Способ выработки топлива из баков летательного аппарата и топливная система летательного аппарата

 

Изобретение относится к авиастроению и позволяет быстро модифицировать топливную систему летательного аппарата под увеличенное количество топлива. Способ основан на перекачке топлива из каждого топливного бака автономными приводными насосами с соблюдением очередности расхода топлива из баков, при этом сравнение подачи топлива из каждой группы топливных баков последующей очереди расхода устанавливают ниже давления подачи топлива из топливных баков предыдущей очереди расхода. Топливная система для реализации способа содержит фюзеляжный расходный бак 1 и группы топливных баков, соединенные через трубопровод 2 подачи топлива и коллектор к расходному баку, при этом коллектор собран из сегментов 27, каждый из которых соединен с одним из топливных баков, а на торцах сегментов установлены присоединительные муфты 28, причем коллектор подачи топлива из топливных баков предыдущей очереди расхода подключен к трубопроводу подачи топлива в расходный бак за обратным клапаном топливного бака последующей очереди расхода. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к авиационной технике и может использоваться в многобаковых топливных системах летательных аппаратов (вертолетов), в том числе в топливных системах с внешними топливными баками.

Известна топливная система вертолета с несколькими баками, в которой топливо перекачивается из баков в общий расходный бак по автономным трубопроводам, в каждом из которых установлен эжекторный насос перекачки топлива с питанием от основного насоса, подающего топливо из расходного бака в двигатель [1]. В указанной топливной системе топливо вырабатывается одновременно из всех баков. Очередность выработки топлива из топливных баков можно регулировать вводя дополнительные управляемые клапаны. При этом при уменьшении расхода топлива из бака или полном прекращении выработки топлива из него давление топлива перед управляемым клапаном выше давления в трубопроводе, по которому вырабатывается топливо.

Данная система относится к лучевой схеме с прямой перекачкой и требует введения в топливную систему большого количества гидравлических магистралей. Система проектируется сразу под определенное количество топливных баков и для увеличения запаса топлива при выполнении конкретных летних задач требует переделки всей системы.

Известен способ выработки топлива из баков летательного аппарата, основанный на перекачке топлива из каждого топливного бака автономными приводными насосами через обратные клапаны по коллектору в расходный бак с соблюдением очередности расхода топлива из баков [2].

Известна топливная система летательного аппарата (вертолета), содержащая фюзеляжный расходный бак и группы топливных баков, размещенные симметрично относительно оси летательного аппарата (вертолета) и имеющие автономные приводные насосы перекачки с обратными клапанами на выходе из насоса. Каждая группа топливных баков подключена к коллектору, соединенному с трубопроводом подачи топлива в расходный бак, а из него в двигатель (см. например Л.Б.Лищинер и др. [2].

При наличии дополнительных управляемых клапанов обеспечивается выработка топлива с соблюдением очередности расхода топлива из баков, так как первоначально открываются управляемые клапаны баков первой очередности расхода и топливо из них через обратные клапаны по коллектору перекачивается приводными, например электроприводными насосами в расходный бак. По окончании выработки топлива управляемые клапаны баков первой очереди закрываются и открываются управляемые клапаны баков последующей очереди расхода. Давление подачи всех баковых электроприводных насосов берется одинаковым и не зависит от очередности. Данная топливная система является наиболее близкой к предлагаемой.

Коллекторная топливная система также проектируется под конкретное количество топливных баков и модификация ее для увеличения запаса топлива также требует переделки всей системы.

В коллекторных системах может наблюдаться также возможность подачи в расходный бак топлива из групп баков последующих очередей расхода прежде чем израсходуется топливо из баков предыдущей очереди расхода.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в предотвращении преждевременной подачи топлива из баков последующих очередей расхода до израсходования топлива из баков предыдущих очередей расхода, при этом соблюдение очередности расхода топлива из баков не должно зависеть от количества подключенных к коллектору топливных баков. Это позволяет также быстро модифицировать топливную систему под увеличенный запас топлива, в том числе с изменением количества внешних топливных баков, что особенно привлекательно для вертолетов.

Для решения поставленной задачи при выработке топлива из баков летательного аппарата, основанной на перекачке топлива из каждого топливного бака автономными приводными насосами через обратные клапаны по общему коллектору в расходный бак с соблюдением очередности выработки, давление подачи топлива из каждого топливного бака последующей очередности расхода устанавливают ниже давления подачи топлива из топливных баков предыдущей очереди расхода.

Задача быстрой модификации - перестройка топливной системы под любое количество топливных баков - достигается тем, что в топливной системе летательного аппарата, содержащей фюзеляжный расходный бак и группы топливных баков, размещенные симметрично относительно оси летательного аппарата и имеющие автономные электроприводные насосы перекачки с обратными клапанами на выходе из насоса, при этом каждая группа топливных баков подключена к коллектору, соединенному с трубопроводом подачи топлива в расходный бак, коллекторы собраны из отдельных сегментов, каждый из которых соединен с одним из топливных баков, а на торцах сегментов установлены присоединительные муфты, при этом коллектор подачи топлива из топливных баков предыдущей очереди расхода подключен к трубопроводу подачи топлива в расходный бак за обратным клапаном топливного бака последующей очереди расхода.

Сущность изобретения заключается в том, что обратные клапаны в топливных баках последующей очереди расхода поджаты со стороны коллектора повышенным давлением топлива, так как давление подачи топлива из этих баков ниже давления подачи топлива из топливных баков предыдущей очереди расхода.

При выбранном способе выработки топлива из баков летательного аппарата сущность предлагаемой топливной системы заключается в использовании "унифицированного" топливного модуля, имеющего топливный бак с автономными насосами перекачки, обратный клапан на выходе из насоса и сегмент коллектора с присоединительными муфтами на концах, что позволяет присоединять друг к другу практически любое количество топливных баков, обеспечив при этом заданную последовательность выработки топлива из баков.

На фиг. 1 представлена принципиальная гидравлическая схема топливной системы; на фиг. 2 - схема размещения топливных баков на внешней подвеске вертолета.

Топливная система летательного аппарата содержит фюзеляжный расходный бак 1, к которому ведет расходный трубопровод 2 подачи топлива. К расходному трубопроводу 2 через обратные клапаны 3 и 4 подключены трубопроводы 5 и 6 питания правого и левого бортов, идущие к топливным бакам левого и правого бортов, размещенным симметрично относительно оси летательного аппарата (вертолета). Топливная система включает топливные баки 7 и 8 бортовой топливной системы летательного аппарата. Как правило эти баки относятся к последней очереди расхода топлива. Топливные баки 7 и 8 снабжены автономными электроприводными насосами 9 и 10, на выходе из которых установлены обратные клапаны 11 и 12. Топливная система включает также дополнительные топливные баки 13, 14, 15 и 16, симметрично установленные двумя группами по левому и правому бортам летательного аппарата. Каждый из этих топливных баков также имеет автономный электроприводной насос 17 (18, 19 и 20) подачи топлива. На выходе из насосов установлены обратные клапаны 21 - 24. Как правило, дополнительные топливные баки 13-16 относятся к первой очереди расхода топлива. Дополнительные топливные баки подключены группами к коллекторам 25 и 26 левого и правого бортов, подключенным к трубопроводам подачи топлива за обратными клапанами 11 и 12. Коллекторы 25 и 26 собраны из отдельных сегментов 27, каждый из которых соединен с одним из дополнительных топливных баков. При оснащении топливной системы подвесными топливными баками они соединяются с коллектором через отжимные обратные клапаны. При монтаже стационарной топливной системы для длительного срока эксплуатации можно использовать фланцевые соединения без отжимных обратных клапанов. На торцах сегментов коллекторов установлены присоединительные муфты 28. Присоединительные муфты 28 могут быть любой конструкции, но предпочтительнее использовать присоединительные муфты с герметизирующими клапанами. Наличие присоединительных муфт 28 дает возможность смонтировать топливную систему с любым количеством топливных баков, последовательно или параллельно соединяя сегменты 27 коллекторов. Предельное количество топливных баков ограничивается только грузоподъемностью летательного аппарата.

Для контроля за расходом топлива и отключения топливного бака после выработки из него всего запаса топлива на баках установлены уровнемеры 29, например ДСМК-10-27.

Примерная схема расположения топливных баков на вертолете показана на фиг.2.

Расходный бак (не показан) установлен внутри фюзеляжа 30. Топливный бак 7 последней очереди расхода и электроприводной насос 9 стационарно закреплены на фюзеляже вертолета. Дополнительные топливные баки 13 и 14, электроприводные насосы 17 и 18 первой очереди расхода и коллектор подачи топлива из этих баков закреплены на раме 31 внешней подвески грузов. Количество дополнительных топливных баков можно увеличить, присоединив еще один бак 32. Наличие присоединительной муфты 28 на торце коллектора дает возможность дальнейшего расширения топливной системы. Эта муфта может использоваться для подсоединения внешних потребителей, автомобилей, летательных аппаратов, совершивших вынужденную посадку и т.п. Можно применять вертолет в качестве танкера для перевозки топлива.

Система питания работает следующим образом.

Определяется очередность выработки топлива из топливных баков и соответственно формируются группы топливных баков первой и последующих очередей выработки.

Пример реализации способа с разделением топливных баков на две очереди выработки топлива. В группу баков первой очереди выработки топлива включены топливные баки 13-16. В группу второй очереди расхода входят топливные баки 7 и 8. Электроприводные насосы 9 и 10 второй очереди расхода настраивают на давление подачи 30,5 КПа (0,31 кг/см²). Электроприводные насосы 17-20 первой очереди расхода настраивают на давление подачи 73 КПа (0,75 кг/см²). При заполненных топливных баках 7, 8, 13, 14, 15 и 16 сигналы с уровнемеров 30 поступают к экипажу и в систему разрешения запуска электроприводных насосов (не показано). Топливо из баков 13-16 первой очереди выработки электроприводными насосами 17-20 под давлением 75 КПа подается через обратные клапаны 21-24 в коллекторы 25 и 26 и далее через обратные клапаны 3 и 4 в расходный бак 1 и из него подается к двигательной установке. Топливо из баков 7 и 8 второй очереди расхода в трубопроводы подачи топлива не поступает, так как давление подачи электроприводных насосов 9 и 10 равно 30,5 КПа, что меньше чем давление топлива в трубопроводах подачи за обратными клапанами 11 и 12, и эти обратные клапаны заблокированы перепадом давления 43 КПа (разница давлений подачи между насосами подачи топлива первой и второй очередей расхода).

По окончании топлива в баках 13-16 первой очереди расхода все электроприводные насосы первой очереди расхода топлива отключаются, давление топлива в трубопроводах подачи уменьшается и когда оно падает ниже 30,5 КПа обратные клапаны 11 и 12 разблокируются и топливо начинает вырабатываться из баков 7 и 8 второй очереди расхода. Контроль за расходом топлива из баков экипаж ведет по показателям уровнемеров и при необходимости может самостоятельно вручную переходить на питание из топливных баков второй очереди, отключив электроприводные насосы подачи топлива первой очереди расхода. При разделении топливных баков более чем на две группы по очередности расход давления подачи топлива надо повысить более 73 КПа. В остальном сохраняется последовательность операций, присущая двум очередям расхода.

Способ выработки топлива, при котором давление подачи топлива последующей очереди расхода ниже давления подачи предыдущей очереди расхода, и унифицированная топливная система летательного аппарата, основанная на этом способе, могут быть реализованы при использовании современной авиационной техники. В частности, для топливной системы с двумя очередями расхода можно использовать для первой очереди расхода электроприводной насос подачи топлива ЭЦН-75Б с давлением подачи 75 КПа, а для второй очереди расхода - электроприводной насос ЭЦН-91С с давлением подачи до 30 КПа.

Формула изобретения

1. Способ выработки топлива из баков летательного аппарата, основанный на перекачке топлива из каждого топливного бака автономными приводными насосами через обратные клапаны по коллектору в расходный бак с соблюдением очередности расхода топлива из баков, отличающийся тем, что давление подачи топлива из каждой группы топливных баков последующей очереди расхода устанавливают ниже давления подачи топлива из топливных баков предыдущей очереди расхода.

2. Топливная система летательного аппарата, содержащая фюзеляжный расходный бак и группы топливных баков, размещенные симметрично относительно оси летательного аппарата и имеющие автономные приводные насосы перекачки с обратными клапанами на выходе из насоса, при этом каждая группа топливных баков подключена к коллектору, соединенному с трубопроводом подачи топлива в расходный бак, отличающаяся тем, что каждый коллектор собран из отдельных сегментов, каждый из которых соединен с одним из топливных баков, а на торцах сегментов установлены присоединительные муфты, при этом коллектор подачи топлива из топливных баков предыдущей очереди расхода подключен к трубопроводу подачи топлива в расходный бак за обратным клапаном топливного бака последующей очереди расхода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2