Вопрос обеспечения высотности топливных систем будет специально рассмотрен ниже.
Топливная система с расходным баком имеет следующие до стоинства:
1. Повышенная надежность и боевая живучесть. Это обес
печивается тем, что при выходе из строя топливных баков |
I |
или II из-за нарушения их герметичности или разрушения |
у |
летчика остается в распоряжении расходный бак, защиту кото рого (от пуль, осколков и т. д.) обеспечить легче.
2. Один расходный бак оборудовать специальными устрой
ствами для бесперебойного питания топливом |
двигателя на |
всех возможных режимах легче, чем все баки |
системы |
(напри |
мер, при отрицательных перегрузках, на форсаже и т. |
д.). |
3.При выходе из строя одного из баков (либо при выра ботке топлива из одного бака или группы баков) питание ав томатически переключается на другие баки.
4.При схеме с одним расходным баком насос (насосы)
подкачки устанавливается только в нем, а в остальных баках ставятся насосы перекачки, которые являются менее высоко напорными, а следовательно, более легкими.
Кроме рассмотренной схемы топливной системы с насоса ми перекачки, возможны и другие: схема топливной системы с подачей топлива в расходный бак за счет повышенного дав ления в других баках по сравнению с расходным, схема с по дачей топлива в расходный бак самотеком, а также смешан ные схемы.
339.Высотность топливной системы обеспечивается создани
ем необходимых условий для нормального питания двигате лей топливом до заданной ТТТ высоты полета. Расчет на вы сотность заключается в определении условий бескавитационной работы топливной системы.
Основная величина, определяющая нормальную бескавита-
ционную работу топливной системы, |
— это давление на входе |
в топливный насос р вс (или рвх), |
которое во избежание по |
явления кавитации должно превышать упругость паров топ лива pt на величину кавитационного запаса &ркав'
|
Ряс ^ P t ^ Р к ав- |
Величина |
Д ркав может меняться в широких пределах: от со |
тых долей |
атмосферы до нескольких атмосфер в зависимости |
от типа насоса, режима и условий его работы.
На фиг. 16.2 приведены два вида кавитационных харак
теристик |
насоса, |
выражающие |
зависимости перепада |
давле |
ния, создаваемого |
насосом |
Д/?нас |
(при постоянной производи |
тельности |
насоса |
— |
№ =const), |
и производительность |
насоса |
W (при постоянном перепаде давления Д/?„ас =const) |
от дав |
ления на |
всасывании |
рвс. |
Эти характеристики даются при по- |
•стоянных числах оборотов насоса и температуре топлива
(я = const и t° = const).
Кавитационные характеристики (фиг. 16.2,а) используются тогда, когда рассматриваются режимы работы насосов, не до пускающие возникновения кавитации или допускающие ее в очень незначительной степени. Кавитационные характеристики
pSc мм.рт.ст
Фиг. 16.2
(фиг. 16.2,6) применяются при рассмотрении работы насосов в глубоко кавитационной области вплоть до полного разрыва тока жидкости.
Если уменьшить давление на входе в насос рвс (что про исходит, например, при увеличении высоты), то из топлива на чнут вначале выделяться пузырьки растворенного в топливе воздуха и паров топлива. При этом объемная производитель ность насоса начинает падать. Начинает падать также и давле ние за насосом. Это означает наступление кавитационного ре жима. Условно началом кавитационного режима считается па дение номинального давления за насосом на 1—2°/о.
При дальнейшем снижении давления рвс кавитационный режим развивается и в точке а (фиг. 16.2,а ) наступает пол
ный срыв работы насоса. |
При этом давление на входе |
р вс |
бу |
дет |
больше упругости |
паров |
топлива рп но в то |
же |
время |
Рвс < |
Pt + Д/’кав- |
Срыв |
работы |
насоса объясняется тем, |
что в |
насосе образуются зоны, в которых местные давления могут снизиться до значений, равных несмотря на то, что рвс > pt.
Для насосов подкачки, подающих топливо с определенным давлением к двигателю, работа их даже в начале кавитацион ного режима недопустима, так как при этом могут возникнуть резкие колебания давления в системе, нарушается работа ав томатики, элементы насоса подвергаются вибрационным нагруз кам и т. п.
Для насосов перекачки топлива из бака в бак работа в зо не пониженного давления на всасывании (т. е. при наличии кавитации) хотя и нежелательна, но допустима при условии, что насос обеспечивает потребный расход топлива при пере качке.
|
|
|
|
|
340. |
|
Потребные кавитационные запасы для различных насо |
сов определяются экспериментальным путем. По |
статистике: |
для насосов невысокого давления |
bp„aс ss 1 ч- |
1,5 дан/см2 |
(кГ/см2) |
и умеренной производительности (баковые насосы под |
качки |
и |
перекачки) &ржав^ 0 , 1 -н 0,25 дан/см2 (кГ/см2) (75 -г- |
180 мм рт. ст.); для насосов высокого давления |
Д/Ркав ~ |
«1,5-:- |
2,5дан/см2 (кГ/см2) (1000 |
-ь- 1800 мм рт. ст.). Следует |
учитывать, |
что у самолетов с большой скороподъемностью про |
исходит интенсивное выделение пузырьков воздуха из топлива при наборе высоты. Поэтому для таких самолетов необходимо
для |
обеспечения надежности увеличивать кавитационный за |
пас на 70—100 мм рт. ст. |
|
|
|
насос |
Потребное давление на всасывании в двигательный |
Рвсив |
определяется целым рядом факторов, |
которые |
нужно |
учитывать для |
обеспечения нормальной |
работы |
системы: |
|
|
Ряс ДВ~ |
Рб “Ь АРн ПОД-П |
APh i |
ДPi ^ Рt |
АРпОЯ’ |
( *6.1) |
где |
Рб = Рн^~ АРб — давление в баках над поверхностью топ |
|
|
|
лива; |
|
|
|
|
|
|
Рн |
атмосферное давление; |
|
|
|
|
*Рб |
давление, |
создаваемое системой наддува; |
избыточное давление за насосом подкач ки;
Тудельный вес топлива;
Zпревышение уровня топлива в расход ном баке над точкой входа в центробеж
ный насос двигателя — ДЦН (фиг. 16.3); АРн — гидравлическое сопротивление магистра ли от насоса подкачки до двигательного
насоса;
APi — потери давления топлива, связанные с инерционными нагрузками,
Давление АРб> создаваемое системой наддува для обеспе чения высотности топливной системы, не следует делать боль ше необходимого, так как его увеличение требует повышения прочности баков и, следовательно, их веса.
Величина г для двигательных насосов может быть больше и меньше нуля в зависимости от взаимного расположения ба ка (и уровня топлива в нем) и насоса и от положения само
лета.
Для расчета с целью повышения надежности системы вы бирают самое невыгодное значение z из всех возможных слу чаев полета при принятой компоновке топливной системы на самолете. Минимальным уровнем топлива в баках, также оп ределяющем величину z, можно считать: для насосов подкач ки — уровень, соответствующий 5—7% от общего запаса топлива; для насосов перекачки — полную выработку топли ва из бака.
Гидравлические сопротивления Дph в системах топливо проводов современных самолетов обычно лежат в пределах 0,1 — 0,2 дан/см2 (кГ/см2) для наибольшего возможного рас хода топлива и минимально возможной температуры топлива.
Гидравлические сопротивления сильно зависят от диамет ров трубопроводов, от количества и формы перегибов трубо проводов, от агрегатов топливной системы и т. п.
Инерционные потери напора топлива
АPi = ТLi
где т — удельный вес топлива;
Lt — длина трубопровода в направлении перегрузки; п — коэффициент перегрузки.
Инерционные потери могут быть как положительные, так и отрицательные, в зависимости от направления перегрузки. В направлении осей х и z перегрузки обычно невелики, но дли на трубопроводов может быть большой и Д м о г у т оказаться значительными.
В направлении оси у перегрузки достигают больших значе ний и, несмотря на малую длину трубопроводов, Др { могут также оказаться значительными. Для расчета берут предельно
невыгодный случай, т. е. когда Д/?,= (Д/?/)тах |
различных |
топлив |
Величина давления насыщенных паров |
p t зависит от |
вида топлива, |
соотношения |
жидкой и |
паровой |
фазы топлива |
в баке (т. е. |
от высоты столба жидкости в ба |
ке), температуры топлива, давления окружающей среды (ат мосферного давления на данной высоте) и вибрации топлива в- баке.
В расчетах принимают pt при температуре топлива, равной «+310°К (40°С), и соотношении паровой и жидкой фаз топ лива, равном 4:1.
