Блок передачи мощности гидравлической системы самолета
AIRCRAFT HYDRAULIC POWER TRANSMISSION UNIT

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к резервным источникам гидравлических систем самолетов, и может быть использовано в комплексе бортового оборудования самолета, где требуется передача энергии от одной гидравлической системы самолета к другой в случае отказа или отключения второй системы.
Известно средство передачи гидравлической энергии от одной подсистемы гидропитания к другой в гидравлической системе самолета по патенту РФ №1812746 (МПК B64C 13/36, опубл. 20.07.2001 г.), выполненное в виде дискретного устройства передачи гидроэнергии, соединенного через командные распределители с линиями нагнетания основной и резервной подсистемы гидропитания. При этом исполнительные гидроцилиндры некоторых бортовых систем самолета соединены как с одной из подсистем гидропитания, так и с дискретным устройством передачи гидроэнергии.
Недостатком аналога является усложнение системы и увеличение массогабаритных показателей.
Известно также средство передачи гидравлической энергии от тормозной подсистемы гидропитания к основной подсистеме гидропитания гидравлической системы самолета Ту-134 (В.А. Бороденко, Самолет Ту-134А. Конструкция и эксплуатация, Москва, Машиностроение, 1975 г., рис.5.1, стр.177-261), которая включает также автономную подсистему гидропитания и подсистему дренажа и наддува гидробаков. В случае неисправности основной подсистемы гидропитания в рассматриваемой гидравлической системе включается система управления выпуском шасси, запитываемая от тормозной подсистемы гидропитания.
Недостатком аналога является ограничение функциональных возможностей, обусловленное применимостью только для самолетов со средней пассажировместимостью, увеличением массогабаритных показателей и малой вероятностью безотказной работы.
Известно также средство передачи гидравлической энергии от третьей к первой подсистеме гидропитания (блок передачи мощности) гидравлической системы самолета Ту-154 (см. Ф.А. Волошин, А.Н. Кузнецов, В.Я. Покровский, А.Я. Соловьев. Самолет Ту-154. Конструкция и техническое обслуживание. Часть 1, Москва, Машиностроение, 1975 г., рис.5.8, стр.262-389), которая включает также вторую подсистему гидропитания и систему наддува с баллонами сжатого газа. Средство передачи гидравлической энергии выполнено в виде дополнительной линии нагнетания, вход которой соединен с линией нагнетания третьей подсистемы гидропитания, а выход - с линией нагнетания первой подсистемы гидропитания. Дополнительная линия нагнетания также снабжена краном, выполненным с возможностью открытия и закрытия подачи давления рабочей жидкости от источника гидравлической энергии третьей подсистемы гидропитания, и обратным клапаном.
Недостатком аналога являются большие массогабаритные показатели и недостаточная надежность работы гидравлической системы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является вспомогательный источник гидравлической энергии (так называемый блок передачи мощности) гидравлической системы самолета по патенту RU 2010 147 306 A, МПК B64C 13/36, опубл. 27.05.2012 г., содержащей три подсистемы гидропитания, соединенные с силовыми приводами потребителей гидравлической энергии. Вход блока передачи мощности соединен дополнительной линией всасывания с полостью гидробака с рабочей жидкостью первой подсистемы гидропитания, а выход - с выходом второй дополнительной магистрали линии нагнетания первой подсистемы гидропитания, что обеспечивает восстановление давления в неисправном контуре, фактически не переводя жидкость из рабочего контура в неисправный заявляемой гидравлической системы. Этот блок всегда активирован, но фактически срабатывает в зависимости от перепада давления между двумя гидросистемами.
Недостатком ближайшего аналога является неустойчивая работа блока передачи мощности при изменении нагрузки на исполнительных гидродвигателях, что вызывает неконтролируемое изменение давления рабочей жидкости в гидросистеме как на входе в гидромотор, так и на выходе из насоса. Из-за колебаний давлений блок передачи мощности может как быстро ускоряться под нагрузкой, так и внезапно останавливаться, что приводит ко многим негативным эксплуатационным факторам. Кроме того, используемые на входе в гидромотор агрегаты дистанционного включения блока передачи мощности и устройства ограничения мощности подаваемой к гидромотору гидравлической энергии не учитывают действительные потребности энергии за насосом в аварийной подсистеме.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей блока передачи мощности гидравлической системы самолета.
Техническим результатом изобретения является повышение ресурса и надежности работы в полете, снижение массогабаритных показателей, сокращение времени и расходов на обслуживание, в том числе за счет учета информации о действительной нагрузке на исполнительных гидродвигателях.
.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что блок передачи мощности, состоящий из гидромотора второй подсистемы, подключенного к питанию через ограничитель расхода и электрогидрораспределитель и соединенного с насосом первой подсистемы через вал, отличающийся тем, что первая подсистема содержит обратный клапан, установленный после насоса, за обратным клапаном установлен дроссель, соединенный с плунжером, который связан постоянной и настраиваемой пружинами с коромыслом и с многопозиционным трехлинейным распределителем регулятора гидромотора, и обеспечивающий изменение давления в линии нагнетания насосапри изменении действительной нагрузки на исполнительных гидродвигателях первой подсистемы, подключенных к резервному источнику энергии, давление за обратным клапаном второй подсистемы преобразуется в командное давление в линии управления регулятором гидромотора, обеспечивая необходимые крутящий момент и частоту вращения гидромотора, осуществляющего привод насоса
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная гидравлическая схема регулируемого блока передачи мощности.
Блок передачи мощности гидравлической системы самолета содержит насос 1 первой подсистемы, соединенный механически валом с гидромотором 2 второй подсистемы, который подключен к питанию этой подсистемы через ограничитель расхода 3 и электрогидрораспределитель 4. В свою очередь насос 1 через обратный клапан 5 и дроссель 6 соединен с плунжером 7, который связан постоянной 8 и настраиваемой 9 пружинами с коромыслом 10 и далее с многопозиционным трехлинейным распределителем 11 регулятора, который через обратный клапан 12 связан со второй подсистемой.
Блок передачи мощности гидравлической системы самолета, являющийся подсистемой резервирования в гидравлической системе самолета, работает следующим образом. Насос 1 блока передачи мощности подключен всасывающими и дренажными линиями к баку первой подсистемы и соединяется через обратный клапан 5 с потребителями. При включении в работу исполнительных гидродвигателей давление в нагнетательной линии насоса меняется. Пропорционально действию нагрузки на исполнительных гидродвигателях первой подсистемы величина давления в дросселе 6 преобразуется в управляющее давление (не более 5 МПА) для работы регулятора гидромотора 2, подключенного ко второй подсистеме с помощью электрогидрораспределителя 4 и ограничителя расхода 3. Командное давление, отражающее действительную величину нагрузок на гидродвигателях, поступает к плунжеру 7, ход которого ограничивают пружины 8 и 9. Если баланс сил на плунжере нарушается, то плунжер 7, воздействуя через коромысло 10 на многопозиционный трехлинейный распределитель 11, изменяет баланс сил на толкателе - золотнике, связанном с устройством управления рабочим объемом гидромотора.
Гидравлическое пропорциональное позитивное управление гидромотором 2 позволяет бесступенчато изменять его рабочий объем пропорционально давлению управления, подаваемого от дросселя 6, связанного с линией нагнетания от насоса 1 к исполнительным гидродвигателям. В начальном положении при невысоком давлении управления (отсутствие команды на перемещение исполнительных гидродвигателей или невысокой нагрузки на них) гидромотор 2 находится на минимальном рабочем объеме, обеспечивая минимальный крутящий момент для привода насоса и максимальную частоту вращения насоса. При изменении ситуации возрастает давление управления за дросселем 6, регулятор гидромотора начинает отслеживать управляющий сигнал и увеличивает рабочий объем гидромотра, обеспечивая увеличение крутящего момента и уменьшения частоты вращения. Тем самым снижается потребляемый для привода гидромотора расход рабочей жидкости от второй подсистемы.
Регулятор гидромотора работает от рабочего давления во второй подсистеме через обратный клапан 12. Минимальное управляющее давление для работы толкателя 11 для обеспечения качества регулирования, поступающее от первой подсистемы через дроссель 6, не должно быть ниже 3 МПа. Максимально допустимое давление управления - 5 МПа. Несмотря на работу регулятора гидромотора от двух подсистем, рабочие жидкости не смешиваются и дренажные линии должны быть подключены соответственно.
Таким образом, заявленный блок передачи мощности обеспечивает регулируемую работу гидромотора в зависимости от требуемых действительных нагрузок на резервируемых исполнительных гидродвигателях. Отбираемая от основной подсистемы мощность для организации работы блока передачи мощности является автоматически регулируемой величиной и отражает реальную потребность использования.
Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности блока передачи мощности, повысить ресурс и надежность работы гидравлической системы в полете, уменьшить массогабаритные показатели, в том числе за счет учета информации о действительной нагрузке на исполнительных гидродвигателях.
Кроме того, важным преимуществом заявленного изобретения является сокращение времени и расходов на обслуживание гидравлической системы самолета.