СПОСОБ ИСКРОБЕЗОПАСНОЙ ЗАПРАВКИ ТОПЛИВНЫХ БАКОВ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ТОПЛИВОМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
SPARK-SAFE FILLING OF AIRCRAFT FUEL TANKS AT PRESSURE

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к топливным системам, и касается способа искробезопасной заправки топливных баков летательного аппарата (ЛА) топливом под давлением.
Потенциал электрического поля топлива зависит от электрической проводимости топлива, режимов и конструктивного выполнения системы заправки под давлением, а также от температуры топлива, содержания в нем механических примесей и воды. Осушенное и незагрязненное топливо к электризации не склонно. Определено, что воспламенение паров реактивных топлив ТС-1 и РТ, на которых эксплуатируются современные самолеты, может происходить при энергии емкостного разряда 0,2-0,4 мДж. Электризация топлива - процесс образования электрического заряда, который в системах заправки баков самолетов топливом в основном происходит в процессе протекания топлива через фильтры наземных средств заправки и обуславливается низкой электрической проводимостью топлива, недостаточной для релаксации электрических зарядов, концентрирующихся на границе раздела поверхности топлива с топливовоздушной смесью надтопливного объема бака. Электризация в объеме, происходящая в результате переноса электрических зарядов, приводит к накоплению статического электричества до потенциала, достаточного в ряде случаев для появления электрических разрядов. Такие условия возникают при наземной заправке самолета топливом при его прокачке через фильтры наземных средств.
Известен аппарат для непрерывного контроля скорости переноса электростатического заряда или зарядовой плотности в потоке изоляционного материала, перекачиваемого по трубопроводу, отсек собирания заряда и расходомер соединены трубопроводом, отсек электрически изолирован от трубопровода и соединен с землей через электрометр. («Electrostatic charge measurement)), патент 1587908 (СА), G01N 27/60, 77 01 10). Однако устройство калибруют, например, для углеводородного топлива, значение зарядовой плотности получают из измерений скорости потока и электротока, измеренного между отсеком и землей.
Известно руководство по управлению авиационной заправкой топливом от группы «Правила безопасности», в котором указано требование о том, что при заправке топливом без добавления присадки для рассеивания статического заряда, нужно существенно уменьшать скорость потока топлива для того, чтобы избежать воспламенения топлива в баке, обусловленного электростатическим разрядом, и повысить электропроводность углеводородного топлива. Safety Regulation Group CAP 748 «Aircraft Fuelling and Fuel Installation Management)), Chapter 3, 2004 г (см. WWW.Caa.Co.UK),
2
Известны руководства по эксплуатации, часть 1 «Топливная система» Boing-767, в которых указаны общая емкость 178500 л, скорость заправки 7550 л/мин в приемных штуцерах. Плотность накопления электростатической энергии снижается за счет разделения больших баков на небольшие с обеспечением ограничения максимальной скорости движения топлива в трубопроводах не более 8 м/сек. В самолете Boing-777 общая емкость 117400 л, время заправки 48 мин при давлении 3,5 кгс/см. Топливо вводится в нижнюю часть бака через распределительные коллекторы с небольшими скоростями в несколько отсеков каждого бака и эффективно рассеивают статический заряд. Maintence manual Boing-747 и 777: «Топливная система самолета Боинг-767. Руководство по эксплуатации» Part 1. Технический перевод №4718 А, 1985 г., ЛИИ и технический перевод «Техническое описание топливной системы Боинг-777» №5115А, 1994 г., ЛИИ им М.М. Громова.
За применяемый ограничительный показатель принята скорость течения топлива в трубопроводах заправки, обеспечивающая огнебезопасность от разрядов статического электричества заправки баков топливом, которую ограничивают величиной 7-8 м/сек, но при сложном разветвлении трубопроводов системы заправки на самолете он менее показателен из-за усложнения контроля.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении степени электризации для обеспечения максимальной искробезопасности топливной системы во время заправки топливом под давлением.
2
Для достижения технического результата в способе искробезопасной заправки топливных баков летательного аппарата (ЛА) топливом под давлением, включающем операцию подачи топлива под давлением в топливные баки системы заправки баков, определение объемной скорости поступления топлива в каждый бак с помощью топливомеров, обеспечение искробезопасной степени электризации топлива и регулирование объемной скорости подачи топлива в баки до значений, при которых величина переносного заряда топлива станет меньше допустимого значения искрового разряда, операцию подачи топлива в топливную систему с общей емкостью баков не менее 10000-50000 л осуществляют при рабочем давлении 3,5-4,5 кгс/см с предельной объемной скоростью поступления топлива 1500-2500 л/мин из наземных заправочных средств к входным штуцерам поступления топлива на ЛА. Одновременно по указателю штатного топливомера системы измерения запаса топлива на ЛА. определяют объемную скорость поступления топлива в каждый бак системы (или отсек бака) и уменьшают скорость с помощью ограничительных средств в виде дроссельных шайб, установленных в системе подачи топлива в баки, до значений, не превышающих допустимой граничной величины объемной скорости, равной 1000 л/мин, при которой образующийся разряд статического электричества не достаточен для воспламенения паровоздушной смеси в надтопливном объеме каждого бака.
Кроме того, величина объемной скорости, равная 1000 л/мин, определена как граничная, при которой возможные изменения температуры и характеристик топлива, изменения характеристик наземного заправочного оборудования не вызывают воспламенения паровоздушной смеси в надтопливном объеме каждого бака от образующегося разряда статического электричества.
Таким образом повышается достоверность определения работоспособности топливной системы при максимальной ее огнебезопасности.
Предлагаемый способ поясняется на следующей фигуре.
На фиг. 1 показана система заправки самолета с пятью баками, обеспечивающая искробезопасную заправку топливных баков летательного аппарата (ЛА) топливом под давлением.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
Самолет RRJ с объемом баков 15810 л содержит центральный бак и по два бака в каждой половине крыла, то есть всего 5 баков: по два бака (1 л, 2 л), расположенных в левой и по два бака (1 п, 2 п) в правой половине крыла (10), в которые при заправке поступает топливо, см. фиг. 1. Производят операцию подачи топлива в топливную систему из топливозаправщика (11), который посредством приемника топлива соединен с входным приемным штуцером (2) поступления топлива в центральный трубопровод на ЛА через перекрывной кран (3). Датчик расходомера (8) установлен на заправщике. Для контроля за рабочим давлением, объемной скоростью поступления топлива из заправщика установлен щиток заправки (1), а для контроля за верхним уровнем в каждом баке установлен сигнализатор верхнего уровня (4). Для ограничения расхода топлива установлены дроссельные шайбы (5) на входе в трубопровод магистрали заправки баков (9). Датчики топливомера (6) установлены в каждом баке и соединены с табло топливомеров пульта управления топливной системы (7) в кабине пилота.
2
Производят операцию подачи топлива в топливную систему при рабочем давлении 4,5 кгс/см с предельной объемной скоростью поступления топлива 1500 л/мин из наземных заправочных средств к входным приемным штуцером (2) поступления топлива в центральный трубопровод на ЛА. По показаниям на щитке заправки (1) и сигнализатору верхнего уровня топлива (4) определяется момент окончания заправки в каждом баке, сигналы от сигнализаторов верхнего уровня (4) в каждом баке поступают на перекрывные краны (3), которые перекрывают доступ топлива в соответствующий бак. Топливо вводят в каждый бак через коллекторы с небольшими скоростями путем ограничения расхода топлива с помощью дроссельной шайбы (5), установленной на входе в трубопровод магистрали заправки баков (9).
При сертификационных испытаниях системы заправки топливом в системе используют установленные в каждом баке датчики топливомеры (6), выходы которых соединены электрически с пультом управления заправкой (7) в топливной системе, размещенные в кабине летчика. По штатному топливомеру системы измерения запаса топлива на ЛА измеряют объемную скорость поступления топлива в каждый бак системы (или отсек бака). Производят хронометраж показаний указателей штатного топливомера (7) системы измерения запаса топлива на ЛА и контролируют граничные значения величины объемной скорости, не более 1000 л/мин, при которой образующийся разряд статического электричества не достаточен для воспламенения паровоздушной смеси в надтопливном объеме каждого бака. Таким образом обеспечивается искробезопасная скорость заправки баков топливом под давлением на самолете.