Расположение баков на однодвигательном и многодвигательном самолете
В основном расположение баков на однодвигательном и многодвигательном самолете определяется способом подачи топлива к двигателю.
Возможны три способа подачи топлива из бака в двигатель:
самотеком;
вытеснением газами или воздухом;
откачкой подкачивающими насосами.
Так в однодвигательных самолетах с поршневым двигателем преобладает подача топлива самотеком. В этом случае баки размещаются в корневых частях консолей крыла выше уровня размещения двигателя. В случае многодвигательных самолетов преобладает насосная и вытеснительная подача топлива к двигателям. В данном случае топливные баки занимают практически весь внутренний объем крыла, а также могут располагаться балансировочные топливные баки, как в фюзеляже, так и хвостовом оперении (стабилизаторе).
Наиболее простая система с подачей топлива в двигатель самотеком (рис. 56, а).
Рис. 56. Способы подачи топлива в двигатель (а – самотеком; б – вытеснением):
1 – заборник дренажа; 2 – бак; 3 – фильтр; 4 – пожарный кран; 5 – трубопровод подачи топлива к насосу двигателя; 6 – предохранительный клапан; 7 – обратный клапан; 8 - заборник воздуха от двигателя
Такая система состоит из одного или нескольких баков, расположенных по возможности выше двигателей. В трубопроводе, соединяющем бак с двигателем, устанавливает фильтр для очистки топлива и перекрывной (пожарный) кран. Такой способ выработки топлива применяется на ВС со сравнительно маломощными поршневыми двигателями, где потребное давление на входе топлива в насос двигателя невелико. На ВС с двигателями, развивающими большую тягу, выработка топлива из баков самотеком применяется для переливания топлива из высокорасположенного бака в нижерасполсженный. Это возможно при наличии поперечного V крыла.
При вытеснительной подаче топливный бак находится под давлением и не сообщен с атмосферой, происходит закрытая выработка топлива (рис. 56, б),
Наддув бака осуществляется сжатым газом из специальных баллонов или от компрессора двигателя. Для предохранения бака от чрезмерного давления в магистрали наддува устанавливаются управляющие и регулирующие устройства.
Вытеснительная подача топлива позволяет увеличить высотность топливной система, исключить применение механических насосов с электроприводом, а также исключает потери топлива от испарения.
Однако такая схема имеет и существенные недостатки; большая масса нагруженных баков, малая живучесть их при повреждении.
На современных ВС ГА выработка топлива только вытеснением не применяется, но в некоторых случаях возможен наддув топливного бака небольшим избыточным давлением от компрессора двигателя или за счет скоростного напора.
Насосная подача топлива в двигатели (рис. 57) применяется на современных ВС и ГТД.
Топливо из бака 1 вырабатывается при помощи насоса 5, что позволяет создать необходимое давление на входе в насос двигателя и обеспечить высотность.
Надтопливное пространство бака сообщается с атмосферой при помощи заборника 2. Такая выработка топлива из баков называется открытой. Она является основной на ВС ГА. Бак заправляют через заливную горловину или штуцер 4. Определение количества топлива в баке и сигнализация его аварийного остатка осуществляется при помощи топливомера с датчиком 3 и указателем в кабине экипажа.
Насосы применяемые для выработки топлива из баков и для создания давления топлива на входе в насос двигателя, получили название подкачивавших насосов ВС (ПНС). В качестве ПНС применяются насосы центробежного типа, имеющие привод от электродвигателя и создающие давление топлива 0,5…1,5 кгс/см2.
На современных ВС для обеспечения надежной подачи топлива в двигатели применяется многоступенчатая подкачка. Обычно достаточно подкачивающего насоса 5 на ВС и подкачивающего насоса двигателя (ПНД) 11. При этом ПНС создает необходимое давление топлива на входе в ПНД, который обеспечивает потребное давление на входе в основной насос двигателя (ОНД) 18.
Рис. 57. Насосная подача топлива в двигатели:
1 – топливный бак; 2 – заборник дренажа, 3 – датчик топливомера; 4 –заправочная горловина; 5 – подкачивающий насос бака; 6, 17 – сигнализатор давления; 7 – обратный клапан; 8 – топливный аккумулятор; 9 – дроссель; 10 – пожарный кран;
11 – подкачивающий насос двигателя; 12 – датчик расхода топлива; 13 – фильтр грубой очистки; 14 – фильтр тонкой очистки; 15 – перепускной клапан; 16 – сигнализатор отказа фильтра тонкой очистки; 18 – основной насос двигателя; 19 – датчик указателя давления; 20 – коллектор с форсунками.
Преимущество выработки топлива из баков при помощи ПНС заключается в том, что баки не нагружены внутренним давлением и масса их невелика, можно откачать топливо из бака, расположенного ниже двигателя. Режим работы ПНС во многих случаях регулируют, поддерживая необходимое давление топлива на выходе. Определенный порядок включения и выключения ПНС обеспечивает программную выработку топлива из баков. К недостаткам относится то, что необходима мощность для привода ПНС. Увеличение тяги ГТД и, соответственно, рост часового расхода топлива увеличивают мощность, массу и габариты ПНС.
Давление создаваемое ПНС должно быть больше минимально допустимого, на которое настроен датчик сигнализации двигателя 6. При этом условии в зависимости от устройства сигнализации давления на приборной доске пилотов выключается красный или включается зеленый светосигнализатор в кабине экипажа.
Обратный клапан 7 обеспечивает необходимое направление движения топлива. Например, при наличии у одного бака двух ПНС в случае выхода из строя одного из них топливо, подаваемое другим, возвращалось бы через неработающий насос в бак. Обратный клапан, расположенный за отказавшим насосом, предотвращает перекачку топлива через отказавший от работающего насоса в бак. Аналогично работает обратные клапаны при вступлении в действие топливного аккумулятора 8.
Топливные аккумуляторы 8 (рис. 9.5) обеспечивают кратковременную подачу топлива в ПНД при отливе топлива от ПНС в случае крена и скольжения ВС, а также отделения воздуха от топлива. Воздух из топливной камеры аккумулятора через дроссель 9 поступает в бак.
Пожарный кран 10 перекрывает подачу топлива в ПНД. При помощи датчика 12 расходомера по указателю в кабине экипажа контролируется расход топлива. Если масло, выходящее из двигателя, охлаждается топливом, то в магистраль питания двигателя включается топливно-масляный радиатор. Он также обеспечивает подогрев топлива, чем улучшается его распыл форсунками и предотвращается обмерзание фильтра 14. Сигнализатор давления 17 выдает сигнал наличия давление перед ОНД.
В случае засорения фильтра тонкой очистки топлива 14 нефильтрованное топливо поступает в двигатель через перепускной клапан 15, а сигнализатор 16 включает в кабине экипажа световую сигнализацию отказа фильтра.
При помощи датчика давления 19 за ОНД и указателя давления в кабине экипажа контролируется величина давления перед коллектором форсунок 20.