Высотность топливной системы с работающими ПНЛ

Определение высотности топливной системы с работающими ПНЛ сводится к определению высотности самих ПНЛ.

Составим уравнение Бернулли относительно уровня топлива в баке — сечение Б—Б и входа в ПНЛ — сечение П—П (рис. 66

Рн + Δризб + Y_Б γ_т + γ_тV²_Б / 2g = Р _{ВХ П} + Y_П γ_т + γ_тV²_П / 2g + Δрг+ Δри

скорость течения топлива в баке Уц примем равной нулю. Гидравлические сопротивления и инерционные потери также не будем учитывать. Тогда наименьшее значение Рн определится фор­мой

Рн mln= Р _{ВХ П} mln - γ_т (Y_Б -Y_П) - Δризб-

Пренебрегая величиной (Yв—Yп) Тт и используя уравнение 10) бескавитационной работы насоса, формулу (73) можно представить в виде

Рн mln= р _{t 4/1} + Δ р_{кав П min} - Δ р _Изб

Рис. 66. Расчетная схема опре­деления высотности топливной системы с работающими ПНЛ:

1—заборник воздуха из атмосферы; 2—бак; а—ПНЛ

Из анализа уравнения (74) можно установить, что на высотность топливной системы с работающими ПНЛ влияют давление на­чищенных паров топлива, величина избыточного давления в надтопливной части бака и максимальный потребный кавитационный запас давления подкачивающего насоса. При определении последней ве­личины необходимо учесть, что на кавитацию в топливных системах оказывает влияние также скороподъ­емность летательного аппарата.

Вес растворенного в топливе воз­духа пропорционален давлению по­следнего над топливом (закон Генри). При наборе высоты вес растворен­ного воздуха в топливе уменьшается пропорционально падению давления и топливном баке. Избыток воздуха выделяется в виде пузырьков, кото­рые постепенно выходят из топлива. Если скороподъемность летательного аппарата невелика, то мала и ско­рость понижения давления воздуха, который успевает выйти из топлива, не оказывая заметного влия­ния на работу ПНЛ и заборной магистрали топливной системы.

Значительная скороподъемность летательного аппарата, особенно на больших высотах полета, и резкое уменьшение давления воздуха приводят к большим избыткам воздуха в топливе, который не успевает из него выделиться. В результате происходит кратко­временное вскипание топлива. В ПНЛ тогда поступает топливо, перенасыщенное воздухом, что приводит к вихреобразованию, бо­лее раннему возникновению и развитию кавитации в насосе и попа­данию воздуха в заборную магистраль. Последнее может создать пульсацию давления топлива, вызываемую особенностями течения диухфазной жидкости. Поэтому при значительных вертикальных скоростях (Vу>10 м/сек) на больших высотах необходимо повысить значение минимального кавитационного запаса ПНЛ на ве­личину δР_кавП определять его по формуле

ΔР^I _{кав П min} = ΔР _{кав П min} + δР_кавП

Для центробежных ПНЛ согласно формуле (43)

ΔР _{кав П min} = [10(60 n)^4/3W^2/3γ _T ]/C^4/3

где п — скорость вращения, об/сек. Для этих насосов установлено, что

δР_кавП = 48k_р (V_y- 10) lg V _Y,

где kp — коэффициент, учитывающий давление насыщенных па­ров топлива. Этот коэффициент определяется формулой

k_р =1+23•10-⁶(p _{t 4/1}- 4000). (76)

В формуле (76) значения p _{t 4/} даны в ньютонах на квадратный метр.

Тогда выражение (75) представится в виде

ΔР^I _{кав П min} = [10(60 n)^4/3W^2/3γ _T ]/C^4/3 48k_р (V_y- 10) lg V _Y (78)

Если высотность топливной системы больше аэродинамического потолка летательного аппарата, то Vy = 0 и δР_кавП = 0. Поэтому вначале следует выполнить расчет высотности без учета Vy. Если в результате этих расчетов высотность топливной системы окажет­ся ниже аэродинамического потолка, то необходимо определить δР_кавП. Значения Vy берут из аэродинамического расчета. Для упрощения вычислений можно воспользоваться постоянными зна­чениями Vy на предельно возможной высоте полета, которая была ранее определена без учета Vy.

Подставляя выражение (77) с формулу (74), получаем значения высотности с учетом Vy:

Рн mln= р _{t 4/1} + 48k_р (V_y- 10) lg V _Y,- Δ р _Изб + [10(60 n)^4/3W^2/3γ _T ]/C^4/3 =

= A ₃+ B₃ W^2/3 (78)

A ₃ = р _{t 4/1} + 48k_р (V_y- 10) lg V _Y,- Δ р _Изб (79)

B₃ =[10(60 n)^4/3γ _T ]/C^4/3 (80)

Формула (78) является уравнением допустимого расхода топлива по условию бескавитационной работы топливной системы при работающих ПНЛ.

В уравнении (78) два неизвестных: Рн mln и W, поэтому задача, решается графоаналитическим способом. Принимаем, что расход топлива на высотах от земли до 2000 м соответствует взлетному режиму, а выше—номинальному (кривая 1 на рис. 67). Если на­нести на график кривую допустимого расхода топлива по условию. бескавитационной работы топливной системы с работающими ПНЛ

Рис. 67. Определение высотности топливной системы с ра­ботающими ПНЛ:

1—потребный расход топлива двигателем на номинальном режиме при закрытом крапе перекрестного питания; 2—то же, при откры­том кране 3— давление воздуха по стандартной атмосфере; 4 —до­пустимый расход топлива по условию бескавитационной работы ПНЛ

(кривая 4), то ее пересечение с кривой 1 укажет высотность Нз. Порядок расчета такой же, как при расчете высотности с выключен­ными ПНЛ.

Для определения высотности топливной системы в случае откры­тия крана перекрестного питания, когда вышли из строя ПНЛ одной автономной магистрали, проводят кривую 2 увеличенного расхода топлива. Новая расчетная точка укажет высотность топливной системы Ну, которая будет ниже высотности Нз.

Дата добавления: 2014-01-04