СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ТОПЛИВНОГО БАКА САМОЛЕТА
METHOD FOR CONTROLLING TIGHTNESS OF AIRCRAFT FUEL TANK

Область техники
Изобретение относится к области контроля (проверки) герметичности полых изделий, и предназначено к использованию для контроля герметичности самолетных топливных баков, преимущественно, сложной конфигурации.
Уровень техники
В настоящее время контроль герметичности топливных баков самолета проводится одним из следующих способов:
- керосино-меловым - производят меловую обмазку мест возможной негерметичности, заполнение бака топливом и поиск пятен от керосина на меловой обмазке;
- манометрическим - наполняют топливный бак воздухом, создают давление и осуществляют контроль по падению давления;
- пневматическим способом - топливный бак заполняют воздухом, места возможной негерметичности смачивают мыльным раствором или раствором поверхностно-активного вещества и по пузырению определяют места течей;
- способом щупа - используют контрольную газовую смесь (смесь воздуха с контрольным газом) непосредственно в топливном баке, осуществляют поиск мест течи течеискателем.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ проверки кессон-баков самолетов на герметичность с использованием элегаза (патент RU 2204816). Способ заключается в поиске мест течи течеискателем с использованием воздуха и элегаза в качестве рабочей газовой смеси, приготовлении рабочей газовой смеси непосредственно в кессон-баке при помощи прибора индивидуальной кислородной системы самолета при одновременном перемешивании смеси в кессон-баке.
Недостатком указанного способа является низкая эффективность и качество контроля герметичности бака, вызванные некачественным приготовлением рабочей газовой смеси в баке и невысокими скоростями течения рабочей газовой смеси в баке сложной конфигурации. Некачественное приготовление рабочей газовой смеси в баке и невысокие скорости течения рабочей газовой смеси обусловлены способом приготовления и перемешивания рабочей газовой смеси непосредственно в баке при помощи прибора индивидуальной кислородной системы самолета, который не позволяет гарантированно получить необходимую концентрацию рабочей газовой смеси и не создает потоки рабочей газовой смеси в баке, необходимые для преодоления препятствия в виде шпангоутов и других элементов конструкции бака и для создания необходимых условий преодоления расслоения рабочей газовой смеси.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и качества контроля герметичности топливных баков сложной конфигурации.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого изобретения, заключается в создании стабильной концентрации рабочей газовой смеси, и в исключении расслоения рабочей газовой смеси в баке.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ контроля герметичности топливных баков самолета с помощью течеискателя и с использованием рабочей газовой смеси воздуха с контрольным газом. Согласно изобретению осуществляют (обеспечивают) циркуляцию рабочей газовой смеси через топливный бак, при этом для приготовления рабочей газовой смеси в концентрации, необходимой для обнаружения течи, подачи смеси и циркуляции ее в топливном баке вне топливного бака создают линию подачи рабочей газовой смеси и линию циркуляции рабочей газовой смеси, в которых соответственно устанавливают газовый смеситель для получения необходимой концентрации смеси и вентилятор для обеспечения циркуляции смеси.
Для повышения однородности газовой смеси обеспечивают ее гомогенизацию путем установки в линии подачи рабочей газовой смеси акустического преобразователя с частотой пульсации в пределах 2-2,5 кГц.
Преимущественно подачу рабочей газовой смеси внутрь каждого отсека топливного бака осуществляют через вращающиеся форсунки с периодом вращения 2-4 об/мин для создания устойчивых потоков рабочей газовой смеси и поддержания концентрации рабочей газовой смеси в топливном баке
Предпочтительно подачу рабочей газовой смеси осуществляют через дозатор-синхронизатор расходов, установленный в линии подачи рабочей газовой смеси для обеспечения равенства объемного расхода рабочей газовой смеси в отсеках топливного бака.
В качестве контрольного газа могут быть использованы элегаз или гелий.
На прилагаемом чертеже представлена установка, реализующая предложенный способ контроля герметичности топливных баков самолета.
Осуществление изобретения
Контроль герметичности топливных баков самолета осуществляется с помощью течеискателя и с использованием рабочей газовой смеси воздуха с контрольным газом (элегазом или гелием).
Для приготовления рабочей газовой смеси в необходимой концентрации, подачи смеси и циркуляции ее в топливном баке за пределами контролируемого топливного бака создают линию подачи рабочей газовой смеси и линию циркуляции рабочей газовой смеси. В линии подачи рабочей газовой смеси устанавливают газовый смеситель для получения концентрации смеси, необходимой для обнаружения течи, а в линии циркуляции - вентилятор для обеспечения циркуляции смеси через топливный бак. При этом газовую смесь гомогенизируют, уменьшая тем самым степень неоднородности распределения составляющих компонентов в смеси, т.е. обеспечивая повышение ее однородности. С этой целью во внешний контур приготовления и подачи рабочей газовой смеси устанавливают акустический преобразователь с частотой пульсации в пределах 2-2,5 кГц. Гомогенизация осуществляется в результате комплексного действия акустического поля на газовую смесь, в основе которого находятся знакопеременные давления, знакопеременные смещения. Подачу рабочей газовой смеси внутрь каждого отсека топливного бака осуществляют через форсунки, обеспечивая их вращение с периодом 2-4 об/мин для создания устойчивых потоков рабочей газовой смеси и поддержания концентрации рабочей газовой смеси в топливном баке. Для того, чтобы обеспечить равенства объемного расхода рабочей газовой смеси в отсеках топливного бака, подачу рабочей газовой смеси предлагается осуществлять через дозатор-синхронизатор расходов, который устанавливают в линии подачи рабочей газовой смеси. Герметичность или негерметичность контролируемого топливного бака устанавливают по показаниям течеискателя - прибора, который позволяет обнаружить утечку газовой смеси и представить количественную оценку величины течи.
Предлагаемый способ реализуется на установке, в которой содержатся:
1 - контролируемый топливный бак, 2 - технологическая крышка, 3 - форсунка, подающая рабочую газовую смесь, 4 - линия подачи рабочей газовой смеси, 5 - акустический преобразователь, 6 - дозатор - синхронизатор, 7 - пробоотборник, 8 - манометр, 9 - регулятор давления, 10 - вентили, 11 - бак-накопитель, 12 - газовый смеситель, 13 - компрессор с баком-ресивером, 14 - баллон с контрольным газом, 15 - линия забора атмосферного воздуха, 16 - вентиль, 17 - линия откачки рабочей газовой смеси, 18 - вентиль, 19 - технологическая крышка, 20 - линия циркуляции рабочей газовой смеси, 21 - вентилятор, 22 - вентиль, 23 - течеискатель, 24 - вакуумный насос, 25 - предохранительный клапан, 26 - дренажный клапан, 27 - линия удаления рабочей газовой смеси из топливного бака, 28 - вентиль.
Для контроля топливного бака самолета предлагаемым способом используется следующее оборудование: подающая рабочую смесь форсунка 3, акустический преобразователь 5, дозатор - синхронизатор 6, пробоотборник 7, манометр 8, регулятор давления 9, вентили 10, 16, 18, 22, 28, бак-накопитель 11, газовый смеситель 12, компрессор с баком-ресивером 13, баллон с контрольным газом 14, вентилятор 21, течеискатель 23, вакуумный насос 24, предохранительный клапан 25, дренажный клапан 26.
Предлагаемый способ контроля герметичности топливных баков осуществляется следующим образом.
После подключения оборудования контроля герметичности к топливному баку открывается вентиль 10 и из бака-ресивера компрессора 13 через регулятор давления 9 подается сжатый воздух в газовый смеситель 12 линии подачи воздуха. Открывается вентиль 10 и из баллона с контрольным газом 14 подается газ в газовый смеситель 12. В смесителе 12 создается рабочая газовая смесь воздуха с контрольным газом. Полученная рабочая газовая смесь собирается в баке-накопителе 11 линии подачи рабочей газовой смеси. Открывается вентиль 10 и рабочая смесь через регулятор давления 9, дозатор-синхронизатор 6, акустические преобразователи 5 линии подачи рабочей газовой смеси поступает на подающие форсунки 3.
Проводится заполнение рабочей смесью топливного бака 1 и создание испытательного давления рабочей смеси в топливном баке 1. Поступающая в топливный бак 1 рабочая смесь форсунками 3 закручивается в вихревые потоки, движущиеся по топливному баку. Рабочая смесь заполняет топливный бак 1. Закрывается вентиль 10 линии подачи рабочей газовой смеси, открывается вентиль 22 линии циркуляции рабочей газовой смеси, включается вентилятор 21 линии циркуляции рабочей газовой смеси, осуществляется циркуляция рабочей смеси в топливном баке 1.
Через пробоотборник 7 линии подачи рабочей газовой смеси берется проба рабочей смеси на соответствие заданной концентрации. При положительном результате включается вакуумный насос 24, течеискатель 23 приводится в рабочее состояние. Проводится течеискателем 23 поиск мест течи в топливном баке 1. Контроль герметичности проводится методом сканирования заклепочных швов контролируемого бака 1 при перемещении щупа течеискателя 23, соединенного с вакуумным насосом 24.
По завершении процесса поиска мест течи в топливном баке отключаются вакуумный насос 24 и течеискатель 23, закрывается вентиль 22 и отключается вентилятор 21 линии циркуляции рабочей газовой смеси, открывается вентиль 18 линии откачки рабочей газовой смеси, включается компрессор 13 и рабочая смесь собирается в баке-ресивере компрессора 13. По заполнении бака-ресивера компрессора 13 компрессор 13 отключается, вентиль 18 линии откачки рабочей газовой смеси закрывается. Открывается вентиль 28, закрывается вентиль 22, включается вентилятор 21 и проводится удаление остатков рабочей смеси из топливного бака 1. По удалению остатков рабочей смеси из топливного бака 1 закрываются вентиля 22 и 28, выключается вентилятор 21.
Использование предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества:
- получать стабильную заданную концентрацию рабочей газовой смеси в топливном баке;
- исключить расслоение рабочей газовой смеси в топливном баке;
- поддерживать в топливном баке заданную концентрацию рабочей газовой смеси за счет создания в топливном баке устойчивых потоков рабочей смеси;
- обеспечивать равенство объемных расходов рабочей газовой смеси в отсеках топливного бака.
Предлагаемый способ контроля герметичности топливных баков позволяет эффективно и качественно проводить контроль герметичности топливных баков любой сложной конфигурации.