книги / Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Т. 5 Автоматика и регулирование авиационных двигателей и энергетических установок

Глава 7

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ГТД

На многих ГТД кроме прочих систем, обеспе­ чивающих работу двигателя, имеется гидравличес­ кая система (ГС). ГС выполняет функции управле­ ния реверсивными устройствами (РУ) и другими механизмами двигателя. Кроме этого, ГС может подавать жидкость высокого давления для обеспе­ чения некоторых нужд самолета, например:

-подъема и выпуска шасси;

-управления закрылками;

-открытия и закрытия различных люков и ство­

рок;

-управления поперечным, продольным и путе­ вым курсом самолета;

-управления воздухозаборником

идля других целей.

Единая для самолета и двигателя ГС называется централизованной. Примером такой ГС является система управления РУ двигателя ПС-90А. ГС, не имеющие связей с системами самолета и обслужи­ вающие только узлы и механизмы двигателя, на­ зываются автономными [7.1]. Примером автоном­ ной ГС является системауправления РУ двигателя Д-ЗОКУ.

В качестве рабочего тела в ГС используютсяспе­ циальные жидкости. Наибольшее распространение получили жидкости на основе нефтяных фракций со специальными добавками типа АМГ-10 и фосфорорганических эфиров (НГЖ-5у). Каждая из жидкостей предназначена для конкретныхусловий работы. Жидкости токсичны, поэтому при работе с ними необходимо соблюдать санитарно-гигиени­ ческие меры безопасности.

На одном и том же двигателе могут применять­ ся различные жидкости. Так на двигателе ПС-90А для самолетов Ил-96-300, Ту-204 и Ту-214 исполь­ зуется жидкость НГЖ-5у, а на его модификации ПС-90А-76 для самолета Ил-76МФ применяется АМГ-10, что вызвано требованием разработчиков самолета о сохранении в ГС самолета ранее при­ мененной жидкости.

В настоящее время обязательным для рабочих жидкостей ГС двигателей самолетов гражданской авиации является требование взрывопожаробезо­ пасности. При местных перегревах жидкости не исключается возможность ее деструкции и частич­ ного гидролиза с выделениемгорючихспиртов и об­ разованием кислых фосфорорганических эфиров, которые, постепенно накапливаясь, могут привес­ ти к вспышке. Для обеспечения взрывопожаробе­

зопасности свободное пространство над жидкостью заполняется азотом вместо воздуха.

Требования по обеспечению минимальной мас­ сы и уменьшению габаритов гидравлических агре­ гатов диктуют обеспечение в ГС высоких давлений жидкостей. Повышение давления жидкости, в свою очередь, влечет уменьшение зазоров в трущихся парах гидроагрегатов и особые требования к чис­ тоте внутренних полостей, самой гидрожидкости и тонкости ее фильтрации. В ГС применяются фильтры с тонкостью фильтрации 3... 10 мкм [7.2, 7.3].

7.1. Гидросистемы управления реверсивными устройствами

Из всех ГС двигателя чаще применяется ГС уп­ равления РУ.

В настоящее время наиболее широко использу­ ются централизованные ГС. Так, например, ГС двигателя ПС-90А является частью централизован­ ной ГС самолетов Ил-96-300, Ту-204 и Ту-214, так­ же как и ГС двигателя ПС-90А-76, устанавливае­ мого на самолет Ил-76МФ.

7.1.1. Централизованная гидросистема управления реверсивным устройством

Работу централизованной ГС рассмотрим на примере двигателя ПС-90А (см. рис. 7.1).

ГС управления РУ предназначена для переклад­ ки створок реверсивного устройства в положения «Прямой тяги» и «Обратной тяги» и включает в се­ бя гидравлическую и газовую части Основным ре­ жимом работы ГТД является режим, при котором РУ выключено и находится в положении «Прямая тяга». Переключается РУ из кабины пилота

Рабочая жидкость из гидравлического бака (да­ лее - гидробак) 1самолета поступает в плунжерный насос 2, приводимый от коробки приводов агрега­ тов 1ТД. Заправкарабочейжидкостив гидробаки ее слив производится через самолетную часть ГС.

Насос 2 по магистрали нагнетания через фильтр 3 подает рабочую жидкость под высоким давлени­ ем к механизмам управления самолетом (не показа­ ны) н через обратный клапан 4 подводится к гид­ роаккумулятору 5, заполняет его гидравлическую

171

камеру и сжимает азот. За счет сжатия азота про­ исходит аккумулирование энергии, что позволяет компенсировать расход жидкости при перекладке РУ (обеспечить требуемое время его перекладки), а также способствует снижению пульсаций давле­ ния в системе. Кроме гидроаккумулятора жидкость по трубопроводам подводится к перепускному кра­ ну б, термическому клапану 7 и гидравлическому распределителю 8.

Электромагнит гидравлического распределите­ ля выключен и при этом перекрыт доступ жидко­ сти высокого давления к крану 9 управления РУ.

Вследствие теплового расширения давление ра­ бочей жидкости в магистрали нагнетания ГС может возрасти до недопустимых величин. В этом случае открывается термический клапан и перепускает часть рабочей жидкости в магистраль слива, за счет чего в магистрали нагнетания поддерживается тре­ буемое давление.

При переводе РУ в положение «Обратная тяга» подается напряжение на электромагнит гидравли­ ческого распределителя 8. Золотник распредели­ теля перемещается и открывает доступ жидкости высокого давления к крану 9 управления реверсом. Одновременно через механизм управления и бло­ кировки рычаг крана управления реверсом уста­ навливается в положение «Обратная тяга». Золот­ ник крана управления реверсом занимает положе­ ние, при котором жидкость под высоким давлением подводится к штуцерам «О» и «Л» гидроцилинд­ ра 10 замка, штуцер «Н» гидроцилиндра замка че­ рез кран управления реверсом соединяется со сли­ вом. Под действием высокого давления в полости штуцера «О» шток гидроцилиндра 10 перемеща­ ется и открывает механический замок, удержива­ ющий реверсивное устройство в положении «Пря­ мая тяга». В конце своего хода шток гидроцилинд­ ра замка занимает положение, при котором полость штуцера «Л» соединяется с полостью штуцера «М», и жидкость под высоким давлением подво­ дится в поршневые полости трех силовых гидро­ цилиндров 77 и к челночному клапану 12. Под дей­ ствием высокого давления челнок клапана челноч­ ного, перемещается и занимает положение, при котором обе полости силовых гидроцилиндров (штоковая и поршневая) соединяются с магистра­ лью высокого давления. Штоки поршней силовых гидроцилиндров выдвигаются, переводя реверсив­ ное устройство в положение «Обратной тяги», при этом жидкость из штоковых полостей силовых гид­ роцилиндров за счет разности площадей через чел­ ночный клапан перетекает в поршневые полости. Слив из челночного клапана через кран управле­ ния реверсом соединяется со сливными магистра­ лями распределителя гидравлического и через об­ ратный клапан ГС самолета.

7.1. Гидтюсистемы управления реверсивными устройствами

РУ из положения «Обратная тяга» в положе­ ние «Прямая тяга» перекладывается рычагом кра­ на управления реверсом. Золотник крана 9 управ­ ления реверсом перемещается в положение, при котором жидкость под высоким давлением под­ водится из крана управления реверсом к штуце­ ру «Н» гидроцилиндра замка, который в это вре­ мя находится на механической защелке, поэтому шток гидроцилиндра замка остается в положении «Обратная тяга» (втянутым). Одновременно жид­ кость под высоким давлением поступает к челноч­ ному клапану. Под действием рабочего давления «челнок», перемещаясь, занимает положение, при котором жидкость под высоким давлением посту­ пает в штоковые полости силовых гидроцилинд­ ров, соединяя их поршневые полости через внут­ ренние полости гидроцилиндра замка, крана управления реверсом и гидравлического распре­ делителя со сливной магистралью ГС самолета. Под действием высокого давления поршни сило­ вых гидроцилиндров втягиваются, переводя ре­ версивное устройство в положение «Прямая тяга». В конце хода поршней механическая защелка гид­ роцилиндра замка убирается и поршень гидро­ цилиндра замка под действием давления в полос­ ти штуцера «Н» выдвигается, закрывая механизм замка. После закрытия механизма замка его кон­ цевой выключатель прерывает электрическую цепь подачи напряжения к электромагниту рас­ пределителя гидравлического. Его золотник пе­ ремещается и перекрывает доступ жидкости вы­ сокого давления к крану управления реверсом. Система приходит в исходное положение «Пря­ мая тяга».

Работа ГС управления РУ контролируется дат­ чиком 14 давления азота в гидроаккумуляторе и сигнализатором 15 давления. При повышении давления жидкости за краном управления ревер­ сом более 100 кгс/см2 (при переводе рычага крана в положение «Обратной тяги») выдается сигнал.

При наземном обслуживании ГС управления РУ необходимо обеспечить безопасности выпол­ нения работ - исключить возможности включения РУ при работах на двигателе и при зарядке гидро­ аккумулятора азотом. Для этого давление жидко­ сти при помощи перепускного крана стравлива­ ют из магистрали нагнетания в магистраль слива. В остальное время кран находится в положении «Кран закрыт».

Гидроаккумулятор заправляется азотом через зарядный клапан 16.

Часть агрегатов ГС самолета, таких как гидро­ насосы, фильтр размещаются на двигателе. Тру­ бопроводы гидравлической системы модуля РУ подсоединяются к самолетной части системы гид­ роразъемами 77.

173

Глава 7. Гидравлические системы ГТД

7.1.2. Автономная гидросистема управления реверсивным устройством

Автономную ГС рассмотрим на примере гид­ равлической системы управления РУ двигателя Д-ЗОКУ (см. рис. 7.2). Так же как и на двигателе ПС-90А, она включает в себя две части - гидрав­ лическую и газовую. В качестве рабочего тела

вгидравлической части ГС используется масло АМГ-10, а в газовой - азот.

Рабочая жидкость из бака 7 самотеком посту­ пает на вход в плунжерный насос, приводимый во вращение от ротора высокого давления двигателя. При работе двигателя насос 2 подает рабочую жид­ кость через обратный клапан 3 и фильтр 4 на вход

вавтомат 5 разгрузки. В автомате разгрузки жид­ кость поступает к обратному клапану (не показан), который открывается под давлением поступающей жидкости и перепускает поток к гидроаккумулято­ рам 6 и распределительному крану 7.

По мере заполнения полостей гидроаккумуля­ торов жидкостью поршни передвигаются и сжима­ ют азот. Когда давление азота и жидкости в систе­ ме достигает 20,3...22,5 МПа, автомат разгрузки разъединяет полости силовых гидроцилиндров 8 с нагнетающей магистралью насоса. Жидкость по внутренним каналам автомата разгрузки через фильтр 9 возвращается в гидробак. Таким образом, автомат разгрузки переводит насос из режима на­ грузки в режим холостого хода и поддерживает дав­ ление жидкости в нем в пределах от 0,5... 1,5 МПа. В гидроаккумуляторах и в соответствующих по­ лостях силовых цилиндров 8 давление жидкости остается высоким.

При переключении РУ на режим «Обратная тяга» или «Прямая тяга» часть рабочей жидкости из силовых гидроцилиндров перепускается в гид­ робак, вследствие чего они частично разряжают­ ся. Когда давление жидкости в аккумуляторах сни­ жается до 14,8... 17,2 МПа автомат разгрузки снова переводит насос в рабочий режим и производится повторная подзарядка гидроаккумуляторов.

При наземном обслуживании РУ периодичес­ ки давление жидкости в гидроаккумуляторах кон­ тролируется с помощью манометра, подключенно­ го к отсечному клапану 10. Для проверки работы ГС управления РУ на неработающем двигателе при разряженных гидроаккумуляторах ее подклю­ чают к аэродромной насосной станции (не пока­ зана) через клапаны всасывания 11 и нагнетания

12.Обратный клапан 3 в этом случае предотвра­ щает поступление жидкости от насосной станции

вплунжерный насос 2.

Давление рабочей жидкости из гидроаккумулято­ ров (без перекладки створок РУ) стравливается пе­ репускным краном 13, ручка которого переводится

в рабочее положение и соединяет магистрали высо­ кого давления и сливную. В результате рабочая жид­ кость под давлением сжатого азота вытесняется из гидроаккумуляторов и через кран перепускной и фильтр 9 отводится в гидробак.

РУ двигателя Д-ЗОКУ управляется рычагом из кабины пилота. Связь этого рычага с распредели­ тельным краном управления РУ, подающим рабо­ чую жидкость в силовые цилиндры для переклад­ ки в положение «Прямая тяга» или «Обратная тяга», осуществляется одним и тем же рычагом 14 с помощью рычага 15.

Сигнализатор 16 положения рычага распреде­ лительного крана (не показан) извещает о работе ГС управления РУ на двигателе Д-ЗОКУ в положе­ ниях «Прямой тяги» и «Обратной тяги».

Азотные полости гидроаккумуляторов заряжа­ ют от наземных баллонов. Азот в полости подается с помощью специального приспособления через за­ рядный штуцер 77 и обратный клапан 18. Зарядка прекращается при достижении в азотных полостях давления 8,0... 12,0 МПа. Давление в азотных по­ лостях проиверяют специальным приспособлени­ ем с манометром, присоединяемым через обратные клапаны 19.

Бак заполняется рабочей жидкостью через за­ ливную горловину 20 с сетчатым фильтром. Уро­ вень рабочей жидкости в баке контролируется уровнемером 27. Жидкость из бака сливается че­ рез сливной кран 22.

При работе двигателя гидробак наддувается воз­ духом из кабины самолета через клапан 23 надду­ ва, открывающийся при перепаде давлений на нем более 0,012 МПа. Рост давления в воздушной по­ лости гидробака ограничивается предохранитель­ ным клапаном 24, настраиваемым на давление 0,048.. .0,058 МПа. При превышении давления воз­ духа в баке указанных значений воздух из бака от­ водится через предохранительный клапан в трубоп­ ровод суфлирования двигателя и далее на срез сопла двигателя.

При температурном расширении рабочей жид­ кости термический клапан 25 перепускает часть ее

вмагистраль слива.

7.1.3.Порядок проектирования гидросистем

Проектирование начинается с выбора марки рабочей жидкости исходя из заданных условий ра­ боты ГС в составе двигателя. В случае выбора цен­ трализованной схемы ГС тип рабочей жидкости задают, как правило, разработчики самолета. Они же определяют величину давления жидкости в си­ стеме и тип гидравлического насоса. При автоном­ ной схеме ГС, исходя из потребных значений дав-

174

Наддув из кабины самолета

Рис. 7.2. Автономная ГС управления реверсивным устройством двигателя Д-ЗОКУ:

1- бак гидравлический; 2 - насос плунжерный; 3 - клапан обратный; 4- фильтр магистрали нагнетания; 5 - автомат разгрузки; 6 - гидроаккумуляторы;

7 - кран распределительны й; 8 - ги дроц и л и н др силовой; 9- фильтр м агистрали слива; 10 - клапан отсеч н ой м аном етра; 11 - клапан всасы вания; 12- клапан нагнетания; 13 - кран переп уск н ой ; 14- рычаг управлени я РУ (РУ Р); 15 - рычаг си стем ы управлени я краном распредели тельны м ; 16- сигнали затор полож ения рычага р асп редели тельн ого крана; 17- ш туцер зарядны й; 18- клапан обратны й зар я дн ого устройства; 19 - корпус обр атн ы х клапанов; 20- горловина заливочная с сетчаты м фильтром; 21 - ур ов н ем ер ; 22- кран сливной; 23 - клапан наддува; 24- клапан предохранительны й; 25 - клапан терм и ч еск и й

устройствами реверсивными управления Гидросистемы .7,1

Глава 7. Гидравлические системы ГТД

ления жидкости и ее расхода, выбирается тип гид­ равлического насоса. Для эффективной работы ГС управления РУ необходимо обеспечить требуемое время его перекладки.

Например, для двигателя ПС-90А время пере­ кладки с «Прямой тяги» на «Обратную тягу» не превышает двух секунд, а с «Обратной тяги» на «Прямую тяг}7» время перекладки составляет че­ тыре... шесть секунд. Потребный расход рабочей жидкости определяется количеством силовых гид­ роцилиндров, необходимых для преодоления газо­ вых сил при перекладке РУ в положение «Обрат­ ной тяги»». По заданному времени перекладки РУ и известной производительности гидравлических насосов определяют потребное количество гидро­ аккумуляторов в ГС.

После выполнения расчетов оформляется прин­ ципиальная схема ГС управления РУ с указанием контрольных элементов (датчиков и сигнализато­ ров). Исходя из принятой схемы по общему клас­ сификационному перечню подбираются агрегаты ГС или разрабатываются вновь (при необходимос­ ти).

Применение на модификациях одного двига­ теля (как это произошло при создании двигателя ПС-90А-76) различных типов жидкостей требует переделки гидравлических агрегатов - необходи­ ма замена материала уплотнительных колец (нет резины, которая бы одинаково хорошо работала в жидкостях АМГ-10 и НГЖ-5у).

Ко н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1.Перечислите функции единой гидравлической системы самолета и двигателя. Какие из них об­ служивают работу двигателя?

2. Какие требования предъявляются к рабочим жид­ костям гидравлических систем?

3. Из каких элементов состоит гидравлическая си­ стема управления реверсивным устройством?

4. Для чего предназначен гидроаккумулятор сис­ темы управления РУ?

5. Поясните работу гидравлической системы дви­ гателя ПС-90А при переводе РУ из положения пря­ мой тяги на обратную.

6. Поясните работу гидравлической системы дви­ гателя ПС-90А при переводе РУ из положения об­ ратной тяги на прямую.

Ан г л о -р у с с к и й с л о в а р ь -м и н и м у м

allocator hydraulic - распределитель гидравлический filter - фильтр

gauge - датчик

hydroaccumulator - гидроакгумулятор inflation valve - клапан зарядный nitrogen - азот

pump - насос

reversive device (reverse trust device) - реверсивное устрой­ ство

reverse thrust - реверсивная (обратная) тяга signaliser - сигнализатор

socket - разъем

system hydraulic managements of the reversive device - система гидравлическая управления реверсивным устройством

tank hidraulic - бак гидравлический valve return - клапан обратный

С п и с о к л и т е р а т у р ы

7.1.Башта Т.М. Гидравлические приводы летательных аппа­ ратов, издание 4-е. - М.: Машиностроение, 1967

7.2.Матвеенко А.М., Зверев И. И. Проектирование гидрав­ лических систем летательных аппаратов. - М.: Машиностро­ ение, 1982.

7.3.Нейман В.Г. Гидроприводы авиационных систем управ­ ления. Влияние внешних воздействующих факторов. Стен­ довые испытания и надежность. Под редакцией Селиванова М.П. - М.: Машиностроение, 1973.

Глава 8

ДРЕНАЖНЫЕ СИСТЕМЫ

8 .1 . Н а з н а ч е н и е и к л а с с и ф и к а ц и я с и с т е м

Дренажные системы (ДС) предназначены для сбора и удаления утечек и остатков рабочих жид­ костей (РЖ) - топлива, масла, гидрожидкости. На разных двигателях в зависимости от количества, со­ става и размещения объектов дренажа может при­ меняться от одной до пяти и более ДС, каждая из которых может обслуживать от одного до несколь­ ких объектов дренажа. ДС относятся к вспомогатель­ ным системам авиационных ГТД, но эффектив­ ность их функционирования может непосредственно влиять на надежность запуска и пожаробезопас­ ность двигателя, его экологические и другие харак­ теристики.

ДС можно классифицировать:

-по типу - открытые или замкцутые;

-по назначению - для удаления утечек, остат­ ков РЖ или смешанного назначения;

-по режиму функционирования - с ручным или автоматическим удалением РЖ;

-по общей схеме - с предварительным сбором

вдренажный бак или с непосредственным удале­ нием РЖ;

-по способу удаления РЖ - слив самотеком, вы­ теснение, эжекция или откачка механическим на­ сосом;

-по месту удаления РЖ - отвод за мотогондолу, за срез сопла, в газовоздушный тракт или в топлив­ ную систему,

атакже по ряду других признаков.

Наиболее широко на двигателях используются ДС открытого типа с автоматическим удалением РЖ. В таких системах утечки и остатки РЖ в конеч­ ном итоге попадают в атмосферу. С целью сниже­ ния загрязнения атмосферы углеводородами с 70-х годов прошлого века на двигателях гражданского назначения начали применяться ДС замкнутого типа, обеспечивающие утилизацию дренированно­ го топлива.

8.2. Характеристика объектов дренажа

Под объектом дренажа понимается элемент кон­ струкции двигателя, в котором образуются утечки или остатки РЖ. На одном двигателе может быть

от двух до десяти и более объектов дренажа. К на­ иболее распространенным объектам дренажа от­ носятся:

-узлы уплотнений приводных валов агрегатов

идатчиков (топливных и гидравлических насосов, насосов-регуляторов, электрических генераторов, стартеров, датчиков-тахометров и т.д.);

-топливные коллекторы форсунок основной ка­ меры сгорания;

-газовоздушный тракт (ГВТ) двигателя (поло­ сти основной камеры сгорания и форсажной каме­ ры, турбины, сопла).

Узлы уплотнений приводных валов разделяют рабочие полости агрегатов и коробки приводов, предотвращая непредусмотренное перетекание РЖ. В состав узла входят два уплотнения, между которыми располагается дренажная полость (см. рис. 8.1). При уплотнении приводных валов насо­ сов или других топливных и гидравлических агре­ гатов оба уплотнения выполняются контактного типа (манжетные или торцевые). При уплотнении вала электрогенератора, воздушного стартера или другого агрегата с воздушной рабочей полостью со стороны агрегата обычно устанавливается бескон­ тактное уплотнение (лабиринтное или щелевое). Любое контактное уплотнение предусматривает некоторую утечку РЖ, которая необходима для ох­ лаждения и смазки трущихся поверхностей. Про­ ходя через уплотнения, РЖ поступают в дренаж­ ную полость, откуда отводятся в ДС. Различают стояночные ( когда вал не вращается) и рабочие утечки. Современные узлы уплотнений имеют рабочие утечки РЖ не более 5... 10 см3/ч, стояноч­ ные утечки - не более 0,05... 1 см3/ч. Дренаж топ­ ливных коллекторов КС осуществляется после выключения двигателя во избежание коксования топлива в каналах форсунок. Остатки топлива сливаются из коллекторов через специальный дренажный клапан под действием силы тяжести

иостаточного давления воздуха в камере. Объем сливаемых остатков зависит от размеров коллек­ торов и других факторов и может составлять от

25 до 1700 см3.

В ГВТ остатки топлива образуются, как прави­ ло, при неудавшихся (из-за нерозжига основной камеры сгорания) или ложных запусках - осевшее на деталях проточной части топливо стекает в ниж­ нюю часть ГВТ. Дренаж ГВТ необходим для пре­

177

Глава 8. Дренажные системы

дотвращением попадания этого топлива в мотогон­						Из рассмотренных объектов дренажа только
долу, а также его возгорания и выброса горящего						узлы уплотнений приводных валов и ГВТ имеют­
топлива из сопла при последующем запуске дви­						ся на всех типах ГТД. Топливные коллекторы ка­
гателя. Топливо из ГВТ сливается под действием						мер сгорания на ряде двигателей не дренируются,
силы тяжести через специально предусмотренные						а проблема возможного коксования форсунок ре­
отверстия или дренажные клапаны. Объем сливае­						шается иначе. С другой стороны, на двигателях
мого остатка зависит от конструктивных особен­						могут быть объекты дренажа, не упомянутые выше
ностей двигателя и может составлять от 30 до						- элементы топливо-регулирующей аппаратуры,
1300 см3.						коллекторы пусковых форсунок камеры сгорания,
						узлы уплотнений штоков гидроцилиндров и др.
1	2	3	4	5	б
						1	11	3	12	8

8

9

3

10

1

в

б

Рис. 8.1. Схема (а) и примеры конструктивного исполнения манжетного (б) и торцевого (в) узлов уплотнений приводных

валов агрегатов:

1- масляная полость коробки приводов; 2,4- уплотнения; 3 - дренажная полость; 5- полость агрегата; б- при­ водной вал; 7 - канал отвода утечек РЖ; 8—топливная полость агрегата; 9, 10—резиновые манжетные уплотнения; 11, 12- торцевые графитовые уплотнения

178

8 .3 . О с н о в н ы е с х е м ы и п р и н ц и п д е й с т в и я с и с т е м

На рис. 8.2 приведены схемы ДС, получившие наиболее широкое применение.

В простейшем случае система содержит (см. рис. 8.2, я) трубопровод, соединяющий объект дре­ нажа с местом удаления дренируемых РЖ. Это ав­ томатическая ДС, в которой РЖ удаляется самоте­ ком за мотогондолу. Как правило, на практике такие системы применяются для дренажа узлов уплот­ нений приводных валов с небольшими утечками. При этом каждый узел уплотнения может иметь отдельную ДС, т.е. отдельный дренажный трубо­ провод, который выводится за мотогондолу совме­ стно с другими аналогичными трубопроводами.

8.3.Основные схемы и принципы действия систем

Вслучае отказа какого-либо уплотнения (появле­ ние повышенных утечек РЖ) такое решение суще­ ственно упрощает поиск неисправного агрегата.

Наличие в системах дренажного бака позволя­ ет накапливать дренируемые РЖ и регулировать момент их удаления. В показанной на рис. 8.2, б системе РЖ удаляется за мотогондолу самотеком на остановленном двигателе после открытия вруч­ ную сливного крана 5. Для слива РЖ может исполь­ зоваться технологическая емкость.

Вследующих двух системах РЖ из дренажных баков удаляются автоматически на работающем двигателе за счет вытеснения воздухом (см. рис. 8.2, в) или отсасывания воздушным эжекто­ ром 7 (см. рис. 8.2, г). Удаляемые РЖ могут отво­ диться за мотогондолу, за срез реактивного сопла

\

а

Рис. 8.2. Схемы дренажных систем:

1 - объект дренажа; 2- отвод РЖ; 3- дренажный бак; 4- суфлирование бака; 5- кран сливной; 6- подвод воздуха;

7- эжектор; 8- топливная форсунка; 9- КС; 10- дренажная форсунка; 11- жаровая труба; 12- слив остатка топ­ лива из камеры; 13- поплавковый клапан; 14 - обратный клапан; 15 - отвод топлива в топливную систему;

16- подвод активного топлива к эжектору

179

Глава 8. Дренажные системы

двигателя или в ГВТ. Активный воздух для надду­ ва бака или питания эжектора отбирается от комп­ рессора двигателя.

Все рассмотренные выше ДС относятся к отк­ рытому типу и могут использоваться для удале­ ния утечек и остатков любых РЖ. В отличие от этого, на рис. 8.2, д и 8.2, е представлены схемы замкнутых систем, предназначенных для утили­ зации дренированного топлива. В первой систе­ ме утилизируются остатки топлива, сливающие­ ся из полости камеры сгорания 9. При следующем запуске двигателя слившееся топливо вытесняет­ ся из бака 3 воздухом и через дренажную форсун­ ку 10 подается обратно в камеру сгорания (внутрь жаровой трубы 77), где сгорает. Вытеснение топ­ лива происходит под действием перепада давле­ ния воздуха, образующегося на стенке жаровой трубы.

Вторая система позволяет утилизировать как утечки, так и остатки топлива. На работающем дви­ гателе дренированное топливо из дренажного бака 3 отсасывается эжектором 7 и возвращается в сис­ тему топливопитания двигателя. Активное топли­ во к эжектору может подводиться, например, с вы­ хода двигательного подкачивающего насоса, а дренированное топливо отводиться на вход в этот насос. Поплавковый клапан 13 предназначен для предотвращения полной откачки топлива из бака во избежание попадания воздуха в систему топливопи­ тания, а нормально закрытый обратный клапан 14 не допускает обратного перетекания топлива в дре­ нажный бак после выключения двигателя.

Для возврата дренированного топлива в систе­ му топливопитания применяются также системы с механическими насосами, с поршневыми или ди­ афрагменными вытеснительными устройствами и других схем.

8 .4 . О с н о в н ы е т р е б о в а н и я к д р е н а ж н ы м с и с т е м а м

Общие технические требования к топливным ДС изложены в ОСТ 101191-92. Согласно предъяв­ ляемым требованиям, ДС должны:

-обеспечивать полное, своевременное, безопас­ ное и автоматическое удаление топлива;

-исключать попадание удаляемого топлива в мо­ тогондолу, другие пожароопасные зоны, а также на наружные поверхности самолета и стояночную пло­ щадку аэродрома;

-иметь необходимую безотказность, ресурс

исрок службы;

-быть контролепригодными и простыми в обс­ луживании;

-обладать малой массой.

Данные требования в полном объеме могут быть распространены на системы с любыми РЖ.

8 .5 . О б е с п е ч е н и е р а б о т о с п о с о б н о с т и д р е н а ж н ы х с и с т е м

Под работоспособностью ДС понимается со­ стояние, когда система может нормально выпол­ нять свои функции, т.е. удалять утечки и остатки РЖ в соответствии с приведенными выше тре­ бованиями. Чтобы получить нормально функцио­ нирующую систему при отработке ее конструкции должны быть решены, как минимум, следующие задачи.

1. Должна быть обеспечена возможность бес­ препятственного слива РЖ из объекта дренажа. Это достигается размещением дренажных баков или мест слива ниже объектов дренажа и проектиро­ ванием сливных трубопроводов с постоянным ук­ лоном по потоку жидкости. В трубопроводах не до­ пускается наличие колен или петель, в которых могут образовываться воздушные пробки, препят­ ствующие поступлению РЖ самотеком. В против­ ном случае может происходить переполнение дре­ нажных полостей, и на остановленном двигателе не исключено попадание РЖ в коробку приводов, в мотогондолу или на стояночную площадку.

Попадание РЖ (например, топлива) в полость коробки приводов приводит к ухудшению смазы­ вающей способности масла («разжижение» масла)

иповышению пожароопасности масляной систе­ мы (снижается температура вспышки паров мас­ ла). При попадании РЖ в мотогондолу происходит загрязнение («замасливание») поверхностей агре­ гатов, трубопроводов, электропроводки, корпусных деталей и внутренней стенки самой мотогондолы, что ухудшает условия обслуживания двигателя

иповышает его пожароопасность. На наружных поверхностях мотогондолы могут образовываться следы (подтеки) РЖ, ухудшающие внешний вид самолета. Из мотогондолы РЖ могут подтекать на стояночную площадку, загрязняя место стоянки самолета.

При накапливании дренированного топлива в ГВТ может произойти его возгорание от потока горячих газов при запуске двигателя и последую­ щим выбросом горящего топлива через сопло на стояночную площадку («факеление» на запуске»). На двигателях с регулируемыми соплами горящее топливо может затекать в элементы сопла и для ликвидации возгорания может потребоваться при­ менение аэродромных средств пожаротушения. Следствием затрудненного слива топлива из кол­ лекторов рабочих и пусковых форсунок может стать их закоксовываание.

180