Бортовая топливная система

Единая топливная система от баков до насосов ВД может рассматриваться как топливная система низкого давления и включает в себя:

А). На самолете:

§ отсечной клапан бортовой части;

§ насосы в топливных баках.

Б). На двигателе:

§ насосы низкого давления, приводимые двигателем.

Отсечной клапан бортовой части обычно объединен с линией подачи топлива каждого двигателя. Он также часто называется перекрывной клапан низкого давления или запорный клапан. Он позволяет перекрыть подачу топлива в случае возникновения пожара двигателя. Перекрывной клапан в топливной системе ВД используется для выключения двигателя. Перекрывной клапан НД на большинстве ВС выключается одновременно с клапаном ВД.

Конструкция топливной системы НД должна учитывать характеристики топлива и должна быть надежной. Как правило, система содержит насосы на обеих сторонах линии подачи НД. Насосы, приводимые электрически (называемые подкачивающие, вспомогательные или перекачивающие насосы) расположены в баке, а насосы, приводимые двигателем (часто называемые основными топливными насосами), расположены на коробке приводов. Для резервирования на каждую линию подачи топлива в двигатель устанавливается по два электрических насоса в соответствующем баке. Они работают в конфигурации основной насос/вспомогательный насос или основной насос/резервный насос. Желательно запитывать эти насосы отдельно друг от друга с помощью безщеточного двигателя переменного тока. Безщеточные двигатели переменного тока долгое время не требуют технического обслуживания, таким образом, могут быть установлены в труднодоступных местах.

Система низкого давления должна обеспечивать непрерывную подачу топлива от бака к двигателю с соответствующим давлением, расходом и температурой даже в период максимальной нагрузки без опасности возникновения кавитации и газовых пробок. Поэтому подкачивающие насосы для нормальной работы значительно увеличены в размерах. Например: один подкачивающий насос самолета А340 способен обеспечивать топливом все 4 двигателя (через перекрестные линии подачи) во время крейсерского полета.

Обычно насосы низкого и высокого давления собраны в едином блоке. Оба насоса приводятся одним и тем же приводным валом коробки приводов. Основной задачей насоса низкого давления является обеспечение достаточного давления на входе в насос ВД для предотвращения кавитации и газовых пробок. Кроме того, он обеспечивает дополнительное резервирование в случае выхода из строя, подкачивающего насоса. В двигатели, расположенные на крыле, топливо может поступать и самотеком, при выходе из строя подкачивающих насосов и насосов низкого давления.

Топливная система двигателя

Система распределения топлива (от насосов ВД до ОКС и других потребителей рассматривается как топливная система высокого давления), установленная на двигателе, поставляет очищенное топливо под давлением для сжигания и в качестве гидрожидкости. Система обеспечивает топливу надлежащую температуру и давление для его использования.

Система распределения топлива на примере двигателей семейства CFM56 (рис.9, 10) состоит из следующих компонентов (перечисленных в последовательности прохождения через них топлива):

· Топливный насос;

· Топливно-масляный радиатор (ТМР);

· Топливные фильтры;

· Топливодозирующее устройство (входит также в состав САУ двигателем и подачей топлива);

· Датчик расхода топлива;

· Компоненты топливного коллектора;

· Топливные форсунки.

Рис. 9. Система распределения топлива семейства ТРДД (CFM56)

Рис. 10. Расположение элементов топливной системы двигателя

Топливный насос

Топливный насос (рис.11) находится на задней поверхности коробки приводов между корпусом горизонтального ведущего вала и маслоагрегатом в позиции «на 8 часов». Топливный насос включает ступень ВД (центробежная подкачивающая ступень), топливный фильтр, ступень НД (шестеренчатая ступень) и редукционный клапан. Корпус насоса имеет монтажные поверхности для крепления основного регулятора двигателя и топливно-масляного радиатора. Топливный насос приводится во вращение от коробки приводов через ведущий вал, который вращает ступени ВД и НД, а так же приводной вал основного регулятора (САУ двигателем и подачей топлива).

Рис. 11. Топливный насос

Подкачивающая ступень. Ступень НД представляет собой центробежный насос, который создает давление на входе ступени ВД для предотвращения кавитации во всех условиях эксплуатации. Кавитация вызывает повреждения шестерней насоса и сокращает его ресурс. В случае отказа подкачивающих насосов топливной системы самолета ступень НД должна обеспечивать подачу топлива в ступень ВД с необходимым давлением.

Топливо поступает на вход насоса с давлением около 21 кг/см², создаваемого подкачивающими насосами топливного бака. Ступень НД повышает давление до 108 кг/см² (на взлете). Выходя из ступени НД, топливо направляется через внешний топливно-масляный радиатор и топливный фильтр.

Главная ступень. Ступень ВД представляет собой насос объемной подачи (шестеренчатый насос). Для него характерна постоянная величина расхода топлива на данных оборотах, не смотря на давление на выходе. Ступень ВД повышает давление максимально до 703 кг/см² (на взлете). На режиме малого газа давление повышается приблизительно до 140 кг/см². Максимальное давление на выходе топливного насоса, на которое рассчитан редукционный клапан составляет 770 кг/см².

Топливный насос имеет большую пропускную способность, чем требует система управления топливом, поэтому поток топлива разделяется в основном регуляторе на дозированное и на перепускное.

Работа. Топливо из бортовой топливной системы поступает в двигатель на вход топливного насоса, проходя ступень низкого давления, поступает в топливно-масляный радиатор (ТМР), а затем в топливный фильтр. Проходя фильтр, топливо поступает в ступень высокого давления топливного насоса.

На выходе из насоса ВД или в следующем за ним топливодозирующем устройстве поток гидравлического топлива смешивается с основным потоком топлива. Он используется как рабочая жидкость (сервотопливо) гидравлических приводов на двигателе и в топливодозирующем устройстве.