Файл: Матвеенко, А. М. Расчет и испытания гидравлических систем летательных аппаратов.pdf

—при выполнении эволюций самолета;

—при планировании самолета с практического потолка (особенно с максимальной скоростью снижения).

Записываются давления датчиками давления, присоединен­ ными непосредственно у всасывающих штуцеров насосов. Запи­ си давлений на осциллографе должны быть синхронизированы, с записями скоростей, высот полета, перегрузок, оборотами дви­ гателей и, кроме того, обязательно с записями давлений в линии нагнетания системы.

Давления в линии слива определяются с целью получения данных о величинах максимальных давлений в сливных участках, гидросистемы, а также для оценки гидравлического сопротив­ ления сливных линий и влияния работы одних потребителей на работу других потребителей. Давления рабочей жидкости в ли­ нии слива записываются при срабатывании исполнительных ме­ ханизмов с максимально возможными скоростями перемещения силовых цилиндров, вращения гидромоторов н при возможно низких температурах рабочей жидкости (при этом получаются максимальные давления в линии слива). Для этого выбираются соответствующие режимы полета, когда аэродинамические на­ грузки по направлению совпадают с направлением сил давления при срабатывании исполнительного механизма, в сливной линии которого измеряется давление.

Так, например, для оценки давления в линии слива при пово­ роте крыла на угол большей стреловидности (для самолетов с изменяемой в полете геометрией крыла) следует измерить давле­ ние в момент поворота крыла при максимально допустимой ско­ рости полета.

При испытаниях фиксируются также условия полета, вклю­ чающие температуру окружающего воздуха, параметры полета самолета, время срабатывания механизма.

Давление в замкнутом контуре измеряется с целью опреде­ лить максимальную величину давления при изменении темпера­ туры рабочей жидкости и для оценки работоспособности темпе­ ратурных предохранительных клапанов, включенных в контур.

Замкнутые контуры применяются в гидросистемах для фик­ сации (гидравлической блокировки) положения механизма, уп­ равляемого гидросистемой. В замкнутых контурах гидросистемы при повышении температуры рабочей жидкости давление может увеличиться в несколько раз, что приводит к разрушению систе­ мы. Зависимость изменения давления в замкнутом жестком кон­ туре от изменения температуры жидкости выражается формулой

(4.1)

р

где а>к — коэффициент объемного расширения жидкости, равный

8-5-10 - Ю-4 1 /град;

158

а— коэффициент линейного расширения материала замк­ нутого контура, равный Зч-8-lO-5 1/град.

At-— перепад температуры.

Давление определяется по манометру, включенному в линию замкнутого контура, имеющего диапазон измерений в 2 раза больше номинального давления, устанавливаемого в контуре.

Перепад температур достигается: в летнее время путем про­ должительного полета самолета с последующим быстрым сни­ жением, посадкой и выдержкой самолета на аэродроме; в зим­ нее время»— выдержкой самолета на аэродроме и последующим закатыванием его в теплый ангар.

Ниже в качестве примеров приведены осциллограммы про­ цессов изменения давления в различных точках блоков питания гидросистем самолетов.

На рис. 4. 6 даны осциллограммы давлений, характеризующих работу блока питания из четырех насосов постоянной произво­ дительности (с АРН и аккумуляторами) при выпуске шасси. В момент срабатывания потребителя происходит включение в работу насосов; давление в линиях нагнетания насоеов резко изменяется от 0 до 170—175 кгс/см2, после чего снижается с по­ следующим возрастанием до величины, при которой происхо­ дит отключение насосов автоматом разгрузки. Количество вклю­ чений насосов за цикл работы потребителя зависит от потреб­ ного расхода жидкости; давление в гидроаккумуляторах «Общая сеть» при этом изменяется в пределах регулировки ав­ томата.

На рис. 4. 7 приведены осциллограммы изменения давлений для блока питания с насосом переменной производительности. Отчетливо прослеживается заброс давления в сливных магистра­ лях (кривые 3 и 4) в начале процесса уборки;

На рис. 4. 8 дана осциллограмма изменения давления в си­ стеме при запуске двигателя, т. е. при включении гидронасоса в сеть при изменении его частоты вращения: процесс нарастания протекает плавно, без забросов.

О п р е д е л е н и е р а с х о д о в р а б о ч е й жи д к о с т и . Из­ менение расхода рабочей жидкости на отдельных участках си­ стемы сверх допустимых пределов может привести к серьезным нарушениям и даже к отказу системы.

При летных испытаниях определение мгновенных и суммар­ ных расходов рабочей жидкости и производительности источни­ ков давления в зависимости от режима полета и работы двига­ телей производится с помощью расходомерной аппаратуры, ос­ новными элементами которой являются датчики расхода. Эти датчики устанавливаются в магистралях за насосами, однако они могут быть установлены и на других участках системы. Выбор

159

места установки датчика определяется целью испытаний с уче­ том конструктивных особенностей системы.

Место установки датчика в выбранном участке системы с це­ лью уменьшения дополнительной погрешности должно иметь прямые участки трубопровода: перед датчиком — длиной 10 диа­ метров трубопровода, после датчика — 5 диаметров. Внутренний диаметр препарируемого трубопровода должен быть равен внут-

о г ч в 8 г, с

Рис. 4.7. Осциллограмма работы блока питания с насосами пере­ менной производительности при выпуске шасси:

/—давление начала уборки шасси; 2—давление за насосом; 3, 4—давление в магистралях выпуска основной и передней ног шасси; 5—давление в ма­ гистрали уборки передней ноги шасси; ^--давление в магистрали уборки основной ноги шасси; 7—давление в конце уборки шасси; 8—давление при перестановке крана шасси в положение «Нейтрально»

реннёму диаметру датчика расхода. В случае невозможности вы­ полнить эти условия требуется тарировка датчика непосредствен­ но с участком трубопровода, в котором он устанавливается.

При одновременном измерении в одной точке гидросистемы трех основных параметров — давления, температуры и расхода рабочей жидкости — используется специальный комбинирован^ ный датчик аппаратуры.

явления участков гидросистем с экстремальными значениями температуры, проверки длительности температурных режимов, сравнения полученных при испытаниях температурных характе­ ристик с допускаемыми по техническим требованиям на систему, ее агрегаты и рабочую жидкость.

161

При выборе точек гидросистем для замера температуры сле­ дует учитывать, что наиболее теплонапряженными участками гидросистем являются участки насосов и агрегатов, расположен­ ных вблизи двигателей, форсажных камер, удлинительных труб. При выборе точек замера температуры следует предварительно определить наиболее чувствительные к температурным воздей­ ствиям участки и агрегаты гидросистем (насосы, гидроаккуму­ ляторы с резиновыми мембранами, шланги и т. п.).

Рис. 4. 8. Осциллограмма изменения давлении в системе при запуске двигателя

Если необходимо определить температуру малотеплопровод­ ных тел, следует измерять температуру металлических деталей, соприкасающихся с ними, и температуру в отсеках, где они рас­ положены.

Температурный режим гидросистем определяется при выпол­ нений полета по типовому для испытываемого самолета профи­ лю полета, а также при наиболее неблагоприятных для работы гидросистем условиях с точки зрения ее теплонапряженности:

—при наборе высоты от взлета до практического потолка в режиме максимальной скороподъемности;

—при разгоне до максимальной скорости на высотах, близ­ ких к практическому потолку;

—при горизонтальных полетах на высотах, близких к прак­ тическому потолку, с максимальной продолжительностью рабо­ ты двигателей на форсажном режиме;

—при длительных полетах на низких высотах, в условиях высоких температур окружающего воздуха.

При испытании гидросистем вертолета температурный режим определяется также на режиме висения у земли.

На рис. 4. 9 приведены результаты обработки осциллограмм с записью температуры рабочей жидкости в четырех полетах. Температура жидкости достигает максимального значения 60—

162

62° С через 20—22 мин после взлета самолета. Повышение тем­ пературы вызвано работой потребителей гидросистемы (шасси, закрылков, стабилизатора).

В дальнейшем полете продолжительностью более 40 мин тем­ пература жидкости постепенно снижается, достигая со временем исходного значения. Вторичное, менее значительное, повышение температуры наблюдается при работе потребителей перед посад­ кой самолета.

В р е м я п о л е т а , мин

Рис. 4.9. Экспериментальные зависимости температуры t рабочей жидкости от времени для четырех полетов

Для измерения температуры используются термоэлектриче­ ские термометры (датчики), электрические термометры сопро­ тивления и термопары. В труднодоступных местах для контроля предельных значений температур поверхностей агрегатов и окру­ жающего воздуха в зоне их расположения применяются плавкие термосвидетели и специальные индикаторные краски, изменяю­ щие свой цвет в зависимости от температуры.

Для максимального уплотнения информации при регистрации температур в различных точках гидросистем сигналы от датчи­ ков температур заводятся на записывающую аппаратуру (осцил­ лограф, магнитный накопитель), через коммутирующее устрой­ ство.

Записи температур гидросистем должны быть синхронизиро­ ваны по времени с записью параметров полета (высоты, скоро­ сти) и параметров, регистрирующих режим работы двигателей.

Для определения температуры рабочей жидкости использу­ ются датчики сопротивления. Отличительной особенностью этих датчиков является наличие силового герметичного кожуха, за­ щищающего чувствительный элемент от непосредственного со­

163

прикосновения с жидкостью (трубчатый корпус). Для монтажа' датчиков температур в трубопроводах (баках) систем в необхо­ димых местах должны быть установлены специальные переход­ ники («карманы»). Переходник должен быть таким, чтобы конец датчика температуры доходил до продольной оси трубопровода и омывался рабочей жидкостью, температура которой изме­ ряется.

t,°C

Рис. 4. 10.- Графики изменения температуры в различ­ ных участках системы:

/—на входе в холодильник: 2—за дросселем постоянного расхода; 3—на входе в насос; 4—на выходе из холодильни­ ка; 5 -jb баке основной системы; 6—в сливной магистрали бустеров

Температура рабочей жидкости замеряется также косвенным путем, путем измерения температуры поверхности трубки, в ко­ торой циркулирует жидкость. В этом случае температура изме­ ряется специально наклеиваемыми датчиками сопротивления, предназначенными для измерения температуры поверхностей аг­ регатов. Для измерения следует выбирать участки трубопровода с хорошим перемешиванием потока, т. е. при наличии местных сопротивлений (угольников, поворота и др.) на входе в трубо­ провод.

Температура рабочей жидкости определяется, как' правило,

вследующих точках систем:

—в баках систем;

—на выходе из насосов;

—на входе в гидроусилители или на выходе из них;

—у агрегатов, находящихся в теплонапряженных отсеках

самолета.

При наличии в гидросистемах радиаторов температура ра­ бочей жидкости должна измеряться на входе в радиатор и на выходе из него. Другие точки замера выбираются исходя из кон­ структивных особенностей самолета и систем.

На рис. 4. 10 приведены графики изменения температуры в различных участках гидросистемы самолета. Температура воз­ духа у земли ра/вна 25° С. На высоте 10000 м температура

164