СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ ЗАПАСА ТОПЛИВА В КРЫЛЬЕВЫХ БАКАХ САМОЛЕТА ПРИ РАБОТЕ НА ЗЕМЛЕ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF EQUALISING FUEL CAPACITY IN AIRCRAFT WING TANKS IN OPERATION ON SURFACE

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 продолжении 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 которой 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 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 топливо в центральном топливном баке отсутствует, а количество топлива в левом крыльевом баке больше, чем количество топлива в правом крыльевом баке.
Второй вариант изобретения относится к случаю, когда топливо в центральном топливном баке отсутствует, а количество топлива в правом крыльевом баке больше, чем количество топлива в левом крыльевом баке.
При наличии топлива только в крыльевых баках управление перекачкой топлива из бака с большим запасом в бак с меньшим запасом производится с использованием линии заправки, централизованного слива топлива, крана перекрестного питания, кранов заправки крыльевых баков и насосов подачи топлива к двигателям.
При любых вариантах 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 соединена 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.
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 каждым крыльевым баком 2 через краны заправки 22, 23 и с центральным баком 1 через кран заправки;
- электроприводной кран заправки 22 левого крыльевого бака;
- электроприводной кран заправки 23 правого крыльевого 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.
Предложенные варианты изобретения относятся к случаям, когда топливо в центральном топливном баке отсутствует, а количество топлива в левом баке больше, чем количество топлива в правом баке или количество топлива в правом баке больше, чем количество топлива в левом баке.
При большем запасе в левом крыльевом баке топливо для балансировки перекачивают из левого крыльевого бака в правый крыльевой бак. С этой целью на пульте управления топливной системой 21 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 10, 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 11, 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.