Топливные системы. Схемы подачи топлива

Классификация АСУ

Классификация систем силовых установок

Под системой АСУ понимается совокупность магистралей, объединенных одной функцией по обеспечению работ двигателя.

Характерным признаком такой системы является наличие рабочего тела; движущей этой жидкостью.

В зависимости от свойств жидкости рабочего тела системы делятся:

- гидравлические

- газовые

- электрические

По виду жидкости:

- топливные

- масляные

- водяные

- газовые (воздушные, азотные, нейтральные).

В зависимости от схемы движения тела разделяются разомкнутые и замкнутые (циркуляционные).

В разомкнутых жидкость движется к потребителю. Замкнутые могут быть: 1) одноконтурные рис а; 2) двухконтурные рис б; 3) короткозамкнутые рис в.

Классификация АСУ по типу применяемых двигателей:

1. поршневые (ПД);

2. воздушные реактивные двигатели (ВРД):

- турбореактивные (ТРД);

- турбовинтовой двигатель (ТВД);

- двухконтурные (ДТРД);

- прямоточный воздушно реактивный двигатель (ПВРД).

3. Ракетные двигатели (РД):

- РД твердого топлива (РДТТ);

- РДЖТ (ЖРД).

1 АСУ с поршневым двигателем.

, где эффективная мощность двигателя; скорость полета; КПД винта.

не зависит от скорости полета: , а потребная . Так как баланс

и потребной тяги не соблюдается на больших скоростях требуется увеличить рост , что очень трудно реализовать.

ПД не получили распространение на СУ, используемых у ЛА с большой скоростью полета. При числе Маха около 1 – ПД не применяются.

2 АСУ с ТВД

При дозвуковых скоростях полета 165-220 м/с и небольших высотах Н=6-10 км на пассажирских и транспортных ЛА.

Достоинства: 1 - Возможность получения большой мощности в одном агрегате; 2 - Малый удельный вес и большая удельная лобовая мощность; 3 - Небольшой расход топлива ; 4 - Вероятность торможения винтами. У ЛА с ТВД больше экономичность чем у ЛА с ТРД.

При скорости полета до 365м/си равной грузоподъемности значительно больше дальность полета.

Недостатки: 1. Большая стоимость обслуживания; 2 – Большой удельный вес; 3 – Меньше надежность из-за винта; 4 – Ограниченная возможность компоновки.

3 АСУ с ТРД

Скорость больше 220 м/с (при сверхзвуковых скоростях). Объединяет в себе и двигатель и движитель - реактивное сопло, который прост по конструкции, развивает большую тягу до 20т, отсутствие винта облегчает компоновку на ЛА, СУ с ТРД имеет наименьшее лобовое сопротивление. ТРД – основной двигатель при полетах на сверхзвуковой скорости.

Недостатки: неэкономичность: .

4 АСУ с ДТРД

На сверхзвуковых скоростях полета наиболее экономичный является двухконтурный двигатель.

- расход топлива; меньший вес, чем ТВД; более лучшее характеристики на взлете, чем ТРД; меньший уровень шума.

5 ПВРД

На сверхзвуковых скоростях полета от М>2,5 наибольшей экономичностью обладает ПВРД.

достоинства: 1 – экономичность, удельная тяга: при М=3-3,5 достигает и превосходят аналогичные характеристики ТРДФ (турбореактивный с форсажной каморой).

Достоинства: 1 – малый удельный вес; 2 – простота конструкции.

Недостатки: 1 – невозможность самостоятельного взлета и запуска; 2 – незначительный эффект при малых скоростях полета.

Используется в совокупности с другими двигателями.

6 Ракетные двигатели

По величине развиваемой тяги превосходят все двигатели. Тяга РД не зависит от высоты полета, малый удельный вес, высокий КПД при сверхзвуковой скорости.

Недостатки: большой расход топлива, высокая пожароопасность.

Топливная система – это совокупность магистралей и агрегатов, служащих для подачи топлива к двигателям.

Требования:

1. Надежное питание двигателей топливом на всех режимах полета и пожаробезопасность;

2. Емкость баков должна обеспечивать размещение необходимого количества топлива для обеспечения необходимой дальности полета;

3. автоматическая и максимальная выработка топлива из бака в заданной последовательности и сохранении при этом центровки ЛА в допустимом диапазоне;

4. Закрытая заправка топливных баков для ЛА общей емкостью баков свыше 6000 литров;

5. Слив топлива в полете для ЛА имеющих ограничения по посадочному весу;

6. полный слив топлива на земле;

7. Надежный и удобный контроль работ ТС на земле и в полете.

Для ПД в качестве топлива используется бензин – Б-70, Б-91/115, Б-95/130, и модификации СБ-78 в составе 20-25% Б-91/115, 80-75% Б-70.

Для турбореактивных двигателей, ТВД, ДТРД – используется керосин Т-1, ТС-1, Т-5, Т-6, Т-7.

При эксплуатации ТС во внимание принимается следующие характеристики:

- плотность (удельный вес);

- давление насыщенных паров;

- вязкость;

- теплоемкость и теплопроводность;

Чем выше давление насыщенных паров топлива, тем быстрее наступает холодное вскипание топлива, тем меньше высотность топливной системы.

Топливная система состоит: система питания; система дренажа топливных баков; автоматическая система управления расходом топлива и измерения его количества и качества.

Система питания предусматривает магистрали, обеспечивающие подачу, слив топлива, заправку топливных баков.

Схема подачи топлива.

Топливный бак 5 снабжается дренажным патрубком 1, служащим для связи надтопливного пространства с атмосферой. Такая выработка топлива называется открытой. Дренажный патрубок за счет скоростного напора обычно создает избыточное давление в баке 0,15-0,3 атм. Если происходит закрытая выработка, то за счет компрессора двигателя происходит принудительный наддув бака. Уровень топлива в баке контролируется датчиком 2 с указателем 3. Датчик может быть поплавкого типа или емкостного. Заправка топлива производится через заправочный штуцер 14. Насос 6 является подкачивающим насосом ЛА. Он служит для продавливания топлива через магистраль и повышения давления на входе в ОНД (основной насос двигателя) тем самым повышая высотность топливной систем. В существующих ТС возможно многократная подкачка, т.е. кроме ПНЛ (6) используется ПНД (14) (подкачивающий насос двигателя). Давление на выходе ПНЛ контролируется манометром (7), обратный клапан (9) служит для обеспечения однонаправленного движения топлива. В случае отказа ПНЛ или двигателя соседней силовой установкой обратный клапан (9) не пропускает топливо через неработающий ПНЛ в бак.

Аналогично работают обратные клапаны при вступлении в действие топливного аккумулятора 10. Излишнее давление в 10 стравливается через жиклер 11. Пожарный кран 13 служит для отсечки топлива от двигателя в аварийных ситуациях.

Кран перекрестного питания 12 обеспечивает связь отдельных топливных систем СУ самолета. Кроме того этот кран 12 позволяет производить выработку из баков по определенной программе. Насос ПНД (14) обеспечивает дополнительную подкачку давления на входе в насос ОНД (24). Расход топлива контролируется расходомером 15. Топливо масляный радиатор (17) обеспечивает охлаждение масла за счет топлива. Если расход топлива для охлаждения масла превышает расход топливо питание двигателя, то избыток топлива через магистраль 18 отправляется в бак. Фильтр 19 служит для очистки топлива. Давление на выходе и входе контролируется манометром (20). Манометр 22 служит для замера давления на входе ОНД (24). Давление на входе в топливный коллектор (27) контролируется манометром 25.

Дата добавления: 2014-12-26