ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ТОПЛИВНЫХ БАКОВ ВОЗДУШНОГО СУДНА
TEST EQUIPMENT FOR TESTING AIRCRAFT ADDITIONAL CENTER TANK SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к испытательному устройству для тестирования системы дополнительных центральных топливных баков (additional center tank, ACT) воздушного судна.
Уровень техники
Современные грузовые и пассажирские воздушные суда кроме системы основных топливных баков могут быть снабжены системой дополнительных центральных топливных баков (ACT). Система ACT может включать в себя один или более дополнительных центральных топливных баков, все они располагаются в фюзеляже воздушного судна. Так, например, модель воздушного судна Airbus™ A319CJ может содержать до шести дополнительных центральных топливных баков. Система основных топливных баков обычно содержит один или более топливных баков в каждом крыле и один центральный топливный бак в фюзеляже воздушного судна.
Система ACT включает множество клапанов, необходимых для подачи топлива в ACT, из ACT и между ACT (во время заправки и слива топлива, а также при перекачке топлива во время полета), а также для вентиляции ACT. Примерами таких клапанов являются впускной клапан топлива для каждого дополнительного центрального топливного бака, один или более перепускных клапанов для подачи топлива в дополнительные центральные топливные баки из системы основных топливных баков, один или более заправочных клапанов для заправки дополнительных центральных топливных баков на земле, один или более отсечных воздушных клапанов для регулирования потока сжатого воздуха, подаваемого в дополнительные центральные топливные баки и т.п. Специалистам в данной области техники, как правило, известны конструкция и функционирование систем ACT воздушного судна, в частности, в серии моделей Airbus™.
Управление подачей топлива системы ACT можно обеспечить средствами управления, общими для системы основных топливных баков и системы ACT, однако известны воздушные суда, в которых для выполнения этой задачи предусмотрены отдельные средства управления. Одной из этих моделей является вышеуказанная модель Airbus™ A319CJ. Отдельные средства управления системой ACT могут содержать вспомогательное вычислительное устройство регулирования расхода топлива (Auxiliary Fuel Management Computer, AFMC), работающее вместе со вспомогательным управляющим устройством измерения уровня топлива (Auxiliary Level Sensing Control Unit, ALSCU) при помощи релейной системы. AFMC управляет, помимо прочего, автоматической транспортировкой топлива из ACT в основной центральный топливный бак и обратно, а также между ACT таким образом, чтобы сбалансировать воздушное судно при транспортировке топлива и обеспечить сохранение центра тяжести воздушного судна в определенных границах.
Датчики уровня, связанные с ACT, определяют наличие или отсутствие топлива на различных уровнях в топливных баках. Система определения уровня топлива в баках может содержать, в частности, датчик высокого уровня в каждом ACT для определения наличия топлива на высоком уровне и окончания заправки топливом соответствующего топливного бака. Она может также содержать датчики низкого уровня для определения наличия топлива на низком уровне в топливном баке. ALSCU обрабатывает результаты определения уровней топлива в топливных баках и производит сравнение мокрого состояния датчиков нижнего уровня для того, чтобы контролировать исправность транспортировки топлива ACT и в случае необходимости подавать предупредительный сигнал в кабине экипажа. В соответствии с этим датчики уровня ACT и ALSCU участвуют в контроле транспортировки топлива ACT.
ALSCU может также содержать логический блок, который позволяет определить повреждение вентиляционных и заправочных/транспортировочных трубопроводов ACT и их последующую изоляцию.
Кроме того, AFMC получает данные о количестве топлива и другую информацию, связанную с системой основных топливных баков, от вычислительного устройства индикации количества топлива (Fuel Quantity Indicating Computer, FQIC). AFMC использует информацию, полученную от ALSCU и FQIC, для расчета количества топлива в ACT и на всем воздушном судне для вывода результата на электронный центральный монитор воздушного судна (Electronic Centralized Aircraft Monitor, ECAM), расположенный в кабине экипажа, или другим потребителям, а также для управления автоматической заправкой АТС.
AFMC и ALSCU могут представлять собой отдельные блоки, подключаемые к специальным штекерным интерфейсным разъемам системы ACT. Альтернативно AFMC и ALSCU могут быть объединены в один блок управления.
Испытания перед поставкой, а также наземные испытания при проведении планового технического обслуживания требуют, помимо прочего, проверки правильности функционирования клапанов ACT, и/или AFMC, и/или ALSCU, т.е. правильной реакции соответствующих компонентов на определенные условия и/или определенные команды. Такие команды могут включать команды управления клапанами, вручную подаваемые из кабины экипажа воздушного судна. Так, например, в ответ на команду срабатывания впускного клапана должен вырабатываться соответствующий сигнал, который заставляет определенное индикаторное средство, расположенное, например, в кабине экипажа, отображать, что ручная команда срабатывания клапана подана на клапан ACT. Затем каждый раз при подаче команды на срабатывание клапана необходимо проверять действительное срабатывание соответствующего клапана согласно команде на его срабатывание. И, наконец, необходимо проверять, занимают ли клапаны ACT предварительно определенные позиции после обнаружения неисправности системы ACT (например, неисправность транспортировки топлива ACT или низкий уровень топлива в ACT).
Раскрытие изобретения
В соответствии с вышесказанным задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить испытательное устройство, которое позволяет просто и эффективно тестировать по меньшей мере определенные характеристики системы ACT воздушного судна.
Для решения этой задачи настоящее изобретение предусматривает испытательное устройство для тестирования системы ACT воздушного судна, при этом система ACT содержит средство управления, сконфигурированное с возможностью выполнения функций вспомогательного вычислительного устройства регулирования расхода топлива (AFMC) и вспомогательного управляющего устройства измерения уровня топлива (ALSCU), содержащее по меньшей мере один испытательный модуль, выполненный с возможностью подключения к системе ACT вместо по меньшей мере части средства управления, при этом указанный испытательный модуль содержит средство генерирования одного или более тестовых сигналов и подачи тестовых сигналов в систему ACT.
Испытательный модуль предпочтительно содержит переключатель, предназначенный для включения и выключения одного или более тестовых сигналов. Такой переключатель может иметь ручное управление. Дополнительно или альтернативно испытательное устройство может содержать тестовую программу, предназначенную для выполнения процессором, при этом тестовая программа сконфигурирована таким образом, чтобы генерировать один или более предварительно определенных тестовых сигналов или одну или более последовательностей предварительно определенных тестовых сигналов, выводимых испытательным модулем.
В простом варианте осуществления тестовые сигналы могут представлять собой сигналы с высоким или низким электрическим потенциалом, при этом низкий уровень соответствует нулевому потенциалу, а высокий уровень соответствует положительному или отрицательному потенциалу, отличному от нулевого потенциала. Высокий потенциал может соответствовать, в частности, номинальному напряжению бортовой системы электропитания воздушного судна, и испытательный модуль может получать сигналы с высоким потенциалом от бортовой системы электропитания. Разумеется, испытательное устройство может также содержать свой собственный источник электрического напряжения, независимый от бортовой системы электропитания.
В одном варианте осуществления испытательное устройство содержит первый испытательный модуль, выполненный с возможностью подключения к системе ACT вместо части средства управления, выполняющего функции AFMC, при этом первый испытательный модуль содержит средство генерирования одного или более тестовых сигналов, имитирующих одну или более команд управления клапанами ACT. Этот вариант может быть полезным для тестирования правильности функционирования различных клапанов ACT.
Указанные одна или более команд управления клапанами ACT могут содержать, в частности:
- команду управления впускным клапаном ACT, которая относится к впускному клапану ACT или к каждому из впускных клапанов ACT, и/или
- команду управления воздушным отсечным клапаном ACT; и/или
- команду управления вентиляционным клапаном ACT; и/или
- команду управления заправочным клапаном ACT.
Первый испытательный модуль может также содержать средство генерирования одного или более тестовых сигналов, имитирующих по меньшей мере одно предварительно установленное состояние AFMC неисправности транспортировки топлива, управляемой, и предварительно установленное состояние AFMC низкого уровня топлива.
Первый испытательный модуль может также содержать средство для приема одного или более сигналов состояния клапанов ACT, представляющих открытое и закрытое состояние одного или более клапанов ACT, при этом первый испытательный модуль содержит также первое средство индикации, предназначенное для визуального отображения состояний одного или более клапанов ACT.
Первое средство индикации может быть сконфигурировано с возможностью отображения, в частности:
- состояния впускного клапана ACT, которое относится к впускному клапану ACT или к каждому из впускных клапанов ACT; и/или
- состояния воздушного отсечного клапана ACT; и/или
- состояния вентиляционного клапана ACT; и/или
- состояния топливного изолирующего клапана ACT; и/или
- состояния перепускного клапана ACT; и/или
- состояния вентиляционного изолирующего клапана ACT.
Первое средство индикации предпочтительно содержит по два светоизлучающих диода для клапана ACT или для каждого из клапанов ACT, при этом один светоизлучающий диод во включенном состоянии отображает открытую позицию клапана, а другой светоизлучающий диод во включенном состоянии отображает закрытую позицию клапана. Один светоизлучающий диод может быть, например, зеленым, а другой - красным.
Первый испытательный модуль может содержать также второе средство индикации, предназначенное для отображения генерирования одной или более команд для клапанов ACT, подаваемых в ручном режиме при помощи одного или более элементов управления клапанами, предусмотренных в кабине экипажа воздушного судна.
В другом варианте осуществления испытательное устройство содержит второй испытательный модуль, выполненный с возможностью подключения к системе ACT вместо части средства управления, выполняющей функции ALSCU, в то время как другая часть средства управления, выполняющая функции AFMC, остается на месте в системе ACT, при этом второй испытательный модуль содержит средство генерирования одного или более тестовых сигналов, имитирующих одно или более показаний уровня топлива в ACT. Этот вариант осуществления является полезным, в частности, для тестирования правильности функционирования блока AFMC средства управления.
Второй испытательный модуль может содержать, в частности, двухпозиционный переключатель для дополнительного центрального топливного бака, или для каждого из дополнительных центральных топливных баков, для генерирования одного или более тестовых сигналов, имитирующих мокрое и сухое состояния топливных баков.
Второй испытательный модуль может также содержать средство генерирования одного или более тестовых сигналов, имитирующих:
- команду управления клапаном для запуска первого серводвигателя топливного изолирующего клапана; и/или
- команду управления клапаном для запуска второго серводвигателя топливного изолирующего клапана; и/или
- команду управления клапаном для запуска первого серводвигателя вентиляционного изолирующего клапана; и/или
- команду управления клапаном для запуска второго серводвигателя вентиляционного изолирующего клапана.
Учитывая вышесказанное, следует понимать, что по меньшей мере некоторые из множества клапанов, обычно установленных в системе ACT, могут быть снабжены двумя независимыми сервоприводами (серводвигателями) для того, чтобы обеспечить резервирование. Исключение может представлять заправочный клапан, который часто оснащают только одним сервоприводом.
Второй испытательный модуль может также содержать средство генерирования одного или более тестовых сигналов, имитирующих:
- показание повреждения трубопровода; и/или
- команду замыкания цепи подачи предупредительного сигнала; и/или
- предварительно определенное неисправное состояние транспортировки топлива ACT.
Второй испытательный модуль может также содержать средство индикации, которое показывает, является ли замкнутой цепь подачи предупредительного сигнала и/или исправен ли источник аварийного электропитания воздушного судна.
Краткое описание чертежей
Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:
Фигура 1 - схематический вид сверху системы дополнительных центральных топливных баков воздушного судна,
Фигура 2 - передняя панель испытательного модуля для имитации команд управления клапанами ACT, и
Фигура 3 - передняя панель испытательного модуля для имитации сигналов ALSCU.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 показан схематический вид сверху общего расположения системы топливных баков коммерческого пассажирского или грузового воздушного судна согласно одному из примеров осуществления изобретения. Система топливных баков включает систему основных топливных баков и систему дополнительных центральных топливных баков (систему ACT). Система ACT в целом обозначена на чертеже ссылочным номером 10. Система основных топливных баков содержит левый крыльевой топливный бак 12, правый крыльевой топливный бак 14 и центральный топливный бак 15.
В примере осуществления, показанном на чертеже, воздушное судно оснащено шестью ACT, которые обозначены ссылочными номерами 16, 18, 20, 22, 24 и 26. ACT 16-26 расположены в грузовом отсеке фюзеляжа воздушного судна и соединены друг с другом при помощи топливопровода 28. Кроме того, они соединены с основными крыльевыми топливными баками 12, 14 и центральным топливным баком 15 при помощи топливопровода 30. Топливопровод 30 представляет собой основную магистраль заправки/слива топлива.
Каждый из дополнительных центральных топливных баков (ACT) 16-26 снабжен топливным впускным клапаном 32, 34, 36, 38, 40, 42, соответственно.
Заправочный клапан 44 позволяет производить заправку топливом системы ACT. Во время заправки топливом заправочный клапан 44 устанавливается в открытую позицию и закрывается на все остальное время.
Насос 46 перекачки топлива и перепускной клапан 48 системы ACT образуют механизм перекачивания топлива между системой основных топливных баков и системой 10 ACT. Такое перекачивание топлива производится не только во время заправки топливом, но также и во время полета, когда топливо, загруженное на борт воздушного судна, постепенно сжигается, начиная с топлива ACT. Для этой цели топливо ACT может перекачиваться по топливопроводу 30 в основной центральный топливный бак 15, при этом последовательно опорожняется один ACT за другим.
Для того чтобы обеспечить вентилирование системы ACT, предусмотрен вентиляционный трубопровод 50, соединенный со всеми дополнительными центральными топливными баками 16-26 и с вентиляционным трубопроводом 52 центрального топливного бака. Вентиляционные клапаны, не показанные на фигуре 1, позволяют проводить селективное вентилирование дополнительных центральных топливных баков 16-26.
После удаления топлива из дополнительных центральных топливных баков 16-26 в них подают сжатый воздух, чтобы предотвратить образование потенциально взрывоопасной газообразной смеси в указанных дополнительных центральных топливных баках. Сжатый воздух подают через воздушный отсечной клапан 54, установленный в трубопроводе 56 наддува воздуха, в дополнительные центральные топливные баки 16 и 22. Поскольку все ACT 16-26 гидравлически соединены друг с другом при помощи вентиляционного трубопровода 50, сжатый воздух, подаваемый в ACT 16 и 22, поступает также в остальные ACT 18, 20, 24 и 26.
Управление системой ACT 10 осуществляет вспомогательное вычислительное устройство регулирования расхода топлива (Auxiliary Fuel Management Computer, AFMC), работающее вместе со вспомогательным управляющим устройством измерения уровня топлива (Auxiliary Level Sensing Control Unit, ALSCU), которые не показаны на чертежах. Перед поставкой нового воздушного судна заказчику, а также при проведении регулярного технического обслуживания необходимо проводить тестирование всей системы ACT, включая ее клапаны и AFMC, для того чтобы убедиться в правильности функционирования системы.
На фиг.2 показан неограничительный пример осуществления передней панели 58 испытательного модуля, предназначенного для имитации команд управления клапанами ACT. Указанный испытательный модуль заменяет AFMC. Иными словами, для применения указанного испытательного модуля необходимо предварительно отключить AFMC от системы 10 ACT. Затем испытательный модуль следует подключить к системе 10 ACT, используя то же самое электрическое соединительное средство интерфейса, которым подключают AFMC.
В левой верхней части передней панели 58, показанной на Фиг.2, расположен вертикальный ряд из шести двухпозиционных переключателей (вкл./выкл.) 60, 62, 64, 66, 68, 70 с ручным управлением. Из них переключатель 60 предназначен для имитации команды управления впускным клапаном 32, связанным с ACT 16, переключатель 62 предназначен для имитации команды управления впускным клапаном 34, связанным с ACT 18, и т.д. Включение переключателей 60-70 путем перемещения их перекидных рычагов в правую позицию, как показано на Фиг.2, соответствует имитации команды "открыть", т.е. команды, которая заставляет открываться впускные клапаны ACT. С другой стороны, перемещение перекидных рычагов влево на фиг.2 соответствует имитации команды "закрыть" для впускных клапанов ACT.
Справа от переключателей 60-70 на передней панели 58 расположен вертикальный ряд светоизлучающих диодов 72-82, которые показывают, подана ли в ручном режиме команда впускным клапанам ACT "открыть" с панели команд управления клапанами (не показана), установленной в кабине экипажа воздушного судна. Таким образом, для оператора, проводящего испытания, имеется два варианта тестирования впускных клапанов ACT: один - путем имитации команд управления клапанами при помощи переключателей 60-70 испытательного устройства, показанных на фиг.2, и другой - при помощи панели команд управления клапанами из кабины экипажа воздушного судна. Команды управления впускными клапанами, которые генерируются с панели команд управления клапанами в кабине экипажа, поступают в испытательный модуль через вышеуказанное соединительное средство интерфейса системы 10 ACT.
Для того чтобы простым образом проверить, приводит ли команда управления впускными клапанами ACT (подаваемая с испытательного устройства или с панели команд из кабины экипажа) к занятию соответствующим впускным клапаном ACT желаемой позиции, справа от ряда светоизлучающих диодов 72-82 предусмотрено два вертикальных ряда светоизлучающих диодов. Эти два вертикальных ряда отображают открытое и закрытое положение впускных клапанов 32-42. Первый ряд светоизлучающих диодов 84-94 состоит из шести красных светоизлучающих диодов, которые во включенном состоянии указывают, что соответствующие впускные клапаны находятся в закрытой позиции. Второй ряд светоизлучающих диодов 96-106 состоит из шести зеленых светоизлучающих диодов, которые во включенном состоянии указывают, что соответствующие впускные клапаны находятся в открытой позиции.
Ниже ряда переключателей 60-70 в вертикальном ряду расположена еще одна группа из пяти двухпозиционных переключателей (вкл./выкл.) 108-116 с ручным управлением. Их можно использовать для имитации команды управления воздушным отсечным клапаном (переключатель 108), команды управления вентиляционным клапаном (переключатель 110), команды управления заправочным клапаном (переключатель 112), состояния неисправности транспортировки топлива AFMC (переключатель 114) и состояния низкого уровня топлива в ACT (переключатель 116). В то время как переключатели 108 и 112 функционируют таким же образом, как переключатели 60-70, переключатель 110 является реверсированным, т.е. команда "открыть" соответствует левой позиции перекидного рычага переключателя, а команда "закрыть" соответствует правой позиции перекидного рычага переключателя.
Справа от переключателей 108-116 на передней панели 58 расположены еще два вертикальных ряда светоизлучающих диодов, которые аналогичным образом, как описано выше для светоизлучающих диодов 72-82 и светоизлучающих диодов 84-94, отображают позиции перепускного клапана 48, воздушного отсечного клапана 54, вентиляционного клапана, топливного изолирующего клапана и вентиляционного изолирующего клапана.
В случае имитации состояния AFMC неисправности транспортировки топлива (которое может быть вызвано, например, неисправностью насоса 46 перекачки топлива и/или перепускного клапана 48) путем установки переключателя 114 в его правую позицию по меньшей мере часть клапанов ACT, указанных на передней панели 58, должна быть автоматически переведена в определенные предварительно установленные позиции. В зависимости от того, какие из различных светодиодов на передней панели 58 будут освещены, можно проверить, действительно ли соответствующие клапаны находятся в указанных предварительно установленных позициях.
На фиг.3 показан неограничительный пример осуществления передней панели 138 испытательного модуля, выполненного с возможностью имитации сигналов ALSCU. Этот испытательный блок заменяет ALSCU. Иными словами, для использования указанного испытательного блока необходимо вначале отключить ALSCU от системы 10 ACT. Затем испытательный блок следует подключить к системе 10 ACT, используя то же самое электрическое соединительное средство интерфейса, посредством которого подключают ALSCU.
В верхней части передней панели 138 расположен светоизлучающий диод 140, который во включенном состоянии указывает на то, что аварийный блок электропитания, который подает предварительно установленное напряжение на испытательное устройство, функционирует нормально. Аварийный блок электропитания (не показан) содержит реле времени, которое можно установить на предварительно определенное время, например на 20 секунд. Если реле времени функционирует исправно, светоизлучающий диод 140 должен включиться на 20 секунд, а затем выключиться.
Далее, под светодиодами 142, 144 расположен горизонтальный ряд переключателей 146-156, управляемых в ручном режиме, которые служат для имитации предварительно установленных сигналов индикации уровня топлива для каждого ACT. Переключатели 146-156 являются двухпозиционными (вкл./выкл.) и имитируют состояние "мокрого" и "сухого" уровня. При помощи переключателей 146-156 можно проверять, правильно ли функционирует, т.е., вызывает ли предварительно определенную реакцию, блок AFMC, который остается на месте в системе ACT во время использования испытательного модуля, заменяющего блок ALSCU. Так, например, может требоваться, чтобы блок AFMC обеспечивал визуальную индикацию уровней топлива на панели дисплея в кабине экипажа.
Под горизонтальным рядом переключателей на передней панели 138 расположен вертикальный ряд двухпозиционных (вкл./выкл.) переключателей 158-170. Переключатель 158 в положении "on" (вкл.) имитирует подачу команды срабатывания на первый серводвигатель изолирующего клапана, расположенного в топливопроводе. Переключатель 160 в положении "on" имитирует подачу команды срабатывания на первый серводвигатель вентиляционного клапана. Переключатель 162 в положении "on" имитирует подачу команды срабатывания на второй серводвигатель топливного изолирующего клапана, а переключатель 164 можно использовать для имитации команды срабатывания второго серводвигателя вентиляционного клапана. При этом можно проверить, обеспечивает ли блок AFMC соответствующую индикацию на дисплее в кабине экипажа, и занимают ли определенные клапаны позицию, соответствующую команде срабатывания.
Переключатель 166 в положении "on" имитирует повреждение вентиляционного трубопровода. При этом можно проверить, обеспечивает ли блок AFMC соответствующую индикацию на дисплее в кабине экипажа. Переключатель 168 в положении "on" имитирует выходной сигнал ALSCU, соответствующий, например, повреждению насоса 46 перекачки топлива. При этом также можно проверить, обеспечивает ли блок AFMC соответствующую индикацию на дисплее в кабине экипажа.
И, наконец, переключатель 170 в положении "on" имитирует команду замыкания цепи подачи предупредительного сигнала обнаружения повреждения вентиляционного трубопровода. Светоизлучающий диод 172, установленный справа от переключателя 170, включается, если цепь подачи предупредительного сигнала успешно замкнута.