Подсистема дренажа топливных баков

Подсистема дренажа топливных баков предназначена:

- для поддержания в баках давления близкого к атмосферному с целью предотвращения их разрушения на всех этапах эксплуатации, включая заправку и слив топлива;

- для обеспечения пожаробезопасности топливной системы путем выведения паров топлива за борт самолета.

В общем случае подсистема дренажа включает:

- воздухозаборники, обычно расположенные на нижней панели крыла в дренажных баках;

- дренажные баки;

- систему трубопроводов, по которой воздух подается во все топливные баки системы;

- предохранительные клапаны, предотвращающие повышение давления в баках выше заданного;

- вакуум- клапаны, обеспечивающие связь баков с атмосферой в случае засорения заборных патрубков;

- устройства, предотвращающие попадание пламени в подсистему дренажа при аварийных ситуациях (пламепреградители) и др.

В конструкции подсистемы учитывается, что на основных этапах полета (набор высоты, крейсерский полет, движение по аэродрому) наиболее «высокими» точками являются области отсеков вблизи передних лонжеронов. Именно в эти области выводятся выходные патрубки системы основного дренажа. Однако на некоторых этапах полета (торможение, аварийное снижение) топливо приливает к переднему лонжерону и перекрывает выходные патрубки основного дренажа. В этом случае на ряде самолетов используется система дополнительного дренажа, выходные патрубки которого расположены в области заднего лонжерона крыла.

Рассмотрим конструкцию и работу подсистем дренажа современных самолетов.

На рис.1.5 приведена схема дренажной системы самолета Ил-76.

Дренажная система выполнена раздельно для баков левого и правого полукрыла. В каждом полукрыле предусмотрено два дренажа: основной, обеспечивающий дренирование баков в горизонтальном полете, в наборе высоты и на земле, а также дополнительный, обеспечивающий дренирование баков при планировании (аварийном снижении), когда выходные патрубки основного дренажа будет залит топливом.

В каждом полукрыле имеется дренажный бак для сбора топлива, попадающего в дренажный трубопровод. Накопившееся в дренажных баках топливо автоматически перекачивается в резервные топливные баки двигателя 1 (из левого дренажного бака) и двигателя 4 (из правого дренажного бака). Перекачка может быть включена вручную с центрального пульта летчиков. Каждый дренажный бак сообщается с атмосферой посредством воздухозаборника, выведенного под нижнюю поверхность концевой части крыла.

Воздухозаборник 6 дренажа состоит из трех патрубков: заборного, клапанного и внутрибакового. Конец заборного патрубка, выведенный под нижнюю панель крыла, имеет срез под углом 46° к направлению набегающего в полете потока воздуха. В расточках четырех приливов клапанного патрубка установлены три вакуумных клапана 5 и один предохранительный 4. Вакуумные клапаны 5 служат для сообщения дренажной магистрали с атмосферой, если перекроется заборный патрубок и в надтопливном пространстве баков образуется разрежение, предохранительный клапан 4 сообщает дренажную магистраль с атмосферой при повышении давления в магистрали.

В горизонтальном полете и наборе высоты при наличии топлива в баке магистраль дополнительного дренажа перекрыта заслонками поплавковых клапанов. Дренирование топливного бака происходит через магистраль основного дренажа: поток набегающего воздуха через воздухозаборник создает избыточное давление в дренажном баке и через трубопровод дренажной магистрали в надтопливном пространстве бака. Если перекрыто входное сечение воздухозаборника (обмерзание), дренажная магистраль разобщается с атмосферой и в баках при снижении самолета или по мере выработки топлива в горизонтальном полете будет уменьшаться давление. При увеличении перепада между давлением в дренажном баке и давлением в дренажной магистрали и топливных баках до величины 0,02кгс/см² откроется три вакуумных клапана, установленных в клапанном патрубке воздухозаборника, и соединят дренажную магистраль и надтопливное пространство баков с атмосферой. Если давление в топливных баках будет выше атмосферного, срабатывает предохранительный клапан, установленный в клапанном патрубке воздухозаборника, надтопливное пространство баков через дренажную магистраль соединится с атмосферой и давление в баках выравнивается.

Бак 1Г

Бак 1Р

Бак 2Г

Бак 2Р

Бак 2Д

Бак 1Д

Трубопроводы основного дренажа

Трубопровод дополнительного дренажа

Поплавковые клапаны

Дренажный бак

Рис.1.5. Принципиальная схема системы дренажа топливных баков самолета Ил-76,где 1- топливный насос; 2- сигнализатор давления; 3- фильтр; 4- предохранительный клапан; 5- вакуумный клапан; 6- воздухозаборник

Дренажная система топливных баков самолета Суперджет предназначена для предотвращения возникновения таких величин перепадов давлений между баками и атмосферой, которые могли бы привести к повреждению топливных баков. Кроме того, дренирование баков позволяет снизить пожаробезопасность путем выведения топливно-воздушной смеси за борт ЛА.

Система дренажа топливных баков, схема которой показана на рис.1.6, поддерживает давление воздуха в надтопливном пространстве топливных баков близким к давлению наружного воздуха во всех ожидаемых условиях эксплуатации, в том числе в процессе:

— заправки или слива топлива на земле;

— набора высоты и снижения самолета.

Система дренажа топливных баков включает:

— два воздухозаборника дренажа, расположенные под пламепреградителями в дренажных баках левой и правой консоли;

— два дренажных бака;

— дренажный короб, соединяющий дренажные баки;

— трубопроводы дренажа, откачки;

— струйные насосы и трубопроводы откачки;

— поплавковые клапаны;

— предохранительные пружинные клапаны;

— предохранительные разрывающиеся диски;

— пламепреградители.

Надтопливное пространство топливных баков сообщается с атмосферой с помощью трубопроводов дренажа через два воздухозаборника 1, расположенные в каждом дренажном баке в местах вне вероятных зон удара молнии. Дренажный короб, выполненный между стрингерами верхних панелей крыла, соединяет дренажные баки. Каждый топливный бак соединяется с дренажным коробом трубопроводом, передний конец которого выведен к переднему лонжерону. На заднем конце этого трубопровода установлен поплавковый клапан, предотвращающий попадание топлива в дренажный короб. На ответвлениях дренажного трубопровода в центральном баке установлены поплавковые клапаны, предотвращающие попадание топлива в дренажный короб при кренах самолета. На нервюре 16 установлены поплавковые клапаны, предотвращающие попадание топлива из отсеков №2 в дренажные баки через отверстия, соединяющие надтопливные полости. Также на нервюрах 16 установлены клапаны сброса давления (на рисунке не показаны), отрегулированные на избыточное относительно атмосферы давление 40кПа (0,4 кгс/см²).

Дренажный короб

Активное топливо

Переливной короб

Поплавковый клапан

Поплавковый клапан

Дренажный бак

Топливные отсеки левой консоли крыла

Рис.1.6. Принципиальная схема системы дренажа самолета Суперджет,где 1- воздухозаборник; 2- пламепреградитель; 3- разрывающийся диск; 4- струйный насос перекачки топлива из дренажного бака

В дренажных баках на нижней обшивке консоли крыла между нервюрами 16 и 17 установлены разрывающиеся диски 3, которые рассчитаны на разрушение в случае повышения избыточного давления в топливных баках выше 70кПа (0,7кгс/см²) относительно атмосферного давления и в случае создания отрицательного перепада давления относительно атмосферного давления более 15 кПа (0,15кгс/см²). В нижней зоне каждого из дренажных баков установлен датчик – сигнализатор уровня (на рисунке не показан), посылающий сигнал в систему заправки топливом на блокировку заправки при заполнении 1/3 высоты дренажного бака топливом, и всасывающие патрубки струйных насосов 4, предназначенных для откачки топлива, попавшего в дренажные баки.

В отсеках №2 каждой консоли установлено по одному струйному насосу 4, предназначенному для удаления из дренажного бака топлива, попавшего в дренажный бак при рулении или эволюциях самолета. На всасывающих патрубках установлены обратные клапана. Сопла струйных насосов подключены к напорным трубопроводам активного топлива, а выходные патрубки сообщены с отсеками №3, куда подается топливо из дренажных баков. Для предотвращения проникновения пламени в топливные баки, в случае аварийной посадки, в воздухозаборниках дренажной системы между нервюрами 17 и 18 установлены пламепреградители.

Описание основных элементов конструкции подсистемы дренажа, размещенных в дренажном баке (см. Рис.1.7) приведено ниже.

Рис.1.7

А. Разрывающийся диск

Разрывающийся диск установлен внутри дренажного бака на обшивке крыла между нервюрами №16, 17. Разрывающийся диск предназначен для предотвращения резкого изменения давления в топливных баках относительно атмосферного давления. При повышения избыточного давления в топливных баках выше 70кПа (0,7кгс/см²) относительно атмосферного давления и в случае создания отрицательного перепада давления относительно атмосферного давления более 15кПа (0,15кгс/см²) происходит разрушение разрывного диска и выравнивание внутрибакового давления с атмосферным.

Б. Пламепреградитель

Пламепреградитель установлен внутри дренажного бака между нервюрами №17, 18. Пламепреградитель предназначен для предотвращения проникновения пламени в топливные баки при аварийной посадке. Пламепреградитель работает по принципу лабиринтного воздушного фильтра, отсекая пламя, возникшее снаружи самолета в систему дренажа, где присутствуют пары топлива.

В. Клапан сброса давления

Клапан сброса давления установлен на нервюре №16. Клапан предназначен для сброса избыточного давления в баках относительно атмосферного давления воздуха. Клапан сброса давления закрыт при внутрибаковом давлении менее 40кПа (0.4кгс/см²). Тарелка клапана под действием загрузочных пружин плотно прижата к седлу клапана и закрывает отверстие, соединяющее полости дренажного бака с отсеком №2 крыльевого топливного бака. При повышении давления внутри топливного бака до 40кПа (0.4кгс/см²) избыточное давление преодолевает усилие пружин и открывает клапан, стравливая давление.

Принципиальная схема подсистемы дренажа самолета А-320 показана на рис.1.8. По конструкции и принципу работы она подобна подсистеме дренажа самолета Суперджет.

Рис.1.8. Система дренажа топливных баков на самолете А-320,где 1- воздухозаборник; 2- пламепреградитель; 3- разрывающийся диск; 4- поплавковый клапан; 5- обратный клапан; 6- предохранительный клапан  

Дренажный бак

Дренажный трубопровод в межстрингерном пространстве

Дренажный трубопровод центрального бака

Дата добавления: 2015-06-04