CN114148544B - 一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空飞行试验技术领域，公开了一种用于飞机气密‑非气密舱的重心调节装置及方法，包括：气密舱储液罐、非气密舱储液罐、第一增压泵、第一瞬时流量计、第二增压泵、第二瞬时流量计、第一通气管、第二通气管、第三通气管；所述气密舱储液罐设置在气密舱内；所述气密舱储液罐出液口依次连接第一增压泵、第一瞬时流量计并通过管路连接至非气密舱储液罐进液口；所述非气密舱储液罐设置在非气密舱内；所述非气密舱储液罐出液口依次连接第二增压泵、第二瞬时流量计并通过管路连接至气密舱储液罐进液口；所述第一通气管将气密舱储液罐内部空气与气密舱内空气联通；所述第三通气管将非气密舱储液罐内部空气与非气密舱内空气联通。
Description
技术领域
本发明属于航空飞行试验技术领域，具体涉及一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置及方法。
背景技术
部分飞机舱体设计为前半段气密舱，后半段非气密舱，飞行试验时需要将飞机重心调节装置分散布置于气密舱与非气密舱两侧，在高空中两舱内储液罐气压不平衡会导致调节工作时气压叠加增压泵压力，使得不同调节方向调节速率相差大。而当增压泵不工作时配重调节介质由高气压罐组自动流向低气压罐组，飞机重心调节将不受控。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置及方法。通过控制两舱之间重心调节装置内部气压联通，同时防止液体配重介质自流和反流，能够实现重心调节装置在非平衡气压两舱之间进行液体配重介质输送与转移，从而实现飞机重心调节。
一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置，包括：气密舱储液罐、非气密舱储液罐、第一增压泵、第一瞬时流量计、第二增压泵、第二瞬时流量计、第一通气管、第二通气管、第三通气管、第一通气阀、第二通气阀、第一气压传感器、第二气压传感器、第三气压传感器；
所述气密舱储液罐设置在气密舱内；所述气密舱储液罐出液口依次连接第一增压泵、第一瞬时流量计并通过管路连接至非气密舱储液罐进液口；
所述非气密舱储液罐设置在非气密舱内；所述非气密舱储液罐出液口依次连接第二增压泵、第二瞬时流量计并通过管路连接至气密舱储液罐进液口；
所述第一通气管将气密舱储液罐内部空气与气密舱内空气联通；
所述第三通气管将非气密舱储液罐内部空气与非气密舱内空气联通。
进一步，所述装置还包括：第一电动截止阀和第二电动截止阀；
所述第一电动截止阀设置在第一增压泵与非气密舱储液罐进液口之间；
所述第二电动截止阀设置在第二增压泵与气密舱储液罐进液口之间。第一电动截止阀和第二电动截止阀设置在管路中是为了防止液体配重介质在气密舱储液罐与非气密舱储液罐之间自流或反流，第一电动截止阀和第二电动截止阀处于常闭状态，在第一增压泵工作时第一电动截止阀打开，第二增压泵工作时第二电动截止阀打开，。
进一步，所述装置还包括：第二通气管；所述第二通气管将气密舱储液罐内部空气与非气密舱内空气联通。在气密舱储液罐与非气密舱储液罐之间进行液体配重介质调配时，第二通气管起到将气密舱储液罐内空气与非气密舱联通的作用，能够保证两罐之间气压差为零，不会将气压差叠加到增压泵入口压力上。
进一步，所述装置还包括：第一通气阀；所述第一通气阀设置在第一通气管上。第一通气阀起到控制第一通气管开闭的作用，开启时气密舱储液罐内空气与气密舱联通，保持气密舱储液罐壳体内外气压差为零，不承受额外压力，最大限度保障气密舱储液罐安全。第一通气阀处于常开状态，在气密舱储液罐与非气密舱储液罐之间进行液体配重介质调配时关闭。进一步，所述装置还包括：第二通气阀；所述第二通气阀设置在第二通气管上。第二通气阀起到控制第二通气管开闭的作用，开启时气密舱储液罐内与非气密舱联通，从而使得在液体配重介质调配时气密舱储液罐与非气密舱储液罐内气压差为零，不会将气压差叠加到增压泵入口压力上，使得液体配重介质流量稳定。而第二通气管与第二通气阀必须设置在气密舱储液罐上，其原因是在打开第二通气阀后，气密舱储液罐内部气压小于外部气压，如此时罐体发生不安全事件，其后果为向内塌缩，有利于气密舱内成员保护，反之则可能会发生爆炸。第二通气阀处于常闭状态，在气密舱储液罐与非气密舱储液罐之间进行液体配重介质调配时打开。
所述装置还包括：第一气压传感器、第二气压传感器和第三气压传感器；所述第一气压传感器设置在气密舱储液罐内；所述第二气压传感器设置在气密舱内；所述第三气压传感器设置在非气密舱内。第一气压传感器用来测量气密舱储液罐内上部气压，第二气压传感器用来测量气密舱内气压，第三气压传感器用来测量非气密舱内气压。三个气压传感器测量数据用来判断其内部空间联通后气压是否有压差，从而为控制指令的发出提供依据。
一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节方法，所述方法用于上述的装置，包括以下步骤：
步骤一：关闭第一通气阀，打开第二通气阀；第一通气阀处于常开状态，接受指令后关闭，第二通气阀处于常闭状态，接受指令后打开。此时密舱储液罐内空气与非密舱储液罐内空气联通，气压自动平衡，两罐内压差为零。
步骤二：判断气密舱储液罐内气压与非气密舱气压是否平衡；此步骤是通过第一气压传感器和第三气压传感器数据进行判断；
步骤三：若气密舱储液罐内气压与非气密舱气压已平衡，则发出控制指令，控制配重液体介质向气密舱或非气密舱流动以调节飞机重心；否则等待直至气密舱储液罐内气压与非气密舱气压平衡；此步骤中两罐内气压平衡，即压差为零后再开始控制配重液体介质流动，不会将气压差叠加到增压泵入口压力上，使得无论向气密舱方向调节还是向非气密舱方向调节，流量始终稳定，能够保持同一调节速率。
步骤四：控制配重液体介质向气密舱或非气密舱流动至飞机重心调节完成后；关闭第二通气阀；
步骤五：打开第一通气阀，使得气密舱储液罐与气密舱气压平衡，完成调节。气密舱储液罐内空气与气密舱联通，保持气密舱储液罐壳体内外气压差为零，不承受额外压力，最大限度保障气密舱储液罐安全。
进一步，所述步骤三中，控制配重液体介质从非气密舱储液罐向气密舱储液罐调节时，过程如下：
打开第二电动截止阀，打开第二增压泵将配重液体介质从非气密舱储液罐泵送至气密舱储液罐；待飞机重心调节到指定位置后关闭第二增压泵；并待第二瞬时流量计读数稳定为零后关闭第二电动截止阀。打开第二电动截止阀后非密舱储液罐至气密舱储液罐的输液管路通畅，配重液体介质可通过增压泵增压后输送至气密舱储液罐。待第二瞬时流量计读数稳定为零是为了精确计量在输液管路中所输送的液体流量，关闭第二电动截止阀是为了防止罐组之间液体因其罐内气压变化产生压差而自流或反流。
进一步，所述步骤三中，控制配重液体介质从气密舱储液罐向非气密舱储液罐调节时，过程如下：
打开第一电动截止阀，打开第一增压泵将配重液体介质从气密舱储液罐泵送至非气密舱储液罐；待飞机重心调节到指定位置后关闭第一增压泵；并待第一瞬时流量计读数稳定为零后关闭第一电动截止阀。打开第一电动截止阀后密舱储液罐至非气密舱储液罐的输液管路通畅，配重液体介质可通过增压泵增压后输送至非气密舱储液罐。待第一瞬时流量计读数稳定为零是为了精确计量在输液管路中所输送的液体流量，关闭第一电动截止阀是为了防止罐组之间液体因其罐内气压变化产生压差而自流或反流。
有益效果：
在飞机重心调节装置工作时进行排气控制，使得气密舱储液罐组与非气密舱储液罐组中液体配重介质表面承受气压平衡，以保证在两个不同方向调节过程中调节速率接近，并平稳地保持在某一预设范围内。在调节完成后控制输液管路截止阀关闭，防止气压不平衡造成气密舱储液罐组与非气密舱储液罐组中液体配重介质自流。再通过进行一次通气转换控制，使得气密舱内储液罐组内外气压平衡，最大限度减少储液罐组承压，以保证安全。
附图说明
图1是一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置原理框图；
图2是一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节方法流程图；
图中，1-第一通气阀，2-第一通气管，3-第二通气管，4-第二通气阀，5-第一电动截止阀，6-第二电动截止阀，7-第三通气管，8-气密舱储液罐，9-非气密舱储液罐，10-第一增压泵，11-第一瞬时流量计，12-第一气压传感器，13-第二瞬时流量计，14-第二增压泵，15-输液管路，16-第三气压传感器，17-第二气压传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，气密舱储液罐上部安装有第一通气管、第二通气管和第一气压传感器，第一通气管上安装有第一通气阀，第二通气管上安装有第二通气阀，其输液管路的进液口也设置在气密舱储液罐上部，下方通过管路连接第一增压泵和第一瞬时流量计以及第一电动截止阀，输液管路通过密封接头穿过气密隔框，连接到非气密舱储液罐上部进液口；非气密舱储液罐上部安装有第三通气管，其输液管路的进液口也设置在上部，下方通过管路连接第二增压泵和第二瞬时流量计以及第二电动截止阀，输液管路通过密封接头穿过气密隔框，连接到气密舱储液罐上部进液口。第二气压传感器安装在气密舱内，第三气压传感器安装在非气密舱内。
第一电动截止阀和第二电动截止阀设置在管路中是为了防止液体配重介质在气密舱储液罐与非气密舱储液罐之间自流或反流，第一电动截止阀和第二电动截止阀处于常闭状态，在第一增压泵工作时第一电动截止阀打开，第二增压泵工作时第二电动截止阀打开，。
在气密舱储液罐与非气密舱储液罐之间进行液体配重介质调配时，第二通气管起到将气密舱储液罐内空气与非气密舱联通的作用，能够保证两罐之间气压差为零，不会将气压差叠加到增压泵入口压力上。
第一通气阀起到控制第一通气管开闭的作用，开启时气密舱储液罐内空气与气密舱联通，保持气密舱储液罐壳体内外气压差为零，不承受额外压力，最大限度保障气密舱储液罐安全。第一通气阀处于常开状态，在气密舱储液罐与非气密舱储液罐之间进行液体配重介质调配时关闭。
第二通气阀起到控制第二通气管开闭的作用，开启时气密舱储液罐内与非气密舱联通，从而使得在液体配重介质调配时气密舱储液罐与非气密舱储液罐内气压差为零，不会将气压差叠加到增压泵入口压力上，使得液体配重介质流量稳定。而第二通气管与第二通气阀必须设置在气密舱储液罐上，其原因是在打开第二通气阀后，气密舱储液罐内部气压小于外部气压，如此时罐体发生不安全事件，其后果为向内塌缩，有利于气密舱内成员保护，反之则可能会发生爆炸。第二通气阀处于常闭状态，在气密舱储液罐与非气密舱储液罐之间进行液体配重介质调配时打开。
第一气压传感器用来测量气密舱储液罐内上部气压，第二气压传感器用来测量气密舱内气压，第三气压传感器用来测量非气密舱内气压。三个气压传感器测量数据用来判断其内部空间联通后气压是否有压差，从而为控制指令的发出提供依据。
飞机气密-非气密舱的重心调节方法，如图2所示，步骤如下：
(1)开始调节准备；
(2)关闭第一通气阀；
(3)打开第二通气阀，使得气密舱储液罐内部与非气密舱气压平衡；
(4)判断气密舱储液罐与非气密舱气压是否平衡，如不平衡继续延时等待，直至平衡后进入下一步；
(5)控制计算机或飞行员给出调节指令，配重液体介质向气密舱或非气密舱调节；
(6)向气密舱调节时，打开输液管路上的第二电动截止阀，然后打开第二增压泵，第二增压泵持续工作直至调节到指定重心位置，关闭第二增压泵，待第二瞬时流量计读数稳定为零后，关闭第二电动截止阀。打开第二电动截止阀后非密舱储液罐至气密舱储液罐的输液管路通畅，配重液体介质可通过增压泵增压后输送至气密舱储液罐。待第二瞬时流量计读数稳定为零是为了精确计量在输液管路中所输送的液体流量，关闭第二电动截止阀是为了防止罐组之间液体因其罐内气压变化产生压差而自流或反流。
(7)向非气密舱调节时，打开输液管路上的第一电动截止阀，然后打开第一增压泵，第一增压泵持续工作直至调节到指定重心位置，关闭第一增压泵，待第一瞬时流量计读数稳定为零后，关闭第一电动截止阀。打开第一电动截止阀后密舱储液罐至非气密舱储液罐的输液管路通畅，配重液体介质可通过增压泵增压后输送至非气密舱储液罐。待第一瞬时流量计读数稳定为零是为了精确计量在输液管路中所输送的液体流量，关闭第一电动截止阀是为了防止罐组之间液体因其罐内气压变化产生压差而自流或反流。
(8)关闭第二通气阀；
(9)打开第一通气阀，使得气密舱储液罐与气密舱气压平衡；
(10)调节完成。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置，其特征在于：所述装置包括：气密舱储液罐、非气密舱储液罐、第一增压泵、第一瞬时流量计、第二增压泵、第二瞬时流量计、第一通气管、第二通气管、第三通气管；
所述气密舱储液罐设置在气密舱内；所述气密舱储液罐出液口依次连接第一增压泵、第一瞬时流量计并通过管路连接至非气密舱储液罐进液口；
所述非气密舱储液罐设置在非气密舱内；所述非气密舱储液罐出液口依次连接第二增压泵、第二瞬时流量计并通过管路连接至气密舱储液罐进液口；
所述第一通气管将气密舱储液罐内部空气与气密舱内空气联通；
所述第二通气管将气密舱储液罐内部空气与非气密舱内空气联通；
所述第三通气管将非气密舱储液罐内部空气与非气密舱内空气联通。
2.根据权利要求1所述的一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置，其特征在于：所述装置还包括：第一电动截止阀和第二电动截止阀；
所述第一电动截止阀设置在第一增压泵与非气密舱储液罐进液口之间；
所述第二电动截止阀设置在第二增压泵与气密舱储液罐进液口之间。
3.根据权利要求2所述的一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置，其特征在于：所述装置还包括：第一通气阀；所述第一通气阀设置在第一通气管上。
4.根据权利要求3所述的一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置，其特征在于：所述装置还包括：第二通气阀；所述第二通气阀设置在第二通气管上。
5.根据权利要求4所述的一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节装置，其特征在于：所述装置还包括：第一气压传感器、第二气压传感器和第三气压传感器；所述第一气压传感器设置在气密舱储液罐内；所述第二气压传感器设置在气密舱内；所述第二气压传感器设置在非气密舱内。
6.一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节方法，所述方法用于权利要求1-5中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一：关闭第一通气阀，打开第二通气阀；
步骤二：检测气密舱储液罐内气压与非气密舱气压是否平衡；
步骤三：若气密舱储液罐内气压与非气密舱气压已平衡，则发出控制指令，控制配重液体介质向气密舱或非气密舱流动以调节飞机重心；否则等待直至气密舱储液罐内气压与非气密舱气压平衡；
步骤四：控制配重液体介质向气密舱或非气密舱流动至飞机重心调节完成后；关闭第二通气阀；
步骤五：打开第一通气阀，使得气密舱储液罐与气密舱气压平衡，完成调节。
7.根据权利要求6所述的一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节方法，其特征在于：所述步骤三中，控制配重液体介质从非气密舱储液罐向气密舱储液罐调节时，过程如下：
打开第二电动截止阀，打开第二增压泵将配重液体介质从非气密舱储液罐泵送至气密舱储液罐；待飞机重心调节到指定位置后关闭第二增压泵；并待第二瞬时流量计读数稳定为零后关闭第二电动截止阀。
8.根据权利要求6所述的一种用于飞机气密-非气密舱的重心调节方法，其特征在于：所述步骤三中，控制配重液体介质从气密舱储液罐向非气密舱储液罐调节时，过程如下：
打开第一电动截止阀，打开第一增压泵将配重液体介质从气密舱储液罐泵送至非气密舱储液罐；待飞机重心调节到指定位置后关闭第一增压泵；并待第一瞬时流量计读数稳定为零后关闭第一电动截止阀。
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2021
- 2021-12-03 CN CN202111469504.4A patent/CN114148544B/zh active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114148544A (zh) | 2022-03-08 |
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