Способ балансировки запаса топлива в крыльевых баках самолета при работе на земле (варианты)

Способ балансировки запаса топлива в крыльевых баках самолета при работе на земле (варианты)

Реферат

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к способам поперечной балансировки самолета, осуществляемой посредством перекачки топлива.

Известен способ центровки самолета, включающий поочередную полную или частичную выработку топлива из топливных отсеков планера самолета, сопровождающуюся перекачкой топлива в расходный отсек в процессе потребления из него топлива маршевым двигателем, при этом перекачку топлива в расходный отсек, расположенный вблизи центра тяжести самолета, из других топливных отсеков, кроме последнеочередного-балансировочного, ведут через предрасходный топливный отсек, смежный с расходным отсеком по его задней стенке, при непрерывной в продолжение всего полета подаче питания на привод перекачивающего насоса, а перекачку топлива из последнеочередного-балансировочного топливного отсека ведут непосредственно в расходный отсек после понижения в нем уровня топлива, сигнализирующего об окончании выработки топлива из других отсеков (патент РФ на изобретение №2140377 от 27.10.1999 г., МПК В64С 17/10, B64D 37/00).

Известен способ выработки топлива из топливной системы самолета, содержащей бак, размещенный в центроплане, и размещенные последовательно вдоль каждой консоли крыла три отсека, первый из которых помещен рядом с центропланом, второй - в периферийной части консоли крыла, а третий, разделенный на основной и расходный отсеки, - в ее срединной части. В соответствии с данным способом, обеспечивающим сохранение центровки самолета, сначала вырабатывают бак центроплана, затем вырабатывают топливо из баков, размещенных рядом с центропланом, затем из баков, размещенных на периферии консолей крыла, а потом - в срединной части консолей крыла. Выработку топлива сопровождают межбаковым перемещением топлива, при котором топливо из всех баков перемещают в баки, размещенные в срединной части крыла. Излишки топлива в срединных баках последовательно перенаправляют в периферийные баки крыла, в баки, размещенные рядом с центропланом, и в бак центроплана. Перемещение топлива обеспечивают перекачкой топлива или переливанием его под действием гравитационных сил. Система включает в себя магистрали перекачки топлива, верхние и нижние переливные каналы, обеспечивающие межбаковые перемещения топлива. В первом варианте предусматривается перемещение топлива из всех баков в основные отсеки баков, размещенных в срединной части крыла, из которых топливо перемещается в расходные отсеки. Во втором варианте предусматривается перемещение топлива из всех баков непосредственно в расходные отсеки системы (патент Российской Федерации №2323134 C1, 27.04.2008).

Данный способ центровки принят за ближайший аналог к предлагаемому.

Известные аналоги, в том числе и ближайший, не обеспечивают балансировку запаса топлива в крыльевых баках самолета при работе на земле с использованием только штатных агрегатов топливной системы самолета.

Необходимость решения задачи обеспечения балансировки на земле запаса топлива в крыльевых баках самолета обусловлена следующим.

На самолетах действует ограничение поперечного дисбаланса, который возникает, в основном, из-за разницы запаса топлива между левым и правым крыльевыми баками. При дисбалансе, превышающем допустимое значение, вылет запрещается. Наиболее вероятной причиной возникновения дисбаланса является продолжительная работа вспомогательной силовой установки самолета при проведении подготовки самолета к вылету: проверка оборудования, охлаждение или обогрев салона пассажиров и т.п. - поскольку штатное питание топливом вспомогательной силовой установки производится от вспомогательного насоса подкачки одного из крыльевых баков. В случае наличия дисбаланса при включении бортового питания срабатывает система предупреждающей сигнализации, сообщающая экипажу о наличии дисбаланса топлива в крыльевых баках.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи предотвращения поперечного дисбаланса, возникающего из-за разницы запаса топлива между левым и правым крыльевыми топливными баками, осуществляемого без применения наземных средств (для слива или дозаправки топлива) или выжигания топлива при работе двигателя.

Предложенная группа изобретений (варианты способа балансировки запаса топлива в крыльевых баках при работе на земле) предназначена для реализации на самолете с топливной системой, описанной в патенте Российской Федерации № 2323134 С1, 27.04.2008 (ближайший аналог), или подобной ей.

Первый вариант изобретения относится к случаю, когда количества топлива в центральном топливном баке, находящемся в центроплане, недостаточно для восстановления балансировки, при этом количество топлива в левом баке больше, чем количество топлива в правом баке.

Второй вариант изобретения относится к случаю, когда количества топлива в центральном топливном баке, находящемся в центроплане, недостаточно для восстановления балансировки, при этом количество топлива в правом баке больше, чем количество топлива в левом баке.

При обоих вариантах балансировки контроль запаса топлива в баках ведется по синоптической странице «Топливо» на экране многофункционального индикатора в кабине экипажа и/или по счетчикам запаса топлива по бакам на лицевой панели фюзеляжного пульта контроля и управления заправкой.

В случае если количества топлива в центроплане недостаточно для восстановления балансировки, проводятся дополнительные действия, описанные ниже.

При любом варианте балансировки топлива в крыльевых баках краны подачи топлива к двигателям находятся в положении «закрыто».

При наличии большего запаса топлива в левом крыльевом баке включают насос подачи топлива из левого крыльевого бака, открывают кран централизованного слива, кран заправки правого крыльевого бака. При этом линия подачи топлива к левому двигателю соединяется с линией централизованной заправки и правым крыльевым баком. Топливо по этим линиям из левого крыльевого бака поступает в правый крыльевой бак до восстановления балансировки и снятия сигнала дисбаланса.

При наличии большего запаса топлива в правом крыльевом баке включают насос подачи топлива из правого крыльевого бака, открывают кран централизованного слива, кран кольцевания, кран заправки левого крыльевого бака. При этом линия подачи топлива к правому двигателю соединяется с линией подачи топлива к левому двигателю, линией централизованной заправки и левым крыльевым баком. Топливо по этим линиям из правого крыльевого бака поступает в левый крыльевой бак до восстановления балансировки и снятия сигнала дисбаланса.

Использование способа перекачки топлива из одного крыльевого бака в другой сопровождается включением в работу струйного насоса, который перекачивает топливо из центрального бака в тот крыльевой бак, из которого топливо перекачивается. Это увеличивает время восстановления балансировки, но не препятствует ее реализации, так как количество топлива, перекачиваемое струйным насосом из центрального бака по линии перекачки, в несколько раз меньше количества топлива, перекачиваемого из крыльевого бака по линии заправки.

Техническим результатом от использования заявленной группы изобретений является упрощение способа поперечной балансировки самолета на земле, т.е. устранения поперечного дисбаланса, возникшего вследствие разницы запаса топлива между левым и правым крыльевыми баками. Результат достигается за счет использования штатных агрегатов самолета, которые предназначены для заправки и слива топлива на земле, выработки топлива и балансировки запаса топлива в крыльевых баках в полете и которые используются для балансировки запаса топлива в крыльевых баках самолета при работе на земле. Тем самым исключается необходимость использования специального наземного оборудования для слива излишков топлива из бака или их дозаправка топливозаправочными средствами. Исключается также необходимость сжигания избыточного, с точки зрения балансировки, запаса топлива в крыльевых баках.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема топливной системы самолета, при работе которой осуществляются заявленные варианты способа балансировки запаса топлива.

Топливная система самолета (патент РФ № 2323134 С1, 27.04.2008) включает центральный топливный бак 1, размещенный в центроплане, и крыльевые топливные баки 2, размещенные в консолях крыла. Крыльевой топливный бак каждой консоли крыла включает (по порядку выработки топлива в полете) первый отсек 3, прилегающий к центроплану, второй отсек 4, размещенный на периферии консоли крыла, третий отсек 5, размещенный между первым 3 и вторым 4 отсеками. В третьем отсеке 5 каждой консоли размещены расходные отсеки 6. Из расходных отсеков 6 топливо подступает к насосам подачи топлива к двигателям.

Топливная система включает также:

- линию 7 подачи топлива в левый двигатель;

- линию 8 подачи топлива в правый двигатель;

- защитные фильтры 26, установленные в расходных отсеках 6, соединенные с линиями подачи топлива к насосам 10, 11 и далее к двигателям;

- электроприводные насосы 10 и 11 подачи топлива по линиям 7 и 8 из расходных отсеков 6 левого и правого крыльевых баков к левому и правому двигателям;

- линии 9 перекачки топлива из центрального бака 1 в расходные отсеки 6 левого и правого крыльевых баков;

- электроприводной перекрывной кран 12 подачи топлива к левому двигателю, установленный в линии 7;

- электроприводной перекрывной кран 13 подачи топлива к правому двигателю, установленный в линии 8;

- линию 14 заправки и централизованного слива топлива, при этом вход линии соединен со штуцером заправки 15, а выходы линии 14 соединены с каждой крыльевым баком 2 через краны заправки 22, 23 и с центральным баком 1 через кран заправки 27;

- электроприводной кран заправки 22 левого крыльевого бака;

- электроприводной кран заправки 23 правого крыльевого бака;

- электроприводной кран заправки 27 центрального бака;

- штуцер заправки 15, представляющий собой подпружиненный тарельчатый обратный клапан, установленный в линии заправки 14;

- струйный (эжекторный) насос 16, установленный в линии 9 перекачки топлива из центрального бака 1 в расходный отсек 6 левого крыльевого бака 2;

- струйный (эжекторный) насос 17, установленный в линии 9 перекачки топлива из центрального бака 1 в расходный отсек 6 правого крыльевого бака 2;

- электроприводной кран 18 централизованного слива топлива, установленный в линии 14 заправки и централизованного слива топлива;

- электроприводной кран 19 перекрестного питания топливом, объединяющий линии 7 и 8 подачи топлива в левый и правый двигатели;

- верхние переливные каналы 25;

- нижние переливные каналы 24.

Верхние переливные каналы 25 предназначены для соединения расходного отсека с третьим отсеком каждой консоли крыла, а также для соединения третьего отсека 5 со вторым отсеком 4, второго отсека 4 с первым отсеком 3, а первых отсеков обеих консолей крыла 2 с центральным баком 1. Верхние переливные каналы, соединяющие первые отсеки 3 с центральным топливным баком 1, снабжены обратными клапанами, допускающими возможность перелива топлива из первых отсеков 3 в центральный топливный бак 1 и исключающими перелив топлива в обратном направлении.

Нижние переливные каналы 24 предназначены для соединения вторых и первых отсеков 4 и 3 с третьими отсеками 5 и отсека 5 с расходным отсеком 6 каждой консоли крыла 2, причем нижние переливные каналы снабжены обратными клапанами, обеспечивающими возможность перемещения самотеком топлива из вторых и первых отсеков 4 и 3 в третьи отсеки 5, из третьего отсека 5 в расходный отсек 6 и исключающими перемещение топлива в обратном направлении.

Органы управления кранами заправки и краном централизованного слива расположены на лицевой части пульта заправки и слива 20.

Органы управления краном перекрестного питания топливом 19 и насосами 10 и 11 подачи топлива к двигателям расположены на лицевой части пульта 21 управления топливной системой.

Перекрывные краны 12, 13 подачи топлива к двигателям при реализации любого из вариантов способа балансировки топлива в крыльевых баках закрыты, штуцер заправки может быть открыт только при стыковке его с рукавом заправки, контроль запаса топлива в топливных баках осуществляется по цифровым счетчикам на пульте управления заправкой и сливом 20 или по счетчикам запаса топлива по бакам и баковым секциям на синоптической странице «Топливо» многофункционального индикатора (на схеме условно не показаны).

Балансировка запаса топлива в крыльевых баках при работе на земле осуществляется следующим образом.

Предлагаемые варианты изобретения относятся к случаю, когда количества топлива в центральном топливном баке недостаточно для восстановления балансировки. При этом топливо перекачивается сначала из центрального бака 1 в крыльевой бак 2, в котором топлива меньше, до выработки объема топлива из центрального бака и затем для восстановления балансировки перекачивают топливо из крыльевого бака, в котором топлива больше, в крыльевой бак, в котором топлива меньше. Такие варианты балансировки позволяют дополнительно разгрузить силовую схему крыла за счет увеличения количества топлива в крыльевых баках.

При этих вариантах осуществления способа, когда топлива больше в левом крыльевом баке, на пульте управления топливной системой 21 включают насос 11. Топливо от насоса под давлением поступает к струйному насосу 17 перекачки топлива из центрального бака 1 и, вместе с эжектируемым топливом из центрального бака, по линии перекачки 9 поступает в расходный отсек 6 правого крыльевого бака до выработки центрального бака.

Недостающее топливо для балансировки перекачивают из левого крыльевого бака в правый крыльевой бак. С этой целью на пульте управления топливной системой 21 выключают насос 11 и включают насос 10, затем включают питание пульта заправки 20, с помощью тумблеров на лицевой части пульта заправки в режиме ручного управления открывают кран слива 18 и кран заправки правого крыльевого бака 23. После их открытия топливо под давлением, создаваемым насосом 11, перекачивается в правый крыльевой бак до восстановления балансировки.

При большем запасе топлива в правом крыльевом баке на лицевой панели пульта 21 управления топливной системой включают насос 10 линии подачи топлива к левому двигателю. Топливо от насоса под давлением поступает к струйному насосу 16 перекачки топлива из центрального бака 1 и, вместе с эжектируемым топливом из центрального бака, по линии перекачки 9 поступает в расходный отсек 6 левого крыльевого бака до выработки центрального бака.

Недостающее топливо для балансировки перекачивают из правого крыльевого бака в левый крыльевой бак. С этой целью на пульте управления топливной системой 21 выключают насос 10 и включают насос 11 и открывают кран перекрестного питания 19, затем включают питание пульта заправки 20, с помощью тумблеров на лицевой части пульта заправки в режиме ручного управления открывают кран слива 18 и кран заправки левого крыльевого бака 22. После их открытия топливо под давлением, создаваемым насосом 10, перекачивается в левый крыльевой бак до восстановления балансировки.

1. Способ балансировки запаса топлива в топливных баках самолета при работе на земле, топливная система которого содержит центральный топливный бак, и правый, и левый крыльевые топливные баки, при этом балансировку осуществляют перекачкой топлива вначале из центрального бака, а затем из крыльевого бака самолета, в котором топлива больше, в крыльевой бак, в котором топлива меньше, отличающийся тем, что включают насос подачи топлива из правого крыльевого бака, в котором топлива меньше, к правому двигателю, причем краны подачи топлива к двигателям и кран перекрестного питания находятся в положении «закрыто», топливо направляют в магистраль активного топлива струйного насоса перекачки топлива из центрального бака в расходный отсек правого крыльевого бака, перекачивают необходимое для восстановления балансировки количество топлива в правый крыльевой бак, далее при недостаточном для балансировки количестве топлива в центральном баке и наличии его в крыльевых баках производят перекачку топлива из левого крыльевого бака с большим запасом топлива в правый крыльевой бак с меньшим запасом топлива, используя при этом линию заправки и централизованного слива топлива топливной системы самолета, кран перекрестного питания, краны заправки крыльевых баков и насос подачи топлива к двигателю, для чего в левом крыльевом баке с большим запасом топлива включают насос подачи топлива к левому двигателю, открывают кран централизованного слива топлива, соединяя тем самым линию подачи топлива к левому двигателю с линией заправки и централизованного слива, краны заправки крыльевых баков при этом находятся в положении «закрыто», далее переводят кран заправки правого крыльевого бака в положение «открыто» и производят перекачку топлива из левого крыльевого бака в правый до пропадания сигнала дисбаланса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль запаса топлива в крыльевых баках осуществляют по синоптической странице «Топливо» на экране многофункционального индикатора в кабине экипажа и/или по счетчикам запаса топлива по бакам на лицевой панели фюзеляжного пульта контроля и управления заправкой.

3. Способ балансировки запаса топлива в топливных баках самолета при работе на земле, топливная система которого содержит центральный топливный бак и правый и левый крыльевые топливные баки, при этом балансировку осуществляют перекачкой топлива из центрального бака и крыльевого бака самолета, в котором топлива больше, в крыльевой бак, в котором топлива меньше, отличающийся тем, что включают самолетные насосы подачи топлива из левого крыльевого бака, в котором топлива меньше, к левому двигателю, причем краны подачи топлива к двигателям и кран перекрестного питания находятся в положении «закрыто», топливо направляют в магистраль активного топлива струйного насоса перекачки топлива из центрального бака в расходный отсек левого крыльевого бака, перекачивают необходимое для восстановления балансировки количество топлива в левый крыльевой бак, далее при недостаточном для балансировки количестве топлива в центральном баке и наличии его в крыльевых баках производят перекачку топлива из правого крыльевого бака с большим запасом топлива в левый крыльевой бак с меньшим запасом топлива, используя при этом линию заправки и централизованного слива топлива топливной системы самолета, кран перекрестного питания, краны заправки крыльевых баков и насос подачи топлива к двигателю, для чего производят перекачку топлива из правого крыльевого бака с большим запасом топлива в левый крыльевой бак с меньшим запасом топлива, используя при этом линию заправки и централизованного слива топлива топливной системы самолета, кран перекрестного питания, краны заправки крыльевых баков и насос подачи топлива к правому двигателю, для чего включают насос подачи топлива к правому двигателю, переводят кран перекрестного питания в положение «открыто», соединяя тем самым линию подачи топлива к правому двигателю с линией подачи топлива к левому двигателю, затем переводят кран централизованного слива топлива и кран заправки левого крыльевого бака в положение «открыто», соединяя линии подачи топлива к двигателям с линией заправки и централизованного слива топлива, и производят перекачку топлива из правого крыльевого бака в левый до пропадания сигнала дисбаланса.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что контроль запаса топлива в крыльевых баках осуществляют по синоптической странице «Топливо» на экране многофункционального индикатора в кабине экипажа и/или по счетчикам запаса топлива по бакам на лицевой панели фюзеляжного пульта контроля и управления заправкой.