), преобразую выражение для определения времени слива
dt= =
г) считая, что средняя высота топливного кессона №3 Н?0,5м, определяем усреднённую площадь зеркала топлива в баке
д) интегрируя выражение (3) по высоте бака, определяю время слива топлива из бака через сливной трубопровод (задаваясь при этом такими величинами, как площадь сливного насадка f = 0010174м2 и коэффициент скорости истечения из насадка ц=0,82)
t =
и, учитывая, что топливо сливается самотёком (и при отсутствии наддува бака), окончательно определяю время слива топлива из баков №3:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проектирование прибора непрерывного контроля за изменением центровки самолета по мере выработки топлива в баках. Особенности компоновки военно-транспортного самолета Ил-76, влияние расхода топлива на его центровку. Выбор прибора, определяющего центр масс.
дипломная работа , добавлен 02.06.2015
Назначение и условия работы форсунки Д50 топливной системы тепловоза. Основные ее неисправности, причины их возникновения и способы предупреждения; осмотр и контроль технического состояния. Технология ремонта деталей и необходимое для этого оборудование.
курсовая работа , добавлен 14.01.2011
Техническое описание самолета. Система управления самолетом. Противопожарная и топливная система. Система кондиционирования воздуха. Обоснование проектных параметров. Аэродинамическая компоновка самолета. Расчет геометрических характеристики крыла.
курсовая работа , добавлен 26.05.2012
Показатели технического состояния топливной аппаратуры. Влияние качества очистки топлива на работу техники. Факторы, влияющие на производительность насосных элементов и неравномерность подачи топлива. Главные особенности проверки и регулировки форсунок.
реферат , добавлен 16.12.2013
Геометрические и аэродинамические характеристики самолета. Летные характеристики самолета на различных этапах полета. Особенности устойчивости и управляемости самолета. Прочность самолета. Особенности полета в неспокойном воздухе и в условиях обледенения.
книга , добавлен 25.02.2010
Классификация и задачи предприятий автомобильного транспорта. Особенности технического обслуживания и ремонта топливной аппаратуры. Техническая характеристика автомобиля. Ремонт деталей и узлов топливной аппаратуры. Сборка и регулировка агрегатов.
курсовая работа , добавлен 28.06.2004
Конструктивные и аэродинамические особенности самолета. Аэродинамические силы профиля крыла самолета Ту-154. Влияние полетной массы на летные характеристики. Порядок выполнения взлета и снижения самолета. Определение моментов от газодинамических рулей.
курсовая работа , добавлен 01.12.2013
Расчёт и построение поляр дозвукового пассажирского самолета. Определение минимального и макимального коэффициентов лобового сопротивления крыла и фюзеляжа. Сводка вредных сопротивлений самолета. Построение поляр и кривой коэффициента подъемной силы.
курсовая работа , добавлен 01.03.2015
Требования к военно-транспортному стратегическому самолету с грузоподъемностью 120 т и дальностью полета 6500 км. Выбор схемы самолета и сочетания основных параметров самолета и его систем. Расчет геометрических, весовых и энергетических характеристик.
курсовая работа , добавлен 28.06.2011
Аэродинамическая компоновка самолета. Фюзеляж, крыло кессонного типа, оперение, кабина экипажа, система управления, шасси, гидравлическая система, силовая установка, топливная система, кислородное оборудование, система кондиционирования воздуха.
Тема 10. Топливная система самолёта.
Общие сведения.
Система топливопитания предназначена для размещения на самолёте необходимого количества топлива для полёта и подачи его к двигателям на всех режимах полёта. В качестве топлива на современных самолетах применяется авиационный керосин марок Т-1, ТС-1, РТ и др.
К топливным системам, в соответствии с нормами летной годности, предъявляются общие требования в отношении надёжности, живучести, пожарной безопасности, массовых и габаритных характеристик, простоты конструкции, ремонтопригодности и эксплуатационной технологичности.
Основные требования, предъявляемые к топливной системе:
Топливная система должна обеспечивать бесперебойное питание двигателей топливом на всех режимах полета;
В случае выключения подкачивающего насоса топливная система должна обеспечивать питание двигателей от МГ до взлетного режима на высотах до 2000 м с сохранением центровки и кренящих моментов в допустимых пределах;
- ёмкость топливных баков должна быть достаточной для выполнения полета на заданную дальность и должна включать аварийный (аэронавигационный) запас на 45 мин. полёта на крейсерском режиме (по нормам FAR и JAR);
Выработка топлива не должна существенно влиять на центровку ВС;
Топливная система должна быть безопасной в пожарном отношении;
Топливная система должна обеспечивать централизованную заправку, а также должна иметь приспособления для заправки под давлением;
Должна предусматриваться возможность аварийного слива топлива в полёте в случае, если максимальная масса ВС превышает допустимую из условий посадки;
Топливная система должна иметь возможность надежного и непрерывного контроля за очередностью и количеством выработки топлива, как в отдельном баке, так и в группе баков.
Система включает в себя топливные баки, систему дренажа топливных баков, систему централизованной заправки, системы подачи и перекачки топлива, систему централизованного слива отстоя топлива, систему сигнализации водного отстоя, органы управления и контроля топливной системы, топливомер и расходомер. На современных самолётах запасы топлива могут составлять от 20 до 50 процентов взлётной массы самолёта.
Для размещения топлива используют объёмы крыла и фюзеляжа. На пассажирских и грузовых самолётах топливо размещают в крыле, освобождая фюзеляж для полезной нагрузки.
По принципу размещения различают внутренние, подвесные, фюзеляжные, центропланные и консольные топливные баки, по характеру применения - расходные, предрасходные, балансировочные. Расходными называются баки, из которых топливо подаётся к двигателям. Предрасходными называются баки, из которых топливо подается в расходные баки. Балансировочными называются баки, из которых топливо перекачивается в другие топливные баки для обеспечения необходимой центровки самолёта.
Конструктивно топливные баки представляют собой герметичные отсеки воздушного судна, так называемые бакикессоны. От порядка выработки топлива из баков, обеспечиваемого автоматом расхода, зависит центровка самолёта. С целью обеспечения необходимой устойчивости по крену самолёта топливо из правых и левых баков вырабатывается равномерно с помощью автомата выравнивания или вручную.
Слив топлива из баков может производиться через сливные штуцеры, установленные на двигателях или через систему централизованной заправки.
На некоторых самолётах для уменьшения посадочного веса самолета предусмотрена система аварийного слива топлива. В этом случае система оснащается устройством, исключающим слив из баков топлива, потребного для питания двигателей при посадке.
Схема компоновки топливных баков на самолете-истребителе представлена на рисунке7.1.
Рис.7.1.Схема компоновки топливных баков на самолете-истрибителе
Из-за малых объемов конструкции крыльев основная масса топлива размещена в фюзеляжных мягких (с внутренним резиновым и наружным, создающим каркас бака, резинотканевым слоем) баках 3, размещенных сбоку от воздушных каналов 1 под обшивкой фюзеляжа. Жесткий топливный бак 6, сваренный из тонких листов алюминиево-марганцевого сплава, закреплен на конструкции в хвостовой части фюзеляжа под двигателем 4 и его выхлопной трубой 5.
Крыльевые баки-отсеки 7 и все фюзеляжные баки соединены трубопроводами с расходным баком-отсеком 2, из которого топливо подается к двигателю. В баке 2 размещен отсек отрицательных перегрузок, конструкция и топливная аппаратура которого позволяют подавать топливо к двигателю при любых маневрах самолета, в том числе и при перевернутом полете.
Герметичность (по имени легендарного египетского мудреца Гермеса Триждывеличайшего, которому, в числе прочего, приписывалось искусство прочной закупорки сосудов) баков-отсеков обеспечивается плотной постановкой заклепок в заклепочных швах и тепло-, морозо- и керосиностойкими герметиками (полимерными композициями, обеспечивающими непроницаемость швов) в местах соединения отдельных элементов конструкции.
Для увеличения дальности полета под крылом установлены подвесные топливные баки 8, топливо из которых вырабатывается на начальных участках полета и которые сбрасываются перед выполнением собственно боевой операции, так как они ухудшают маневренность и разгонные характеристики самолета. На военных самолетах широко применяется дозаправка топливом в полете путем перекачки топлива из баков самолета-заправщика.
Выбранное при компоновке самолета расположение, конфигурация и объемы топливных баков определяют порядок расходования топлива в полете и построение схемы топливной системы самолета.
Принципиальная схема топливной системы двухдвигательного пассажирского самолета
проиллюстрирована на рисунке 7.2.
Рис.7.2.Топливная система самолета представляет собой две автономные, аналогичные по конструкции системы: правую и левую, каждая из которых подает топливо к соответствующему двигателю.
В каждой половине (консоли) крыла передний и задний лонжероны совместно с верхней и нижней панелями крыла и герметическими нервюрами образуют три кессон-бака 1, 2 и 3.
Кессон-баки каждой консоли связаны трубопроводом 11, в котором установлен кран кольцевания (кран перекрестного питания) 12, обеспечивающий подачу топлива из левой группы баков в правую и наоборот. Трубопроводы топливной системы (топливопроводы) выполняются из алюминиевых и стальных труб.
Топливо из кессон-баков по трубопроводам 4, 5 и 6 с помощью спаренных (дублирующих друг друга) перекачивающих насосов 7 в определенном порядке перекачивается в размещенный внутри кессон-бака 1 расходный отсек 8, из которого спаренными подкачивающими насосами 9 под определенным давлением подается по трубопроводу 10 через перекрывной (противопожарный) кран 13 к агрегатам топливной системы на двигателе (подкачивающий насос 14, датчик расходомера 15, топливомасляный радиатор 16, топливный фильтр 17, насос-регулятор 18, после которого под высоким давлением через коллектор подается к форсункам камеры сгорания).
Дренаж топливных баков.
Дренажная (от англ. drain - осушать) система обеспечивает поддержание необходимой разницы давлений в надтопливном пространстве баков и окружающей атмосфере и уменьшение концентрации взрывоопасных паров керосина путем наддува (и вентиляции) баков воздухом через трубопроводы, выходящие к верхним точкам баков, за счет скоростного напора, воздухом от компрессоров двигателей или из бортовых баллонов, нейтральными газами из бортовых баллонов или специальных систем.
Дренаж топливных баков поддерживает в топливных баках заданное избыточное давление для: обеспечения бескавитационной работы насосов; обеспечения минимального внутреннего и внешних давлений на стенки баков; регулирования давления воздуха в баках при их заправке топливом и сливе его.
Для нормального функционирования топливной системы в надтопливном пространстве баков с помощью дренажных устройств поддерживается давление, значение которого определяется прочностью баков и кавитационными свойствами подкачивающих насосов. Дренаж баков может быть открытым либо закрытым. При открытом дренаже надтопливное пространство баков сообщается с атмосферой трубопроводом, конфигурация которого исключает вытекание топлива из баков при выполнении эволюции воздушного судна. Давление в баках зависит от формы заборного патрубка и располагаемого скоростного напора набегающего потока воздуха. При закрытом дренаже воздух для подачи в баки отбирается за компрессором двигателя. В этом случае устанавливаются клапан наддува, поддерживающий требуемое давление, и предохранительные клапаны.
Дренаж баков в большинстве случаев осуществляется открытой системой дренажа через дренажный отсек, соединенный трубопроводами с атмосферой через воздухозаборники.
Для предохранения системы дренажа при закупорке в трубопроводы, идущие от воздухозаборников дренажа, вварены патрубки, в которых установлены вакуумные клапаны дренажа, открывающиеся при создании в трубопроводе разрежения, предохраняя его от смятия.
Системы подачи и перекачки топлива.
Систему выработки топлива условно можно разбить на систему перекачки топлива и систему подачи его к двигателям. Схема подачи топлива к двигателям определяется количеством топливных баков, двигателей и их компоновкой на самолёте.
На многодвигательных самолётах применяются общие (централизованные), раздельные и автономные системы подачи топлива (см. рис. 8.1.). В общей системе топливо подается через расходный бак ко всем двигателям. В раздельных системах топливо подаётся к каждому двигателю от определённой группы баков. Автономные системы обеспечивают питание каждого двигателя из своего бака. Подача топлива к двигателям осуществляется из расходного (расходных) отсека с помощью насосов подкачки.
Рис.7.3. Классификация систем подачи топлива к двигателям: а - общая; б - раздельная; в - автономная; РО - расходный отсек; ПК - перекрывной кран; КК - кран кольцевания
В расходном баке размещаются, как правило, два насоса подкачки, которыми топливо подаётся к двигателям, датчики топливоизмерительной аппаратуры, элементы предохранения бака от переполнения при перекачке в него топлива из других баков, а также устройства, разгружающие стенки бака от чрезмерного давления. Бесперебойная работа двигателя на режимах полёта с нулевыми или отрицательными перегрузками обеспечивается встроенным в конструкцию расходного топливного бака противоперегрузочным отсеком, в котором устанавливается насос подкачки, либо топливным аккумулятором. Принцип действия противоперегрузочного отсека основан на том, что топливо из бака свободно поступает в отсек и заполняет его, но при отливах топлива в расходном топливном баке оно из отсека уйти не может. Объём отсека обеспечивает работу насоса в течение заданного расчетного времени действия перегрузок, в результате которых произошёл отлив топлива в расходном топливном баке.
Подача топлива к насосам высокого давления двигателей для обеспечения их бескавитационной работы производится при двухступенчатом повышении давления. Вначале давление повышается баковыми насосами подкачки, а затем двигательным насосом. В магистралях подачи топлива в двигатели устанавливаются обратные клапаны, краны кольцевания, топливные аккумуляторы, обеспечивающие питание двигателей топливом на режимах полёта с околонулевыми и отрицательными вертикальными перегрузками, перекрывные краны, датчики расходомёров, топливомасляные теплообменники и фильтры.
Топливные фильтры снабжаются перепускными клапанами, через которые обеспечивается питание двигателя топливом в случаях засорения или обледенения фильтра.
Наличие линии кольцевания с кранами кольцевания обеспечивает подачу топлива в любой двигатель при отказах в подкачивающей магистрали любого расходного бака, а также служит для выравнивания количества топлива в симметричных баках.
Топливный аккумулятор (см. рис. 7.4.) представляет собой цилиндрический или сферический сосуд, разделённый прорезиненной мембраной на две полости - воздушную и топливную. Воздушная полость находится под давлением сжатого воздуха. Топливная полость соединена с трубопроводом, идущим от подкачивающего насоса к двигателю, и при работающем подкачивающем насосе заполнена топливом, так как давление воздуха в воздушной полости меньше минимально возможного давления топлива. При этом мембрана прижата к стенкам сосуда
и весь его объём заполнен топливом. При отливе топлива от насоса давление в трубопроводе за ним падает, сжатый воздух давит на мембрану и она вытесняет топливо из топливной полости в магистраль подкачки (проходу топлива в насос препятствует установленный в магистрали обратный клапан). Вместимость топливного аккумулятора определяется расчётным временем действия перегрузок, приводящих к отливу топлива от насоса.
Рис. 7.4. Топливный аккумулятор: 1 - полусфера; 3 - резинотканевая мембрана; 4 - прокладки; 5 - болт; 6 - штуцер трубопровода отвода газов; 7 - диафрагма; 8 - полусфера; 9 - патрубок отвода топлива; 10 - профиль; 11 - стыковые кольца; 12 - патрубок подвода топлива; 13 - штуцер сливного крана; 14 - штуцер трубопровода наддува
Подача топлива в двигатели контролируется сигнализаторами давления, датчики которых устанавливаются за каждым баковым насосом подкачки и на входе в насос высокого давления двигателя, а также сигнализаторами перепада давления, характеризующими состояние фильтров. Сигнализация осуществляется обычно на мнемосхеме топливной системы в кабине экипажа.
Системы перекачки топлива выполняют различные функции и могут быть подразделены на основную, вспомогательную и балансировочную. Основная система перекачки топлива обеспечивает подачу топлива из баков в расходные отсеки в определённой очередности. Вспомогательные системы обеспечивают откачку топлива из дренажных бачков, выработку остатков топлива из баков и т.д. Система балансировочной перекачки обеспечивает необходимую центровку самолёта.
Для повышения надёжности работы в баках устанавливают по два электрических центробежных насоса. В последнее время в системах перекачки топлива дополнительно используются струйные насосы.
Примером наиболее характерной топливной системы может служить самолёт Ту-154, на котором используется централизованная топливная система (см. рис. 7.5.). Ко всем трём двигателям этого самолёта топливо подаётся из общего расходного бака, а из остальных баков топливо перекачивается в расходный бак по определённой программе. Для обеспечения равного расхода топлива, перекачиваемого в расходный бак из баков левого и правого крыла, используется порционер.
Рис. 7.5. Принципиальная схема топливной системы с расходным баком: 1 - кессон-бак расходный; 2, 3, 4 - кессон-баки; 5 - насосы перекачки; 6 -подкачивающий насос; 7 - порционер; 8 - блок обратных клапанов; 9 - обратные клапаны
На самолёте Ил-76 топливо в процессе выработки перекачивается в расходные отсеки последовательно из резервных и дополнительных баков перекачивающими насосами, установленными по два насоса в каждом баке. Из расходных отсеков, установленных в главных баках, топливо подается к двигателям двумя подкачивающими насосами. Управление порядком выработки топлива производится системой управления и измерения топлива, работающей от сигнализаторов уровня топлива в очередных баках.
На самолете Як-42 топливо размещено в трех кессонах (см. рис. 7.6.) - двух крыльевых и одном центропланом (среднем).
Рис.7.6. Топливная система самолета Як - 42
Органы управления агрегатами топливной системы размещены на верхнем пульте кабины экипажа и пульте управления ВСУ.
На щитке топливной системы расположены:
АЗР-ы "НАСОСЫ ВКЛ. ОТКЛ." для управления подкачивающими насосами;
Зеленые светосигнализаторы наличия давления топлива за насосами;
Желтые светосигнальные табло "НЕТ ДАВЛ. ТОПЛ." сигнализации падения давления топлива на входе в двигатель;
Выключатели "ЛЕВ. КРАН КОЛЬЦ." и "ПРАВ. КРАН КОЛЬЦ." для ручного управления кранами кольцевания;
Выключатель "ОТКЛ. АВТОМ. КРАН КОЛЬЦ." для автоматического управления кранами кольцевания. В исходном положении выключатель закрыт крышкой, законтрен и опломбирован.
В таком положении выключателя краны кольцевания открываются автоматически только в полете (при разжатой левой опоре), если обесточена сеть переменного тока 200В или загорелось одно из табло "320 кг".
Желтые и зеленые лампы кранов кольцевания, которые срабатывают так же, как соответствующие лампы пожарных кранов;
Светосигнальные табло "670 ЛЕВ., СРЕДН., ПРАВ.", "320 ЛЕВ., СРЕДН., ПРАВ." для сигнализации остатка топлива;
Кнопка "КОНТРОЛЬ СИГНАЛИЗАТОРОВ" для проверки сигнализаторов СУИТЗ.
Контроль работоспособности сигнализаторов остатка топлива "870" и "320" выполняется при заполненных топливных кессонах. Четыре пожарных крана (три для двигателей Д-36 и один для ВСУ) управляются четырьмя переключателями "ПОЖАРНЫЕ КРАНЫ ТОПЛИВА", расположенными на панели "ПРОТИВОПОЖАРНАЯ СИСТЕМА" на верхнем пульте. Закрытое и открытое положения пожарных кранов контролируются четырьмя желтыми и четырьмя зелеными сигнальными лампами, размещенными там же.
Система управления и измерения топлива предназначена для:
Измерения количества топлива в центропланном (среднем) кессоне и в каждом крыльевом (левом и правом) кессонах и выдачи информации на индикатор, установленный на приборной доске;
Измерения суммарного количества топлива в кессонах и выдачи информации на индикатор, установленный на приборной доске;
Измерения заправляемого количества топлива в центропланном (среднем) кессоне и в каждом крыльевом (левом и правом) кессонах;
Выдачи на табло "ТОПЛИВО 870", установленные на верхнем пульте в кабине экипажа, сигналов остатка топлива в центропланном кессоне 870 кгс и в каждом крыльевом кессоне 870 кгс;
Выдачи на табло "ТОПЛИВО 870" дублирующих сигналов остатка топлива 650 кгс по каждому кессону;
Выдачи на табло "ТОПЛИВО 320", установленные на верхнем пульте, сигналов остатка топлива в центропланном кессоне 320 кгс и в каждом крыльевом кессоне 320 кгс;
Выдачи сигналов о суммарном количестве топлива в самолетный ответчик и МСРП-64М-2.
Суммарное количество топлива определяется по показаниям трехразрядного барабанчикового счетчика, а количество топлива в каждом кессоне - по показаниям трех индексов профилей индикатора, которые устанавливаются против деления шкалы, соответствующего количеству топлива в кессоне.
Работа измерительной части основана на измерении электрической емкости датчиков, изменяющейся с изменением уровня топлива в баках. Электроёмкостные датчики выполняются в виде конденсатора из коаксильно расположенных труб. Работа автоматической части управления расходом и заправкой основана на свойстве катушки индуктивности датчика - сигнализатора изменять индуктивное сопротивление от перемещения в ней стального сердечника при изменении уровня топлива. Измерение количества топлива в баке при помощи поплавково-рычажных топливомеров основано на принципе преобразования с помощью реостата перемещения поплавка в электрический сигнал.
Для измерения мгновенного расхода топлива каждым двигателем и остатка топлива в баках для каждого двигателя предназначен расходомер. Крыльчато-тахометрический расходомер представляет собой преобразователь, генерирующий электрический сигнал, пропорциональный расходу протекающего топлива и состоящий из расходомерной трубы, в которой установлена лопастная турбина, и системы измерения скорости вращения турбины.
Каждый из трех двигателей Д-36 и ВСУ питается топливом из соответствующего топливного кессона и имеет автономные трубопроводы питания топливом и агрегаты подачи топлива.
Топливо к двигателям подается под давлением подкачивающими насосами, установленными в кессонах. К каждому боковому двигателю Д-36 топливо из кессонов подается двумя электроприводными подкачивающими насосами, включенными в магистраль питания параллельно. Средний двигатель питается топливом от двух электроприводных подкачивающих насосов, установленных в среднем кессоне.
К магистральным трубопроводам питания двигателей Д-36 подсоединены обратные самотечные (обратные запорные) клапаны, предназначенные для подачи топлива к двигателям самотеком в случае отказа подкачивающих насосов. Кроме того, для обеспечения питания двигателей топливом под давлением при отказе отдельных подкачивающих насосов
магистральные трубопроводы питания боковых двигателей соединены с магистралью питания среднего двигателя через два крана кольцевания трубопроводом кольцевания.
В магистрали питания двигателей Д-36 включены топливные аккумуляторы и электроприводные перекрывные пожарные краны.
Питание топливом ВСУ осуществляется из центропланного кессона пусковым насосом постоянного тока. При работе подкачивающих насосов расходный отсек всегда (кроме случая отрицательной перегрузки) заполнен топливом. Топливо в расходный отсек боковых кессонов подается двумя струйными насосами, в расходный отсек среднего кессона четырьмя струйными насосами, использующими для своей работы активное топливо, отбираемое от подкачивающих насосов.
В стенках расходного отсека установлены три обратных клапана, обеспечивающие приток топлива в расходный отсек в случае питания двигателя на самотеке.
Система дренажа - открытого типа, с отбором воздуха для подачи в топливные кессоны непосредственно из атмосферы. Каждый боковой кессон имеет свою систему дренажа.
Для дренажирования среднего кессона в верхнюю его часть из дренажных отсеков боковых кессонов выведены два дренажных трубопровода.
Если разница топлива в симметричных баках превысит допустимую величину, его количество выравнивается следующим образом:
Открываются краны кольцевания симметричных двигателей;
Отключаются подкачивающие насосы двигателя с меньшим остатком топлива и вырабатывается топливо из баков двигателя с большим остатком до выравнивания его количества;
Включаются ранее выключенные подкачивающие насосы;
Закрываются краны кольцевания.
При отказе двух насосов в одном баке двигатели питаются самотеком. Полет выполняется с минимальными эволюциями на высоте, обеспечивающей устойчивую работу двигателя.
При всех обесточенных насосах полет выполняется с минимальными эволюциями до ближайшего аэродрома.
Перед полетом экипаж обязан:
Принять доклад от авиатехника о количестве и сорте заправленного топлива;
Убедиться, что слит отстой топлива и в нем отсутствуют механические примеси и вода, а в зимнее время кристаллы льда. Произвести внешний осмотр самолета, при этом проверить, нет ли течи бензина, проверить заправку самолета топливом. После посадки в кабину необходимо включить и проверить исправность топливомера, суммарное количество топлива в баках и количество топлива отдельно в левом и правом крыле. Контроль за расходом топлива в полете осуществлять по топливомеру и часам. Загорание сигнальной лампы с красным светофильтром на световом табло ОСТАТ. ТОПЛ. указывает пилоту на то, что в баках осталось на 30 мин полета.
Заправка самолёта топливом.
Применяются два вида заправки: первый - раздельное заполнение одного или нескольких баков через открываемую сверху горловину - так называемая верхняя, или открытая, заправка и второй - централизованная заправка под давлением через один или несколько штуцеров, расположенных в нижней части самолёта, в месте, удобном для обслуживания
Централизованная заправка самолёта топливом под давлением имеет значительные эксплуатационные преимущества перед открытой заправкой через заливные горловины, установленные в каждом баке, так как она более удобна и существенно сокращает время заправки, особенно при большой вместимости топливной системы. Кроме того, исключается возможность попадания в баки посторонних включений, улучшаются условия пожарной безопасности. Однако необходимое для применения централизованной заправки дополнительное оборудование топливной системы самолёта (в том числе предохраняющее баки от повышения допустимого давления) усложняет конструкцию и приводит к некоторому увеличению её массы.
Порядок заправки топливных баков должен обеспечивать нормальную центровку самолёта и обычно противоположен порядку выработки топлива.
Заправка баков осуществляется через штуцеры централизованной заправки. За штуцерами установлены магистральные краны заправки, а на входе трубопроводов в баки - краны заправки и гидроуправляемые клапаны.
При заполнении какого-нибудь бака сигнализатор заправки системы выдает сигнал на закрытие V крана заправки этого бака, кран автоматически закрывается и загорается его светосигнализатор. Аналогично автоматически закрываются краны всех заполненных баков. Если какой-нибудь из кранов не закрылся автоматически, то с повышением уровня топлива в баке закрывается поплавковый клапан и поступление топлива в бак все равно прекращается. Симметричные баки разных полукрыльев заправляются одновременно.
При заправке необходимо следить, чтобы разность в количестве топлива в баках левого и правого полукрыльев была не более 1000 кг.
При необходимости неполной заправки какого-нибудь бака заправку можно прекратить ручным закрытием соответствующего крана заправки. Кран закроется и автоматически, если предварительно установить кремальеру соответствующего индикатора на отметку требуемого количества заправляемого топлива. При необходимости применяется топливо с противообледенительными присадками "И", "И-М", "ТГФ" и "ТГФ-М" в количестве не более 0,3% по объему. В качестве антистатического присадка допускается применение "СИГБОЛА".
