Топливная система Ан-140

Основы авиационной техники

Региональный пассажирский самолет

Антонов 140

Тема № 6

Топливная система

Цель работы: ознакомится с топливной системой на примере самолета Ан-140

 

Домашние задание: Оформить отчет о практическом занятии в виде рукописного конспекта.

Выучить определения и термины данной темы.

 

Вопросы:

1. Назначение топливной системы.

2. Перечислить основные элементы топливной системы и кратко охарактеризовать их назначение.

3. Типы топливных баков и их различия.

4. Типы кранов и их отличия.

5. Назначение топливных фильтров

6. Назначение топливных насосов и их типы.

7. Назначение топливного аккумулятора

8. Типы трубопроводов и их отличия.

9. Из чего состоит система заправки и аварийного слива топлива?

10. Описать топливную систему самолета Ан-140.

 

Общие сведения

Топливная система предназначена для:

1. размещения запаса топлива, обеспечивающего полет ЛА на заданную дальность или с задан­ной продолжительностью,

2. бесперебойной подачи его к двигателям в необходимом количестве и под достаточным давлением.

 

Топлив­ные системы на некоторых ЛА выполняют вспомогательные функ­ции: охлаждение бортовых систем, балансировку ЛА и др.

 

Топливная система (рис. 6.1) включает следующие основные элементы:

· баки или отсеки самолета, в которых размещается необходимый для полета запас топлива;

· краны управления питанием (переключением баков);

· краны экстренного отключения подачи топлива к двигателям (пожарные краны);

· краны для слива отстоя топлива из разных точек системы;

· фильтры для очистки топлива;

· насосы, подающие топливо к двигателям и перекачивающим топливо из одних баков в другие; |

· топливные аккумуляторы, которые служат для отделения газов от топлива и бесперебойной подачи топлива к двигателям при нуле­вых и отрицательных перегрузках, а также при кренах и скольже­ниях с отливом топлива от подкачивающих топливных насосов.

· приборы контроля количества, расхода и давления топлива;

· трубопроводы для подачи топлива к двигателям, соединения баков с атмосферой и т. д.

 

 

Баки требуются для размещения топлива, запасы которого на современных самолетах могут достигать многих десятков тонн, и устанавливаются в крыле и реже в фюзеляже. Применяют три типа топливных баков:

1. жесткие,

2. мягкие

3. баки-кессоны.

Жесткие баки изготавливают, как правило, из легких алюминиевомарганцевых сплавов, которые допускают глубокую штамповку и выколотку, хорошо свариваются, обладают большой эластич­ностью и устойчивостью против коррозии. Для придания бакам необходимой прочности и жесткости они имеют каркас из продоль­ных и поперечных перегородок и профилей. Поперечные перегород­ки одновременно служат для уменьшения ударов, возникающих в результате перемещения топлива внутри бака при полете с уско­рением. Баки малых размеров могут не иметь внутренних перегородок.

Широко распространены мягкие.баки. Они проще в эксплуата­ции, более долговечны, имеют меньшую массу. Выполняют мягкие баки из специальной резины или пластических материалов. Тонкие резиновые баки выклеивают на болванках из ткани и одного или двух слоев резины из синтетического полисульфидного (тиоколового) каучука. В такие баки вклеивают резинометаллическую арма­туру: фланцы для датчиков топливомера, заправочные горловины, соединительные патрубки, гнезда замков крепления и т. д. Устанав­ливают резиновые тонкостенные баки в контейнерах внутри крыла или фюзеляжа.

Бак-кессон представляет собой соответствующим образом за­герметизированный внутренний объем части крыла. Его гермети­зируют синтетическими пленками. Заклепочный шов выполняют герметичным, для чего заклепки предварительно покрывают герметиком. Окончательная герметизация обеспечивается многократ­ным покрытием всей внутренней поверхности жидким герметикой, вулканизирующимся при комнатной температуре. Крышки эксплуа­тационных люков баков-отсеков крепятся на болтах с резиновыми уплотнительными кольцами и герметичными (глухими) гайками. Несмотря на трудности герметизации баки-отсеки получили широ­кое применение, так как в них можно разместить достаточное коли­чество топлива и занять при этом возможно меньший объем.

Краны, устанавливаемые в системе питания двигателей топли­вом, позволяют управлять подачей его к двигателям от соответст­вующих баков (или групп баков), а также отключать подачу топли­ва к вышедшему из строя двигателю и т. д.

В соответствии с назначением все краны делятся на:

· перекрывные (пожарные)

· коль­цевания

· сливные.

Перекрывные краны предназначены для перекрытия топливного трубопровода и устанавливаются за насосами с таким расчетом, чтобы при их закрытии мгновенно прекращалась подача топлива к двигателям. Краны кольцевания обеспечивают питание топливом всех двигателей при выходе части насосов из строя. Сливные краны служат для слива топлива или его отстоя из баков, фильтров и т. д.

Фильтры топливных систем предназначены для защиты карбю­раторов, агрегатов непосредственного впрыска, командно-топлив­ных агрегатов и других элементов топливо-регулирующей аппаратуры от попадания в них твердых частиц. Хотя топливо, заправляемое в баки, фильтруется и баки защищаются от попада­ния в них механических примесей, но в процессе эксплуатации возможно образование продуктов коррозии трубопроводов и агре­гатов топливной системы, кусочков резиновых прокладок и т. д. Наличие самого незначительного количества воды в топливе резко повышает его коррозирующие свойства и, кроме того, может при­вести к засорению трубопроводов в случае появления льда при низких температурах. Особенно опасно выпадание влаги и обра­зование льда в трубопроводах топливных систем современных вы­сотных самолетов, которые за короткое время могут набрать боль­шую высоту, в результате чего образование конденсата резко ускоряется. В топливных системах применяют сетчатые металличе­ские, шелковые, щелевые, металлокерамические, бумажные и меха­нические фильтрующие устройства.

 

Насосы топливной системы служат для подачи топлива к двига­телям в полете на всех высотах, при любых эволюциях из всех баков или групп баков.

По назначению:

· подкачивающие;

· пере­качивающие.

По типу привода

· с приводом от авиадвигателя;

· с автономным приводом (как правило, от электродвигателя).

 

Из большого разнообразия конструкций и типов насосов наибольшее распространение получили центробежные насосы низкого давления, поршневые и шестеренные—-высокого давления.

На современных самолетах обычно устанавливают два насоса подкачки, один из которых с электрическим приводом размещают в топливном расходном баке или в начале трубопровода подачи топлива, а другой с приводом от авиадвигателя — в конце трубо­провода перед насосом подачи (высокого давления). Такая уста­новка насосов обеспечивает надежное питание двигателей топли­вом.

Насосы перекачки предназначены для перекачки топлива из тех баков, из которых оно должно вырабатываться в первую очередь, в баки расходные, т. е. в баки, из которых топливо направляется непосредственно к двигателям. Выработка топлива из разных баков или групп их диктуется необходимостью сохранить строго опреде­ленную центровку самолета в течение всего полета и обеспечить нужную разгрузку крыла.

 

Трубопроводы топливной системы, обеспечивающие подачу топлива к двигателям, сообщение баков с атмосферой, заправку топливом под давлением, выполняют чаще всего из алюминиевого сплава и шлангов с соединительной арматурой.

Наиболее распространенные соединения трубопроводов следующие:

· дюритовое (гибкое на стяжных хомутах)

· ниппельное (жесткое).

В последнее время широкое применение нашли гибкие металлические рукава, ко­торые хорошо сопротивляются вибрационным нагрузкам, удобны при монтаже, относительно легки.

Выработка топлива из баков осуществляется самолетными подкачивающими насосами, давление на выходе из которых долж­но быть больше минимально допустимого, на которое настроен дат­чик сигнализатора давления. За насосом подкачки обычно устанав­ливают обратный клапан, препятствующий обратному движению топлива, которое возможно в сложном трубопроводе. Перекрывной кран предназначен для быстрого прекращения поступления топлива и отключения топливной системы самолета от двигателей.

В топливных системах гидравлические сопротивления от бака до насоса двигателя достигают больших значений, что вызывает необ­ходимость установки дополнительного подкачивающего насоса, который обеспечивает необходимое давление топлива на входе в ос­новной насос двигателя. Если предусматривается охлаждение мас­ла системы смазки двигателя топливом, то в топливной системе ус­танавливают топливно-масляный радиатор.

Характерная особенность топливной системы современных само­летов— большая емкость баков. Заправить большое количество топлива через верхние горловины баков — сложный, трудоемкий процесс. Поэтому на подавляющем большинстве самолетов имеют­ся системы централизованной заправки топливом снизу под давле­нием. Они позволяют провести заправку за очень короткое время.

Система заправки топливом каждого самолета состоит из зап­равочных горловин (штуцеров), щитка управления заправкой, тру­бопроводов подвода топлива в заправляемые баки или группы ба­ков, кранов заправки с электрическим дистанционным управлением, поплавковых предохранительных клапанов, исключающих перепол­нение баков при отказе кранов заправки.

Вынужденная посадка самолета сразу после вылета, т.е. при максимальной полетной массе, в ряде случаев вследствие ограни­ченной прочности шасси недопустима. Облегчение самолета в этих аварийных случаях может быть достигнуто сливом топлива.

Система аварийного слива топлива в полете должна удовлет­ворять следующим основным требованиям: определенное количест­во топлива (достаточно облегчающее самолет) должно быть слито за время 10—15 мин; при сливе топлива центровка самолета долж­на изменяться незначительно; сливаемое топливо не должно по­падать в зону горячих газов.

Система аварийного слива топлива состоит из кранов, трубо­проводов и кранов управления сливом.

Для исключения деформации топливных баков, которая может возникнуть при большой разности давлений внутри бака и окру­жающей среды по мере выработки топлива при аварийном сливе или централизованной заправке под давлением, топливные баки сообщаются с атмосферой через дренажные трубопроводы.

Работа топливной системы зависит от избыточного давления в. надтопливном пространстве бака, необходимое значение которого может быть достигнуто наддувом баков, воздухом за счет скорост­ного напора, воздухом от компрессоров двигателя или из бортовых баллонов, нейтральными газами из бортовых баллонов или спе­циальных систем. Наддув баков нейтральными газами служит в противопожарным средством.

 

 

Топливная система Ан-140

Топливо на самолете размещается в крыльевых баках-кессонах (по одному в левом и правом полукрыле). Бак-кессон разделен перегородками на три отсека - насосный, расходный и предрасходный. Общая вместимость двух баков-кессо­нов составляет 5640 л.

Системы питания двигателей топливом - раздельные. Линия кольцевания при открытом кране кольцевания обеспечивает питание левого двигателя топли­вом из правого бака и наоборот, а также питание двух двигателей от насосов одного насосного отсека.

Заправка баков топливом - централизованная, закрытая, через бортовой штуцер в правом обтекателе шасси. Время заправки баков топливом - не более 15 мин.