УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ ТОПЛИВНЫХ БАКОВ ВОЗДУШНОГО СУДНА
DEVICE AND METHOD FOR TESTING AIRCRAFT FUEL TANK SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству и способу для испытания системы топливных баков воздушного судна.
Уровень техники
Во время окончательной сборки воздушного судна необходимо проводить испытание системы топливных баков воздушного судна для того, чтобы убедиться в правильности функционирования управляющей аппаратуры системы топливных баков воздушного судна, в частности устройства для контроля уровня топлива. Кроме того, указанное испытание служит для обнаружения утечек в системе топливных баков. Испытание системы топливных баков воздушного судна включает подачу предварительно определенного объема топлива из топливного резервуара в систему топливных баков. Для обеспечения безопасности устройство для контроля системы топливных баков воздушного судна обычно содержит устройство аварийного отключения, которое позволяет прерывать проведение испытания при возникновении опасной критической ситуации, например чрезмерного давления в одном из испытуемых баков воздушного судна. Кроме того, подачу топлива из топливного резервуара обычно контролируют при помощи блокирующего устройства. Такое блокирующее устройство служит для незамедлительного прерывания подачи топлива из топливного резервуара, если оператор не нажимает соответствующую «кнопку бдительности», например, через равные промежутки времени или непрерывно для того, чтобы генерировать команду подтверждения для продолжения подачи топлива из топливного резервуара.
Испытание системы топливных баков воздушного судна может быть весьма продолжительным и в некоторых случаях занимает до восьми часов. Управление блокировочным устройством в течение такого длительного периода времени является очень неудобным для оператора. Кроме того, существует опасность, что оператор, например, из-за недостатка концентрации внимания по ошибке не нажмет на «кнопку бдительности», при этом испытание будет неумышленно прервано.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в предложении устройства и способа, которые позволят надежно проводить испытание системы топливных баков воздушного судна и одновременно обеспечат повышенную безопасность во время этого испытания.
Для решения вышеуказанной задачи устройство для испытания системы топливных баков воздушного судна согласно изобретению содержит блок подачи топлива, включающий топливный резервуар и подающий топливопровод, первый конец которого соединен с топливным резервуаром, а второй конец - с выпускным отверстием блока подачи топлива, и который, таким образом, служит для подачи топлива из топливного резервуара к выпускному отверстию блока подачи топлива. В подающем топливопроводе установлен первый запорный клапан, который является составной частью блока подачи топлива. В открытом состоянии первый запорный клапан пропускает топливо от топливного резервуара к выпускному отверстию блока подачи топлива, а в закрытом состоянии - прерывает подачу топлива от топливного резервуара к выпускному отверстию блока подачи топлива. Блок подачи топлива может представлять собой стационарное устройство, но предпочтительно является передвижным устройством, например автотопливозаправщиком. Кроме того, блок подачи топлива может содержать топливный насос, который служит для доставки топлива из топливного резервуара.
Устройство для испытания системы топливных баков воздушного судна согласно изобретению содержит также перекачивающий топливопровод, первый конец которого соединен с выпускным отверстием подающего топливопровода блока подачи топлива, а второй конец может соединяться с системой топливных баков воздушного судна, и который, таким образом, служит для перекачивания топлива от выпускного отверстия подающего топливопровода блока подачи топлива к системе топливных баков воздушного судна. В перекачивающем топливопроводе установлен второй запорный клапан. В открытом состоянии второй запорный клапан пропускает топливо от выпускного отверстия блока подачи топлива к системе топливных баков воздушного судна, а в закрытом состоянии - прерывает подачу топлива от выпускного отверстия блока подачи топлива к системе топливных баков воздушного судна.
Устройство согласно изобретению содержит электронный блок управления, который выполнен с возможностью управления первым запорным клапаном и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, в ответ на сигнал контролируемого параметра, поступивший в электронный блок управления. Иными словами, электронный блок управления управляет первым и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы закрывать первый и второй запорные клапаны и тем самым прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, если электронный блок управления получает соответствующий сигнал контролируемого параметра. Таким образом, первый запорный клапан блока подачи топлива встроен в контур управления электронного блока управления.
В результате из устройства для испытания системы топливных баков воздушного судна согласно изобретению можно исключить блокировочное устройство, предназначенное для управления прерыванием подачи топлива от блока подачи топлива. Таким образом, устройство согласно изобретению является удобным для работы оператора. Кроме того, можно повысить общую безопасность проведения испытания системы топливных баков воздушного судна, поскольку электронный блок управления в ответ на соответствующий сигнал контролируемого параметра одновременно управляет первым и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы с их помощью прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно.
Электронный блок управления устройства согласно изобретению может быть также выполнен с возможностью управления топливным насосом блока подачи топлива таким образом, чтобы прекращать доставку топлива от топливного резервуара в ответ на соответствующий сигнал контролируемого параметра, поступивший в электронный блок управления. Однако в альтернативном исполнении можно также не встраивать топливный насос в контур управления электронного блока управления. Если первый запорный клапан закрыт в ответ на соответствующую команду от электронного блока управления, в то время как топливный насос продолжает работать, режим работы топливного насоса переключается на режим холостого хода.
Для повышения безопасности по меньшей мере один из запорных клапанов - либо первый, либо второй запорный клапан устройства для испытания системы топливных баков воздушного судна согласно изобретению, - представляет собой клапан с пневматическим управлением.
В предпочтительном варианте осуществления устройство согласно изобретению содержит также датчик давления, предназначенный для измерения давления в системе топливных баков воздушного судна и генерирования сигнала контролируемого параметра, соответствующего давлению в системе топливных баков воздушного судна. Датчик давления предпочтительно может присоединяться съемным образом к водосливному клапану, установленному в системе топливных баков воздушного судна. Так, например, датчик давления может быть размещен съемным образом внутри кожуха водосливного клапана, установленного в системе топливных баков воздушного судна. Альтернативно датчик давления может быть присоединен к наружной части водосливного клапана. Водосливной клапан обычно располагают в нижней части системы топливных баков воздушного судна с обеспечением доступа к нему снаружи воздушного судна с тем, чтобы иметь возможность удалить конденсационную влагу из системы топливных баков воздушного судна. За счет того, что датчик давления может быть установлен в кожухе водосливного клапана после простого съема корпуса водосливного клапана, датчик давления можно легко установить снаружи воздушного судна. Таким образом, установку датчика давления внутри системы топливных баков воздушного судна можно исключить. Поскольку водосливной клапан обычно устанавливают в самой нижней точке системы топливных баков, размещение датчика в кожухе этого клапана также позволяет надежно и точно измерять давление в системе топливных баков.
Устройство согласно изобретению может содержать множество датчиков давления, которые служат для измерения давления в отдельных баках системы топливных баков воздушного судна, т.е. в крыльевых топливных баках, в центральном баке и во вспомогательных центральных баках воздушного судна. Датчики давления, которые могут быть расположены в корпусах водосливных клапанов отдельных баков, подают на электронный блок управления сигналы, соответствующие давлению в отдельных баках системы топливных баков воздушного судна.
Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью управления первым запорным клапаном и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, если давление в системе топливных баков, измеренное при помощи одного или нескольких датчиков давления, превышает предварительно установленный предел. При этом устройство согласно изобретению надежно обеспечивает отсутствие превышения предварительно установленного предела давления в системе топливных баков воздушного судна при заполнении этой системы топливом во время проведения ее испытания. В результате можно значительно увеличить общую безопасность при проведении испытания. Кроме того, можно исключить повреждения системы топливных баков и воздушного судна под действием чрезмерного давления топлива в системе топливных баков.
Устройство согласно изобретению может также содержать переливной бак, который может быть соединен с системой топливных баков воздушного судна во время проведения ее испытания для приема топлива, переливающегося из системы топливных баков. Обычно управляющая аппаратура системы топливных баков воздушного судна включает устройство для контроля уровня топлива, которое может быть выполнено с возможностью автоматического прерывания подачи топлива в систему топливных баков воздушного судна, если устройство для определения уровня топлива, предназначенное для определения уровня топлива в системе топливных баков воздушного судна, указывает, что баки воздушного судна являются заполненными. При проведении испытания системы топливных баков воздушного судна необходимо проверять правильность функционирования устройства контроля уровня топлива. В случае неисправности устройства контроля уровня топлива, т.е., если подача топлива в систему топливных баков воздушного судна не прерывается, несмотря на то, что топливные баки уже заполнены, топливо, переливающееся из системы топливных баков воздушного судна, поступает в переливной бак. Кроме того, можно проводить испытание на переполнение, во время которого подачу топлива в систему топливных баков воздушного судна преднамеренно продолжают после заполнения топливных баков воздушного судна.
Устройство для испытания системы топливных баков воздушного судна согласно изобретению может содержать датчик уровня, предназначенный для измерения уровня в переливном баке и генерирования сигнала контролируемого параметра, соответствующего уровню топлива в переливном баке. Предпочтительно установить множество переливных баков для приема топлива, переливающегося из отдельных баков системы топливных баков воздушного судна. Каждый переливной бак может содержать датчик уровня для измерения уровня топлива в данном переливном баке и для генерирования сигнала контролируемого параметра, соответствующего уровню топлива в указанном переливном баке.
Электронный блок управления устройства согласно изобретению предпочтительно выполнен с возможностью управления первым запорным клапаном и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы с их помощью прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, если уровень топлива в переливном баке, определяемый при помощи датчика уровня, превышает предварительно установленный предел. Иными словами, подача топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу прерываются, если переливные баки являются заполненными.
Устройство согласно изобретению дополнительно содержит по меньшей мере одну кнопку экстренного отключения в ручном режиме, которая при срабатывании генерирует сигнал контролируемого параметра, соответствующий управляющей команде оператора. Устройство согласно изобретению может быть снабжено несколькими кнопками экстренного отключения в ручном режиме, связанными с блоком подачи топлива, стационарной или передвижной испытательной станцией, содержащей перекачивающий топливопровод и второй запорный клапан, а также с каждым из переливных баков.
Электронный блок управления устройства согласно изобретению может быть выполнен с возможностью управления первым запорным клапаном и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, в ответ на сигнал контролируемого параметра, генерируемый кнопкой экстренного отключения. Иными словами, электронный блок управления управляет первым и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, если оператор вручную нажимает кнопку экстренного отключения, которой снабжено устройство согласно изобретению.
Способ испытания системы топливных баков воздушного судна согласно изобретению включает этапы, на которых подают топливо из топливного резервуара к выпускному отверстию блока подачи топлива по подающему топливопроводу и перекачивают топливо от выпускного отверстия блока подачи топлива в систему топливных баков воздушного судна по перекачивающему топливопроводу. При помощи электронного блока управления управляют первым запорным клапаном, установленным в подающем топливопроводе, и вторым запорным клапаном, установленным в перекачивающем топливопроводе, таким образом, чтобы прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, в ответ на сигнал контролируемого параметра, поступающий в электронный блок управления.
Способ согласно изобретению предпочтительно включает операции, на которых измеряют давление в системе топливных баков воздушного судна и генерируют сигнал контролируемого параметра, соответствующий давлению в системе топливных баков воздушного судна, при помощи датчика давления. При помощи электронного блока управления предпочтительно управляют первым запорным клапаном и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, если давление в системе топливных баков воздушного судна, измеренное при помощи датчика давления, превышает предварительно установленный предел.
Способ испытания системы топливных баков воздушного судна согласно изобретению предпочтительно включает также операции, на которых измеряют уровень топлива в переливном баке, предназначенном для приема топлива, переливающегося из системы топливных баков воздушного судна, и генерируют сигнал контролируемого параметра, соответствующий уровню топлива в переливном баке, измеренному при помощи датчика уровня. При помощи электронного блока управления управляют первым и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, если уровень топлива в переливном баке, измеренный при помощи датчика уровня, превышает предварительно установленный предел.
Способ согласно изобретению предпочтительно включает операции, на которых обеспечивают по меньшей мере одну кнопку экстренного отключения с ручным управлением, которая при срабатывании генерирует сигнал контролируемого параметра, соответствующий управляющей команде оператора. При помощи электронного блока управления можно управлять первым запорным клапаном и вторым запорным клапаном таким образом, чтобы прерывать подачу топлива по подающему топливопроводу и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу, соответственно, в ответ на сигнал контролируемого параметра, генерируемый кнопкой экстренного отключения.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение поясняется подробно со ссылкой на схематический чертеж, на котором представлен пример осуществления устройства согласно изобретению для испытания системы топливных баков воздушного судна.
Осуществление изобретения
Устройство 10 для испытания системы 12 топливных баков воздушного судна содержит блок 14 подачи топлива в форме автотопливозаправщика, который включает топливный резервуар 16. Топливный резервуар 16 соединен с первым концом подающего топливопровода 18. Второй конец подающего топливопровода 18 соединен с выпускным отверстием 20 блока 14 подачи топлива.
В подающем топливопроводе 18 установлен первый запорный клапан 22, который в закрытом состоянии прерывает подачу топлива от топливного резервуара 16 к выпускному отверстию 20 блока 14 подачи топлива. В открытом состоянии первый запорный клапан 22, напротив, пропускает топливо от топливного резервуара 16 к выпускному отверстию 20 блока 14 подачи топлива. Топливный насос 24 расположен в подающем топливопроводе 18 после первого запорного клапана 22 и служит для доставки топлива из топливного резервуара 16.
Выпускное отверстие 20 блока 14 подачи топлива соединено с первым концом перекачивающего топливопровода 26 при помощи соответствующего соединительного элемента 28. Для проведения испытания системы топливных баков воздушного судна второй конец перекачивающего топливопровода 26 соединяют с системой 12 топливных баков воздушного судна при помощи соединительного элемента 30. Первый манометр 32 установлен в перекачивающем топливопроводе 26 для измерения давления в перекачивающем топливопроводе 26. После первого манометра 32 в перекачивающем топливопроводе 26 установлено счетное устройство 34, которое служит для измерения массы, плотности и температуры топлива, протекающего по перекачивающему топливопроводу 26.
После счетного устройства 34 в перекачивающем топливопроводе 26 установлен второй запорный клапан 36. Второй запорный клапан 36, как и первый запорный клапан 22, представляет собой клапан с пневматическим управлением. В закрытом состоянии второй запорный клапан 36 прерывает подачу топлива от выпускного отверстия 20 блока 14 подачи топлива к системе 12 топливных баков воздушного судна, тогда как в открытом состоянии второй запорный клапан 36 пропускает топливо от выпускного отверстия 20 блока 14 подачи топлива к системе 12 топливных баков воздушного судна.
После второго запорного клапана 36 в перекачивающем топливопроводе 26 установлен топливоподающий клапан 38. Топливоподающий клапан служит для регулирования расхода топлива, проходящего по перекачивающему топливопроводу 26. После топливоподающего клапана 38 в перекачивающем топливопроводе 26 установлен второй манометр 40, предназначенный для измерения давления в перекачивающем топливопроводе 26 после топливоподающего клапана 38.
Переливной бак 42 соединен с системой 12 топливных баков воздушного судна при помощи переливного топливопровода 44 и служит для приема топлива, переливающегося из системы топливных баков воздушного судна в том случае, когда в систему 12 топливных баков воздушного судна поступает избыток топлива, несмотря на то, что баки системы 12 уже заполнены. В переливном баке 42 установлен датчик 46 уровня, предназначенный для измерения уровня топлива в переливном баке 42.
Датчик 48 давления служит для измерения давления в системе 12 топливных баков воздушного судна. Датчик 48 давления установлен съемным образом в кожухе водосливного клапана, который предусмотрен в системе 12 топливных баков. Водосливной клапан расположен в нижней части системы 12 топливных баков воздушного судна с обеспечением доступа к нему снаружи воздушного судна. Таким образом, датчик 48 давления можно вставить в кожух водосливного клапана после удаления корпуса водосливного клапана.
Кроме того, на блоке 14 подачи топлива, на переливном баке 42 и на передвижной испытательной станции, содержащей перекачивающий топливопровод 26, первый и второй манометры 32, 40, счетное устройство 34, второй запорный клапан 36 и топливоподающий клапан 38, предусмотрены кнопки 50, 52, 54 экстренного отключения.
Каждая из кнопок 50, 52, 54 экстренного отключения обеспечивает подачу сигнала контролируемого параметра на электронный блок управления (electronic control unit, ECU), который соответствует управляющей команде, т.е. команде оператора об отключении. Кроме того, на электронный блок управления ECU от датчика 46 уровня топлива поступают сигналы контролируемых параметров, соответствующие уровню топлива в переливном баке. И, наконец, электронный блок управления ECU получает сигналы контролируемого параметра от датчика 48 давления, которые соответствуют давлению в системе 12 топливных баков.
Устройство 10 для испытания системы 12 топливных баков воздушного судна содержит также сливной топливопровод 56, который соединен с системой 12 топливных баков воздушного судна при помощи соединительного элемента 58. Сливной топливопровод 56 соединен с дренажным трубопроводом 59, который может быть подсоединен к соединительному элементу 30 на втором конце подающего топливопровода 18. Такая схема соединения позволяет производить циркуляцию топлива от подающего топливопровода 18 непосредственно в сливной топливопровод 56, минуя систему 12 топливных баков воздушного судна, расположенную между подающим топливопроводом 18 и сливным топливопроводом 56, например, при промывке подающего топливопровода 18. Третий манометр 60 установлен в сливном топливопроводе 56 и служит для измерения давления топлива в сливном топливопроводе 56.
Слив топлива из системы 12 топливных баков воздушного судна по сливному топливопроводу 56 регулируют при помощи выпускного клапана 62. В закрытом состоянии выпускной клапан 62 прерывает слив топлива из системы 12 топливных баков воздушного судна по сливному топливопроводу 56, тогда как в открытом состоянии выпускной клапан 62 обеспечивает слив топлива из системы 12 топливных баков воздушного судна по сливному топливопроводу 56. Сливной топливопровод 56 соединен с топливным резервуаром 16 блока 14 подачи топлива. Это позволяет сливать топливо из системы топливных баков воздушного судна независимо от насоса 24 блока 14 подачи топлива. Таким образом, топливо, сливаемое по топливопроводу 56 после проведения испытания системы топливных баков воздушного судна, можно повторно использовать для других испытаний.
В сливном топливопроводе 56 после выпускного клапана 62 установлен фильтр 64. Фильтр 64 снабжен устройством 66 измерения дифференциального давления, которое определяет засорение или иные неисправности фильтра 64. Фильтр 64 служит для улавливания загрязняющих частиц, содержащихся в топливе, которое сливается из системы 12 топливных баков воздушного судна в топливный резервуар 16 блока 14 подачи топлива.
Для проведения испытания системы топливных баков воздушного судна второй конец перекачивающего топливопровода 26 соединяют с системой 12 топливных баков воздушного судна при помощи соединительного элемента 30. Топливоподающий клапан 38 вручную переводят в открытое положение для того, чтобы обеспечить подачу топлива от блока 14 подачи топлива в систему 12 топливных баков воздушного судна. Затем включают насос блока 14 подачи топлива, при этом топливо подается из топливного резервуара 16 в систему 12 топливных баков воздушного судна.
Во время заполнения системы 12 топливных баков воздушного судна непрерывно измеряют давление в системе 12 топливных баков воздушного судна при помощи датчика 48 давления. Кроме того, датчик 46 уровня непрерывно измеряет уровень топлива в переливном баке 42.
В том случае, когда сигналы, поступающие от датчика 48 давления в электронный блок управления ECU, показывают, что давление в системе 12 топливных баков воздушного судна превышает предварительно установленный предел, электронный блок управления ECU осуществляет управление первым запорным клапаном 22, расположенным в подающем топливопроводе 18, и вторым запорным клапаном 36, расположенным в перекачивающем топливопроводе 26, таким образом, чтобы прервать подачу топлива по подающему топливопроводу 18 и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу 26, соответственно. Таким образом, подача топлива из топливного резервуара 16 блока 14 подачи топлива в систему 12 топливных баков воздушного судна надежно прерывается.
Аналогично этому электронный блок управления ECU осуществляет управление первым запорным клапаном 22 и вторым запорным клапаном 36 таким образом, чтобы прервать подачу топлива по подающему топливопроводу 18 и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу 26, соответственно, если сигнал, поступающий от датчика 46 уровня в электронный блок управления ECU, показывает, что переливной бак 42 заполнен.
И, наконец, электронный блок управления ECU осуществляет управление первым запорным клапаном 22 и вторым запорным клапаном 36 таким образом, чтобы прервать подачу топлива по подающему топливопроводу 18 и перекачивание топлива по перекачивающему топливопроводу 26, соответственно, в случае нажатия оператором одной из кнопок 50, 52, 54 экстренного отключения.
Для слива топлива из системы 12 топливных баков воздушного судна сливной топливопровод 56 соединяют с системой 12 топливных баков воздушного судна при помощи соединительного элемента 58. Затем выпускной клапан 62 вручную переводят в открытое состояние для того, чтобы обеспечить слив топлива из системы 12 топливных баков воздушного судна по сливному топливопроводу 56 и возврат топлива в топливный резервуар 16 блока 14 подачи топлива.