СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА
METHOD OF TESTING VALVE CONTROL SYSTEM AND DEVICE TO THIS END

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу испытания системы управления клапанами в системе подачи топлива воздушного судна и к устройству для осуществления указанного способа.
Уровень техники
Системы подачи топлива большого воздушного судна коммерческой авиации обычно содержат ряд отдельных топливных баков, к каждому из которых присоединяют различные трубопроводы для дозаправки/слива топлива, перекачки топлива, наддува баков и вентиляции. Кроме того, каждым из этих трубопроводов, связанных с отдельными топливными баками, управляет по меньшей мере один регулирующий клапан. Таким образом, система подачи топлива представляет собой сложную конструкцию из взаимосвязанных баков и трубопроводов, при этом работу множества отдельных клапанов регулирует система управления клапанами, в свою очередь управляемая компьютером.
Наземные испытания воздушного судна, проводимые, например, при сборке или сдаче в эксплуатацию нового воздушного судна, требуют включения ряда испытаний для проверки правильности управляющих сигналов, поступающих на приводные двигатели или сервомоторы отдельных регулирующих клапанов системы подачи топлива. Управляющие сигналы, поступающие на многочисленные различные регулирующие клапаны системы подачи топлива, обычно проверяют вручную. Однако эта процедура требует чрезвычайно большого расхода труда и времени и приводит к увеличению срока изготовления продукции и, следовательно, к повышению затрат.
Раскрытие изобретения
Поэтому задачей настоящего изобретения является обеспечение способа испытания системы управления клапанами в системе подачи топлива воздушного судна и устройства для осуществления этого способа, которые являются более простыми для практического применения и оптимальными с точки зрения затрат времени и материальных средств.
Согласно одному аспекту настоящее изобретение предусматривает способ испытания системы управления клапанами в системе подачи топлива воздушного судна, имеющей множество регулирующих клапанов, при этом указанная система управления содержит реле для подачи управляющих сигналов на каждый из множества регулирующих клапанов. Указанный способ включает операции, на которых:
- обеспечивают соединительное средство для электрического подключения испытательного устройства к реле системы управления,
- подключают испытательное устройство к реле таким образом, чтобы испытательное устройство могло принимать управляющие сигналы, поступающие от реле к одному или более из множества регулирующих клапанов,
- регистрируют электрический управляющий сигнал, поступающий от реле к одному из множества регулирующих клапанов, и
- идентифицируют определенный регулирующий клапан из множества регулирующих клапанов, на который поступает зарегистрированный управляющий сигнал от реле, и/или идентифицируют вид управляющего сигнала, поступающего на указанный определенный регулирующий клапан. На операции идентификации вида управляющего сигнала предпочтительно определяют, обеспечивает ли этот управляющий сигнал открытие или закрытие определенного регулирующего клапана.
В одном варианте осуществления изобретения на операции подключения испытательного устройства к реле устанавливают одно соединение с реле, при этом такое соединение предпочтительно выполняется непосредственно на блоке реле системы управления. В этом случае испытательное устройство можно быстро и просто подключить к реле системы управления клапанами таким образом, чтобы испытательное устройство могло принимать управляющие сигналы, поступающие на один из множества регулирующих клапанов. В этом варианте осуществления изобретения операция регистрации включает регистрацию электрического управляющего сигнала, поступающего от реле к одному из множества регулирующих клапанов.
Таким образом, настоящее изобретение может обеспечивать способ испытания, при котором все управляющие сигналы, поступающие от реле к регулирующим клапанам, можно оценивать при помощи одного подключения испытательного устройства. При этом способ предназначен для регистрации и идентификации любого управляющего сигнала, поступающего от системы управления к одному из регулирующих клапанов системы подачи топлива воздушного судна. Это в значительной степени позволяет сократить время и трудоемкость по сравнению с традиционным способом. В частности, пользователю не требуется перемещать испытательное оборудование на различные участки и устанавливать новые соединения в каждой точке. Таким образом, изобретение позволяет гораздо более эффективно проводить испытание путем получения и оценки всех выходных сигналов системы управления клапанами от одной точки реле.
В альтернативном варианте осуществления изобретения на операции подключения испытательного устройства к реле устанавливают одно или более соединений с реле в месте, удаленном от блока реле системы управления. Указанные одно или более соединений предпочтительно выполняют в точках подключения регулирующих клапанов.
Обычно каждый из множества управляющих клапанов топливной системы функционирует, т.е. переводится из открытого положения в закрытое положение, под действием приводного двигателя, в частности электрического сервомотора. Однако в некоторых системах подачи топлива каждый из регулирующих клапанов функционирует под действием двух или более приводных двигателей для того, чтобы обеспечить более высокую надежность за счет дублирования. В таких случаях система управления обеспечивает подачу управляющих сигналов на каждый из приводных двигателей множества регулирующих клапанов. В соответствии с этим в предпочтительном варианте осуществления изобретения способ может включать также операцию идентификации определенного приводного двигателя, на который поступает зарегистрированный управляющий сигнал от системы управления.
Идентификация определенного клапана или приводного двигателя, к которому направлен выходной сигнал системы управления клапанами, и функциональной цели этого сигнала (т.е. открытие или закрытие клапана), естественно, является очень важной для оценки правильности функционирования системы управления. Поэтому информация, которую получают способом согласно изобретению, должна быть доступной для пользователя. Эту информацию можно сохранять (например, в цифровой форме) для последующего извлечения, однако, более предпочтительно, чтобы информация была доступна незамедлительно и была представлена в удобном, поддающемся оценке формате.
Поэтому в предпочтительном варианте осуществления изобретения операция идентификации определенного клапана и/или приводного двигателя, к которому направлен зарегистрированный выходной сигнал, и операция идентификации вида зарегистрированного выходного сигнала включают отображение соответствующей информации для визуального восприятия пользователем. Эта операция может включать использование дисплейного экрана, в частности жидкокристаллического дисплея, для представления подробной информации об испытании. Альтернативно информационный дисплей может содержать ряд световых элементов, в частности, светоизлучающих диодов (light-emitting diodes, LED), каждый из которых предназначен для регистрации определенного управляющего сигнала и маркирован соответствующим образом на панели дисплея. Таким образом, когда определенный светоизлучающий диод LED является активным, это сразу показывает или означает наличие определенного управляющего сигнала.
При осуществлении способа испытания согласно изобретению может оказаться, что определенный выходной сигнал, ожидаемый от системы управления клапанами, не зарегистрирован. В этом случае может быть полезным измерение параметра сигнала или параметра цепи передачи сигнала для того, чтобы определить, почему не был зарегистрирован правильный сигнал, т.е. в процессе устранения неисправности. Поэтому в предпочтительном варианте осуществления изобретения способ включает также операцию, на которой измеряют параметр электрического управляющего сигнала, поступающего от системы управления, или параметр цепи передачи сигнала между реле системы управления и одним или более из множества регулирующих клапанов.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение предусматривает устройство для испытания системы управления клапанами в системе подачи топлива в воздушном судне, имеющей множество регулирующих клапанов, а также реле для подачи управляющих сигналов на каждый из множества регулирующих клапанов. Указанное устройство содержит:
- соединительное средство для подключения к реле системы управления, таким образом, чтобы испытательное устройство могло принимать управляющие сигналы, поступающие от системы управления к одному или более из множества регулирующих клапанов,
- детектор для регистрации управляющего сигнала, поступающего от системы управления к одному или более из множества регулирующих клапанов, и
- индикатор для идентификации определенного регулирующего клапана из множества регулирующих клапанов, на который поступает зарегистрированный управляющий сигнал от реле, и/или для идентификации вида управляющего сигнала, поступающего на этот определенный регулирующий клапан. Как указано выше, вид идентифицированного управляющего сигнала обычно показывает, является зарегистрированный управляющий сигнал сигналом открытия или закрытия регулирующего клапана.
В некоторых системах подачи топлива воздушного судна каждый из регулирующих клапанов приводится в действие при помощи двух или более независимых приводных двигателей, а система управления подает управляющие сигналы на каждый из приводных двигателей множества регулирующих клапанов. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления изобретения индикатор может идентифицировать определенный приводной двигатель регулирующего клапана, на который поступает зарегистрированный управляющий сигнал от реле управляющей системы.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения индикатор содержит дисплей для идентификации определенного клапана и/или определенного приводного двигателя, на который поступает зарегистрированный управляющий сигнал, и для определения вида зарегистрированного управляющего сигнала.
Так, например, дисплей может содержать экран, в частности жидкокристаллический дисплей, для отображения информации, идентифицирующей клапан, приводной двигатель и/или вид сигнала. Альтернативно дисплей может содержать множество светоизлучающих диодов, при этом каждый светоизлучающий диод представляет один из регулирующих клапанов, один из приводных двигателей регулирующих клапанов и/или вид сигнала (открытие или закрытие). Таким образом, в активном состоянии каждый светоизлучающий диод может идентифицировать рабочую характеристику определенного управляющего сигнала, поступающего от реле системы управления клапанами.
Как указано выше, для устранения неисправности, когда ожидаемый выходной сигнал не зарегистрирован, может оказаться полезным измерение параметра сигнала или параметра цепи передачи сигнала. Поэтому в предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство содержит средство для измерения параметра электрического управляющего сигнала, поступающего от реле, или параметра цепи передачи сигнала реле или между реле и одним или более из множества регулирующих клапанов.
Далее настоящее изобретение описано со ссылками на конкретные варианты осуществления, которые иллюстрируются прилагаемыми чертежами. Однако следует понимать, что следующее описание предпочтительных вариантов осуществления не предполагает ограничения общего вида концепции изобретения, которая описана выше и определена в прилагаемой формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Далее описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные номера обозначают одинаковые элементы и на которых представлены:
Фиг.1 - схематическое изображение системы подачи топлива с дополнительными центральными баками (Additional Centre Tank, ACT) в коммерческом воздушном судне;
Фиг.2 - схематический вид спереди испытательного устройства согласно одному варианту осуществления изобретения;
Фиг.3 - принципиальная электрическая схема части устройства, показанного на Фиг.2;
Фиг.4 - принципиальная электрическая схема другой части устройства, показанного на Фиг.2;
Фиг.5 - схематический вид спереди испытательного устройства согласно другому варианту осуществления изобретения; и
Фиг.6 - принципиальная электрическая схема штекерных разъемов испытательного устройства, показанного на Фиг.5.
Осуществление изобретения
На Фиг.1 показан пример системы 100 подачи топлива воздушного судна. Данная конкретная система известна как система с дополнительными центральными баками (Additional Centre Tank, ACT). Система с ACT содержит шесть дополнительных центральных баков АСТ1-АСТ6, расположенных в грузовом отсеке воздушного судна. Система с ACT содержит также основной топливопровод 101 для транспортировки топлива из отдельных баков ACT, или в отдельные баки ACT, например, при дозаправке или перекачивании топлива между баками ACT и центральным баком СТ, установленным между правым крыльевым баком и левым крыльевым баком. В соответствии с этим система с ACT содержит также ряд топливных клапанов, в частности впускные клапаны 102 для каждого из шести баков ACT, перепускной клапан 103, регулирующий транспортировку топлива из отдельных баков ACT, или в отдельные баки ACT, при помощи перекачивающего насоса 104, и дозаправочный клапан 105, который открывается при дозаправке баков ACT. Кроме того, система ACT содержит дренажную систему, которая включает продувочный трубопровод 106 и систему 107 для подачи сжатого воздуха в баки ACT через кабинный воздухозаборник 108. Соединение между баками ACT и системой подачи сжатого воздуха может прерываться при помощи воздушного отсечного клапана 109. Продувочный трубопровод 106 содержит главный продувочный клапан 110 и запорный клапан 111.
Кроме того, в системе 100 подачи топлива с ACT каждый из клапанов (за исключением дозаправочного клапана 105, который не является критичным) отдельно приводится в действие двумя независимыми электрическими сервомоторами для большей надежности (и, следовательно, безопасности) за счет дублирования. Каждый из двух независимых электрических сервомоторов, связанный с соответствующим регулирующим клапаном, просто обозначается как Motor 1 (или Mot 1) и Motor 2 (или Mot 2). Ввиду сложности системы 100 подачи топлива с ACT и необходимости обеспечивать точное и согласованное функционирование, активированием (т.е. открытием и закрытием) многочисленных отдельных клапанов в системе подачи топлива управляет компьютеризованная система управления клапанами (не показана). Эта система управления содержит по меньшей мере один процессор, который вырабатывает управляющие сигналы для клапанов, и блок реле, через который управляющие сигналы, вырабатываемые процессором, поступают на приводные двигатели клапанов. Настоящее изобретение обеспечивает испытание и оценку функционирования системы управления клапанами.
Фиг.2 схематически иллюстрирует устройство 1 согласно первому варианту осуществления изобретения. Устройство 1 содержит, по существу, прямоугольный корпус 10, в котором расположены электрические цепи и электронные компоненты, и соединительное средство 20, содержащее два соединительных элемента 21, 22, которые электрически соединены кабелем 25 с компонентами, расположенными в корпусе 10. Кабель 25 может иметь любую подходящую длину, которая в данном случае составляет примерно 4,5 м. Соединительные элементы 21, 22, представляют собой элементы штекерного типа и выполнены с возможностью непосредственного соединения устройства 1 с блоком реле (не показан) системы управления клапанами, от которого поступают сигналы для управления работой клапанов в системе 100 подачи топлива с ACT. Соединительные элементы 21, 22 обеспечивают такое соединение с блоком реле, при котором устройство 1 принимает управляющие сигналы, поступающие от системы управления на приводные двигатели (т.е. Motor 1 или Motor 2) одного из множества регулирующих клапанов 102, 103, 105 и т.п. Кроме того, соединительное средство 20 содержит зажим 26, в частности зажим типа "крокодил", для заземления. Заземляющий зажим 26 может быть присоединен, например, к соединительному кабелю, расположенному вблизи блока реле, чтобы обеспечить желаемое электрическое заземление.
В корпусе 10 устройства 1 располагается детектор 30 в виде совокупности светоизлучающих диодов (light-emitting diodes, LEDs) 31, установленных в отдельных электрических цепях, соответствующих полному набору возможных управляющих сигналов, которые могут быть получены от системы управления клапанами. Таким образом, светоизлучающие диоды LED 31 обеспечивают регистрацию управляющего сигнала, который система управления подает на один из приводных двигателей регулирующих клапанов. Части каждого светоизлучающего диода LED 31 являются видимыми или выступают над верхней поверхностью 11 корпуса 10. Кроме того, верхняя поверхность 11 корпуса устройства маркирована для того, чтобы идентифицировать отдельные клапаны системы 100 подачи топлива с ACT. В частности, маркирован впускной клапан 102 для каждого из дополнительных центральных баков АСТ1-АСТ6, а также перепускной клапан 103, дозаправочный клапан 105, воздушный отсечной клапан 109 и не показанные на Фиг.1 запорный клапан и два продувочных клапана. Светоизлучающие диоды LEDs 31 размещены рядами, каждый из которых располагается рядом с наименованием определенного клапана системы подачи топлива с ACT, с которым он связан электрической цепью в устройстве 1.
Для каждого из регулирующих клапанов системы 100 подачи топлива с ACT, за исключением дозаправочного клапана 105, предусмотрено два приводных двигателя - Motor 1 и Motor 2. Кроме того, каждый регулирующий клапан, снабженный двумя приводными двигателями, может принимать четыре возможных управляющих сигнала от системы управления клапанами, а, именно: сигнал на Motor 1 открыть клапан, сигнал на Motor 1 закрыть клапан, сигнал на Motor 2 открыть клапан, сигнал на Motor 2 закрыть клапан. Таким образом, верхняя панель 11 корпуса 10 представляет собой дисплейную панель, которая во время работы устройства 1 незамедлительно информирует пользователя о зарегистрированных сигналах системы управления клапанами. Рассмотрим управление перепускным клапаном, который является первым из клапанов, указанных на передней панели 11 корпуса 10. Светоизлучающие диоды LED 31а, 31b расположены в столбце "Motor 1" для идентификации управляющих сигналов, поступающих на первый приводной двигатель. Один из этих двух светоизлучающих диодов LED, 31а, маркирован "SHUT" и соответствует управляющему сигналу для Motor 1 закрыть перепускной клапан. Другой светоизлучающий диод LED, 31b, маркирован "OPEN" и соответствует управляющему сигналу для Motor 1 открыть перепускной клапан. Такой же принцип применяется к светоизлучающим диодам LED, расположенным с правой стороны от маркировки "Transfer Valve" ("перепускной клапан") в столбце "Motor 2". В этом случае светоизлучающие диоды LED установлены и маркированы таким образом, чтобы идентифицировать управляющие сигналы, поступающие на второй приводной двигатель, Motor 2, перепускного клапана. Такой же порядок повторяется для всех указанных клапанов, имеющих два приводных двигателя.
На Фиг.3 и 4 показаны две части принципиальной электрической схемы устройства 1. Как и на Фиг.2, светоизлучающие диоды LED 31 обозначены на Фиг.3 и Фиг.4 перечеркнутым кругом. Соединительный элемент 21 показан с левой стороны Фиг.3, а отдельные цепи соединительного элемента 21, который соединяется с блоком реле для приема определенных управляющих сигналов, поступающих на приводные двигатели соответствующих клапанов, также маркированы. Аналогично этому соединительный элемент 22 показан с левой стороны Фиг.4, а отдельные цепи соединительного элемента 22, который соединяется с блоком реле для приема определенных управляющих сигналов, поступающих на приводные двигатели соответствующих клапанов, также маркированы. Цепи, показанные на Фиг.3 и Фиг.4, соединяются друг с другом в соединительной точке 32, обозначенной кругом с цифрой 1. Следует отметить, что в каждой из этих принципиальных электрических схем светоизлучающие диоды LED 31, подключенные к цепям для приема сигнала "OPEN" (т.е. открытие клапана), имеют зеленый цвет, а светоизлучающие диоды LED, подключенные к цепям для приема сигнала "SHUT" (т.е. закрытие клапана), имеют красный цвет.
Во время работы устройство 1 согласно настоящему изобретению подключают непосредственно к блоку реле системы управления клапанами. Далее система управления клапанами подает управляющие сигналы для открытия и закрытия каждого клапана системы 100 подачи топлива с ACT, по возможности, используя первый и второй приводные двигатели, Motor 1 и Motor 2. Пользователь устройства, проводящий испытание системы управления клапанами, может непосредственно наблюдать на дисплейной панели 11 устройства 1, включен ли светоизлучающий диод LED 31, соответствующий каждому из управляющих сигналов, которые должна подавать система управления. В случае неисправности системы управления клапанами, в частности, если сигнал управления определенным клапаном не генерируется или не подается от блока реле, соответствующий светоизлучающий диод LED 31 в испытательном устройстве 1 не включается, и оператор может незамедлительно определить, какой клапан, какой приводной двигатель и какой конкретный управляющий сигнал (т.е. открыть или закрыть клапан) не зарегистрирован.
На Фиг.5 и Фиг.6 показан второй альтернативный вариант осуществления устройства 1 согласно изобретению. В этом случае соединительное средство 20, которое соединяет устройство 1 с системой управления клапанами топливной системы 100, содержит четыре соединительных элемента 21, 22, 23, 24 штекерного типа, в которых различным образом распределяются цепи передачи сигналов клапанам. В этом втором варианте осуществления соединительный элемент 21 специально предназначен для управляющих сигналов для дозаправочного клапана, а соединительный элемент 22 специально предназначен для управляющих сигналов для приведения в действие насоса. Два соединительных элемента 23 и 24 предназначены для приема управляющих сигналов, поступающих на перепускной клапан 103 ACT, воздушный отсечной клапан 109, продувочный клапан 110 и запорный клапан 111. При этом соединительный элемент 23 специально предназначен для приема управляющих сигналов, поступающих на первый приводной двигатель (Mot 1) указанных клапанов, в то время как второй соединительный элемент 24 специально предназначен для приема управляющих сигналов, поступающих на второй приводной двигатель (Mot 2) указанных клапанов. Кроме того, в этом варианте осуществления устройство 1 предназначено для подключения к блоку реле системы управления в точке, удаленной от блока реле, а каждый из соединительных элементов 23 и 24 может быть подключен более чем один раз к точкам подключения отдельных регулирующих клапанов.
Другое заметное отличие испытательного устройства 1 в этом варианте осуществления от испытательного устройства, показанного на Фиг.2-4, заключается в том, что второй вариант осуществления включает ряд портов или гнезд 12, выполненных на передней панели 11 корпуса 10. Эти порты или гнезда 12 предназначены для установки контактной измерительной головки измерительного устройства, в частности вольтметра, амперметра или омметра, для определения параметров сигнала и/или параметров цепи при помощи соединительных элементов 21-24. Эти порты или гнезда 12 также показаны схематически на электрической схеме на Фиг.6 применительно к соответствующим соединительным элементам и обозначены BU1-BU14. Возможность тестировать сигнал или цепь при помощи этих портов или гнезд 12 дает особое преимущество при устранении неисправности для определения причины появления неправильного или неожидаемого сигнала устройства.
Приведенное выше обсуждение предпочтительных вариантов осуществления изобретения предназначено только для иллюстративных целей. В соответствии с этим следует понимать, что различные изменения могут быть внесены в конструкцию и систему расположения деталей, показанных на чертежах, без отклонения от объема изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения.