RU2582766C1 - Onboard system for fuel control and measurement with compensation for fuel temperature - Google Patents

Onboard system for fuel control and measurement with compensation for fuel temperature Download PDF

Info

Publication number
RU2582766C1
RU2582766C1 RU2015102234/11A RU2015102234A RU2582766C1 RU 2582766 C1 RU2582766 C1 RU 2582766C1 RU 2015102234/11 A RU2015102234/11 A RU 2015102234/11A RU 2015102234 A RU2015102234 A RU 2015102234A RU 2582766 C1 RU2582766 C1 RU 2582766C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
temperature
sensor
level
dual
Prior art date
Application number
RU2015102234/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Дмитриевич Сеитов
Владимир Алексеевич Трусенев
Наталья Валентиновна Коломнина
Ольга Евгеньевна Котенева
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн Радиоэлектронные технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Концерн Радиоэлектронные технологии" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн Радиоэлектронные технологии"
Priority to RU2015102234/11A priority Critical patent/RU2582766C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2582766C1 publication Critical patent/RU2582766C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engineering, particularly, to aircraft fuel systems. Onboard system for control and measurement of fuel comprises, installed in fuel tanks, fuel parameter control means: level sensors, means for measuring temperature and signalling low fuel level, as well as an onboard computer with automatic control modules, a control board with fuel density setter, fuel meter modules and inhibit circuits. Means for measuring temperature and signalling low fuel level used are a dual-sensor, which is based on RTD liquid level indicator, containing a thermistor, having possibility of direct contact with environment, and a signal former with signal output, said sensor is additionally equipped with temperature output connected to a high-potential lead of thermistor and connected to one of inputs of corresponding fuel gauge module through inhibit circuit, signal output of each dual purpose sensor is additionally connected to inhibit input of inhibit circuit.
EFFECT: higher reliability, reduced weight.
1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к авиаприборостроению и может быть использовано для измерения массового запаса топлива и контроля выработки топлива из топливных баков самолета.The present invention relates to aircraft instrumentation and can be used to measure the mass supply of fuel and control the generation of fuel from the fuel tanks of the aircraft.

Известна бортовая топливоизмерительная система, предназначенная для измерения и контроля массового запаса топлива на борту самолета [Патент Российской Федерации №2156444, МПК G01F 23/26, опубл. 2000]. Она содержит датчики и сигнализаторы уровня топлива и датчики температуры топлива, установленные в топливных баках самолета, а также бортовой вычислитель. Поскольку установка каждого датчика внутри топливного бака существенно увеличивает массу и себестоимость системы, датчик температуры топлива этой системы установлен только в одном топливном баке самолета. Массовый запас топлива в известной системе определяется путем коррекции в бортовом вычислителе объемного запаса топлива по значению температуры топлива, измеренному в одном из топливных баков, причем объемный запас топлива определяется в бортовом вычислителе на основе информации, полученной от датчиков уровня топлива.Known on-board fuel measuring system designed to measure and control the mass supply of fuel on board the aircraft [Patent of the Russian Federation No. 2156444, IPC G01F 23/26, publ. 2000]. It contains fuel level sensors and signaling devices and fuel temperature sensors installed in the aircraft fuel tanks, as well as an on-board computer. Since the installation of each sensor inside the fuel tank significantly increases the weight and cost of the system, the fuel temperature sensor of this system is installed in only one aircraft fuel tank. The mass fuel supply in the known system is determined by correcting the volume of fuel in the on-board computer by the fuel temperature value measured in one of the fuel tanks, and the volume of fuel is determined in the on-board computer based on information received from the fuel level sensors.

Недостатком известной системы является наличие методической погрешности определения массового запаса топлива, вызванной измерением температуры топлива только в одном из топливных баков при наличии разброса температур топлива в различных топливных баках.A disadvantage of the known system is the presence of a methodological error in determining the mass supply of fuel caused by measuring the temperature of the fuel in only one of the fuel tanks in the presence of a variation in the temperature of the fuel in various fuel tanks.

Указанный недостаток устранен в наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату и принятой за ближайший аналог (прототип) системе измерения топлива с компенсацией по температуре топлива [Патент Российской Федерации №137262, МПК B64D 37/00, опубл. 2014], содержащей модули топливомера, бортовой вычислитель, в который входят модули автоматического управления, а также датчики уровня топлива, средства сигнализации уровня топлива и средства измерения температуры топлива, установленные в каждом топливном баке.This drawback is eliminated in the closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved technical result and adopted for the closest analogue (prototype) fuel measuring system with compensation for fuel temperature [Patent of the Russian Federation No. 137262, IPC B64D 37/00, publ. 2014], containing fuel gauge modules, an on-board calculator, which includes automatic control modules, as well as fuel level sensors, fuel level signaling devices, and fuel temperature measuring instruments installed in each fuel tank.

Известная система позволяет измерять массу топлива в каждом из топливных баков и на самолете в целом, однако обладает существенными недостатками: значительной погрешностью измерения средней температуры топлива в топливном баке, а также излишней конструктивной сложностью, вызванной неоправданно большим числом отдельных средств сигнализации уровня и измерения температуры топлива, установленных в топливных баках.The known system allows you to measure the mass of fuel in each of the fuel tanks and on the plane as a whole, however, it has significant drawbacks: a significant error in measuring the average temperature of the fuel in the fuel tank, as well as excessive structural complexity caused by an unjustifiably large number of separate means of signaling the level and measuring the temperature of the fuel installed in fuel tanks.

Погрешность измерения средней температуры топлива в баке приводит к значительной ошибке определения массового запаса топлива, а значительное число отдельных средств сигнализации уровня и измерения температуры топлива увеличивает массу системы, уменьшает ее надежность, увеличивает себестоимость, время и стоимость обслуживания в эксплуатации, повышает трудоемкость изготовления.The error in measuring the average temperature of the fuel in the tank leads to a significant error in determining the mass supply of fuel, and a significant number of individual means for signaling the level and measuring the temperature of the fuel increases the mass of the system, reduces its reliability, increases the cost, time and cost of maintenance in operation, increases the complexity of manufacturing.

Задачей предлагаемого изобретения и его техническим результатом является снижение конструктивной сложности системы путем существенного уменьшения числа отдельных средств сигнализации уровня и измерения температуры топлива и повышение точности измерения массы топлива в каждом топливном баке и на самолете в целом.The objective of the invention and its technical result is to reduce the structural complexity of the system by significantly reducing the number of individual means of level signaling and measuring the temperature of the fuel and improving the accuracy of measuring the mass of fuel in each fuel tank and on the plane as a whole.

Указанная задача решается за счет применения вместо отдельных средств измерения температуры топлива и средств сигнализации уровня топлива датчиков двойного назначения, одновременно формирующих сигналы о заданных уровнях топлива и о температуре топлива в каждом из топливных баков.This problem is solved by using instead of separate means for measuring the temperature of the fuel and means for signaling the fuel level of dual-purpose sensors that simultaneously generate signals about the given fuel levels and the fuel temperature in each of the fuel tanks.

Данное техническое решение обеспечивается тем, что, во-первых, согласно изобретению, один и тот же элемент датчика двойного назначения - терморезистор - одновременно выполняет две существенно разнородные функции: измерение температуры топлива и формирование информации о достижении нижнего уровня топлива. Во-вторых, согласно изобретению, для определения средней температуры используется не один, а не менее двух измерителей температуры топлива, установленных в топливном баке на различной высоте.This technical solution is provided by the fact that, firstly, according to the invention, the same element of a dual-purpose sensor - a thermistor - simultaneously performs two essentially heterogeneous functions: measuring the temperature of the fuel and generating information about reaching the lower fuel level. Secondly, according to the invention, to determine the average temperature, not one but not less than two fuel temperature meters are used installed in the fuel tank at different heights.

Для решения поставленной задачи в бортовой системе измерения и контроля топлива с компенсацией по температуре топлива, в состав которой входят бортовой вычислитель с модулями автоматического управления, пульт управления с задатчиком плотности топлива, модули топливомера, а также находящиеся в топливных баках датчики уровня топлива, средства сигнализации уровня топлива и средства измерения температуры топлива, причем датчики уровня топлива и средства измерения температуры топлива каждого топливного бака подключены к соответствующим входам соответствующих модулей топливомера, сигнальные выходы средств сигнализации уровня топлива подсоединены каждый к одному из входов соответствующих модулей автоматического управления, выход задатчика плотности топлива и выходы модулей топливомера подсоединены каждый к одному из входов ботового вычислителя, введены новые элементы и связи, а также изменены состав и конструкция отдельных элементов.To solve this problem, an on-board fuel measurement and control system with compensation for fuel temperature, which includes an on-board computer with automatic control modules, a control panel with a fuel density adjuster, fuel gauge modules, as well as fuel level sensors located in the fuel tanks, and alarm devices fuel level and means for measuring the temperature of the fuel, and the fuel level sensors and means for measuring the temperature of the fuel of each fuel tank are connected to the corresponding the inputs of the respective fuel gauge modules, the signal outputs of the fuel level signaling devices are connected each to one of the inputs of the corresponding automatic control modules, the output of the fuel density adjuster and the outputs of the fuel gauge modules are each connected to one of the inputs of the bot computer, new elements and communications are introduced, and the composition and design of individual elements.

Предложенная система отличается от прототипа тем, что в ее состав дополнительно введены схемы запрета и схемы усреднения, а в качестве средства сигнализации уровня топлива и средства измерения температуры в каждом топливном баке топлива применены датчики двойного назначения, установленные на нижнем и промежуточном уровнях топлива.The proposed system differs from the prototype in that it includes additional prohibition and averaging schemes, and dual-purpose sensors installed at the lower and intermediate fuel levels are used as a means of signaling the fuel level and a means of measuring temperature in each fuel tank.

Датчик двойного назначения выполнен на основе известного терморезисторного сигнализатора уровня жидкости, который содержит сигнальный выход и терморезистор, подогреваемый проходящим по нему током и имеющий возможность непосредственного контакта с окружающей средой. Этот датчик, помимо известного сигнального выхода, дополнен, в соответствии с изобретением, еще одним - температурным выходом, который подключен к высокопотенциальному выводу терморезистора. При этом температурный выход каждого из датчиков двойного назначения, установленных в одном топливном баке, подсоединен к одному из входов соответствующей схемы усреднения, входящей в состав модуля топливомера, через соответствующую схему запрета, а сигнальный выход каждого датчика двойного назначения дополнительно подключен к запирающему входу этой же схемы запрета.The dual-purpose sensor is based on the well-known thermistor liquid level detector, which contains a signal output and a thermistor, heated by the current passing through it and having the possibility of direct contact with the environment. This sensor, in addition to the known signal output, is supplemented, in accordance with the invention, with another one, a temperature output, which is connected to a high-potential terminal of the thermistor. In this case, the temperature output of each of the dual-purpose sensors installed in one fuel tank is connected to one of the inputs of the corresponding averaging circuit, which is part of the fuel gauge module, through the corresponding inhibit circuit, and the signal output of each dual-purpose sensor is additionally connected to the blocking input of the same prohibition schemes.

Устройство и работа предложенной системы поясняются Фиг. 1 и Фиг. 2.The device and operation of the proposed system are illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.

На Фиг. 1 представлена функциональная схема левого полуборта предложенной системы для случая, когда число топливных баков самолета равно четырем, а на Фиг. 2 - электрическая схема датчика двойного назначения.In FIG. 1 is a functional diagram of the left half-side of the proposed system for the case when the number of aircraft fuel tanks is four, and in FIG. 2 is an electrical diagram of a dual-use sensor.

На Фигурах введены следующие обозначения:The following notation is introduced in the Figures:

1 - датчик уровня топлива, 2 - датчик двойного назначения нижний, 3 - датчик двойного назначения промежуточный, 4 - топливный бак, 5 - сигнальный выход, 6 - температурный выход, 7 - модуль топливомера, 8 - бортовой вычислитель, 9 - модуль автоматического управления, 10 - схема усреднения, 11 - схема запрета, 12 - пульт управления, 13 - задатчик плотности топлива, 14 - терморезистор, 15 - формирователь сигнала.1 - fuel level sensor, 2 - lower dual-purpose sensor, 3 - intermediate dual-purpose sensor, 4 - fuel tank, 5 - signal output, 6 - temperature output, 7 - fuel gauge module, 8 - on-board calculator, 9 - automatic control module 10 - averaging scheme, 11 - prohibition scheme, 12 - control panel, 13 - fuel density adjuster, 14 - thermistor, 15 - signal conditioner.

(Функциональная схема правого полуборта предложенной системы является зеркальным отражением схемы на Фиг. 1 и содержит аналогичные элементы, связи и обозначения. Электрические схемы датчика двойного назначения нижнего 2 и датчика двойного назначения промежуточного 3 идентичны).(The functional diagram of the starboard side of the proposed system is a mirror image of the circuit in Fig. 1 and contains similar elements, communications, and designations. The electrical circuits of the dual-purpose sensor 2 lower and the dual-use sensor intermediate 3 are identical).

Датчики уровня топлива 1 и датчики двойного назначения нижний 2 и промежуточный 3 установлены в топливных баках 4 топливной системы самолета, причем каждый из датчиков двойного назначения 2 и 3 снабжен сигнальным 5 и температурным 6 выходами. При этом датчик двойного назначения нижний 2 установлен на высоте нижнего уровня топлива, а датчик двойного назначения промежуточный 3 - на высоте промежуточного уровня топлива, например на уровне оголения электрического центробежного насоса. Выходы датчиков уровня топлива 1, установленных в каждом топливном баке 4, объединены между собой и подключены к одному из входов соответствующего модуля топливомера 7, причем выход каждого из последних с помощью информационной линии связи подключен к соответствующему входу бортового вычислителя 8, в состав которого входят модули автоматического управления 9. Бортовой вычислитель 8 снабжен выходом для передачи информации о топливе во внешние системы самолета по информационной линии связи, а каждый из модулей автоматического управления 9 - выходом для передачи управляющих сигналов на входы соответствующих агрегатов топливной системы самолета. Сигнальный выход 5 каждого из датчиков двойного назначения 2, 3 подсоединен к одному из входов соответствующего модуля автоматического управления 9. Температурный выход 6 каждого из датчиков двойного назначения 2, 3, находящихся в одном топливном баке, подключен к одному из входов соответствующей схемы усреднения 10, входящей в состав модуля топливомера 7 через соответствующую схему запрета 11, запирающий вход которой соединен с сигнальным выходом 5 соответствующего датчика двойного назначения 2, 3.Fuel level sensors 1 and dual-purpose sensors lower 2 and intermediate 3 are installed in the fuel tanks 4 of the aircraft fuel system, each of the dual-purpose sensors 2 and 3 is equipped with a signal 5 and temperature 6 outputs. In this case, the dual-purpose sensor lower 2 is installed at the height of the lower fuel level, and the dual-purpose sensor intermediate 3 is at the height of the intermediate fuel level, for example, at the level of exposure of the electric centrifugal pump. The outputs of the fuel level sensors 1, installed in each fuel tank 4, are interconnected and connected to one of the inputs of the corresponding module of the fuel meter 7, and the output of each of the latter using an information line is connected to the corresponding input of the on-board computer 8, which includes modules automatic control 9. The on-board computer 8 is equipped with an output for transmitting fuel information to external aircraft systems via an information communication line, and each of the automatic control modules 9 an output for transmitting control signals to the inputs of the respective units of the aircraft fuel system. The signal output 5 of each of the dual-use sensors 2, 3 is connected to one of the inputs of the corresponding automatic control module 9. The temperature output 6 of each of the dual-use sensors 2, 3 located in one fuel tank is connected to one of the inputs of the corresponding averaging circuit 10, included in the fuel gauge module 7 through the corresponding prohibition circuit 11, the locking input of which is connected to the signal output 5 of the corresponding dual-purpose sensor 2, 3.

Кроме того, система содержит пульт управления 12 с задатчиком плотности топлива 13, выход которого соединен с соответствующим входом бортового вычислителя.In addition, the system comprises a control panel 12 with a fuel density adjuster 13, the output of which is connected to the corresponding input of the on-board computer.

Датчик двойного назначения 2 содержит терморезистор 14, имеющий возможность непосредственного контакта с окружающей средой. Выводы терморезистора 14 подключены к формирователю 15, входящего в состав датчика двойного назначения 2. Выход формирователя 15 является сигнальным выходом 5 датчика двойного назначения 2, а выход, подсоединенный к высокопотенциальному, т.е. незаземленному выводу терморезистора 14, является температурным выходом 6 этого датчика.The dual-use sensor 2 contains a thermistor 14 having the ability to directly contact the environment. The findings of the thermistor 14 are connected to the former 15, which is part of the dual-use sensor 2. The output of the former 15 is the signal output 5 of the dual-use sensor 2, and the output connected to high potential, i.e. the ungrounded terminal of the thermistor 14, is the temperature output 6 of this sensor.

Датчик двойного назначения 3 имеет такую же структуру и содержит те же элементы и связи, что и датчик 2.The dual-use sensor 3 has the same structure and contains the same elements and connections as the sensor 2.

В полете самолета предложенная система измеряет массу топлива в каждом из топливных баков 4 и на самолете в целом. В процессе полета заправленное на земле топливо расходуется авиадвигателями из топливных баков 4, и его количество непрерывно уменьшается. В итоге понижаются текущие значения уровня топлива h в каждом из топливных баков 4, а также изменяются текущие значения средней температуры топлива tcp в этих баках из-за теплообмена топлива с окружающей средой и аэродинамического нагрева стенок баков, что приводит к изменению текущей информации о топливе. При этом информация о текущем значении температуры топлива в каждом из топливных баков 4, в соответствии с изобретением, вырабатывается терморезисторами 14 датчиков двойного назначения 2, 3, установленных в этом баке. Информация об уровне топлива в каждом из топливных баков 4 вырабатывается датчиками уровня топлива 1 и поступает с их выходов непосредственно на соответствующие входы одного из модулей топливомера 7, а информация о температуре топлива в нижней и центральной частях каждого из этих баков 4 поступает с температурных выходов 5 датчиков двойного назначения 2 и 3, установленных в этом баке 4 на соответствующие входы одной из схем усреднения 10 соответствующего модуля топливомера 7 через соответствующие схемы запрета 11. В схемах усреднения 10 по информации о температуре топлива в нижней и центральных частях топливного бака 4 определяется средняя температура топлива в этом баке. Необходимость определения средней температуры топлива tcp. в баке вызвана наличием существенного градиента температуры топлива в вертикальном направлении, достигающем величины 5 К/м (Кельвин на метр), как вследствие аэродинамического нагрева несущих плоскостей самолета, так и вследствие высотного охлаждения.In flight, the proposed system measures the mass of fuel in each of the fuel tanks 4 and on the plane as a whole. During the flight, fuel refueled on the ground is consumed by aircraft engines from the fuel tanks 4, and its amount is continuously reduced. As a result, the current values of the fuel level h in each of the fuel tanks 4 are reduced, and the current values of the average fuel temperature t cp in these tanks are changed due to heat exchange of the fuel with the environment and aerodynamic heating of the walls of the tanks, which leads to a change in the current fuel information . In this case, information about the current value of the fuel temperature in each of the fuel tanks 4, in accordance with the invention, is generated by thermistors 14 of dual-use sensors 2, 3 installed in this tank. Information about the fuel level in each of the fuel tanks 4 is generated by the fuel level sensors 1 and arrives from their outputs directly to the corresponding inputs of one of the modules of the fuel meter 7, and information on the fuel temperature in the lower and central parts of each of these tanks 4 comes from the temperature outputs 5 dual-purpose sensors 2 and 3 installed in this tank 4 to the corresponding inputs of one of the averaging circuits 10 of the corresponding fuel gauge module 7 through the corresponding prohibition circuits 11. In the averaging circuits 10 according to info For the fuel temperature in the lower and central parts of the fuel tank 4, the average fuel temperature in this tank is determined. The need to determine the average fuel temperature t cp. in the tank is caused by the presence of a significant gradient of fuel temperature in the vertical direction, reaching 5 K / m (Kelvin per meter), both due to aerodynamic heating of the aircraft's bearing planes, and as a result of high-altitude cooling.

В модулях топливомера 7 вычисляются изменяющиеся в течение времени полета τ текущие значения массы топлива m(τ) в каждом из топливных баков 4. В бортовом вычислителе 8, на основании информации, поступающей в этот вычислитель по информационной линии связи с выходов модулей топливомера 7, вычисляется масса топлива на самолете в целом.In the modules of the fuel gauge 7, the current values of the fuel mass m (τ) varying during the flight time τ in each of the fuel tanks 4 are calculated. In the on-board computer 8, based on the information received in this computer via the information line from the outputs of the modules of the fuel meter 7 the mass of fuel on the plane as a whole.

Текущие значения массы топлива в каждом из баков 4 определяются в соответствии с выражением (1):The current values of the fuel mass in each of the tanks 4 are determined in accordance with the expression (1):

Figure 00000001
Figure 00000001

где ρ - плотность топлива;where ρ is the density of the fuel;

τ - время полета;τ is the flight time;

V(τ) - текущее значение объема топлива в баке 3, вычисляемое по формуле (2):V (τ) is the current value of the fuel volume in tank 3, calculated by the formula (2):

Figure 00000002
Figure 00000002

где F - алгоритмическая зависимость, хранящаяся в памяти вычислителя 8 и связывающая текущее значение объема топлива в соответствующем топливном баке 4 с текущим значением уровня топлива h(τ) в этом баке в зависимости от геометрии последнего.where F is the algorithmic dependence stored in the memory of the calculator 8 and connecting the current value of the fuel volume in the corresponding fuel tank 4 with the current value of the fuel level h (τ) in this tank, depending on the geometry of the latter.

В зависимости от количества топлива в топливных баках 4 плотность топлива ρ вычисляется в бортовом вычислителе 8 по одной из трех приведенных ниже формул (3), (5) или (6).Depending on the amount of fuel in the fuel tanks 4, the fuel density ρ is calculated in the on-board computer 8 according to one of the three formulas (3), (5) or (6) below.

При текущем значении уровня топлива h(τ) от верхнего hmax до промежуточного hпр: hпр≤h(τ)≤hmax плотность топлива ρ определяется по формулеWhen the current value of the fuel level h (τ) from the upper to the intermediate h max h ave: h ave ≤h (τ) ≤h max fuel density ρ given by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где ρо - паспортное значение плотности топлива, которое вводится в память бортового вычислителя 8 с выхода задатчика плотности топлива 13, входящего в состав пульта управления 12, при заправке самолета топливом;where ρ about is the passport value of the fuel density, which is entered into the memory of the on-board calculator 8 from the output of the fuel density adjuster 13, which is part of the control panel 12, when refueling the aircraft with fuel;

α - температурный коэффициент плотности топлива;α is the temperature coefficient of fuel density;

tcp - средняя температура топлива в топливном баке 4.t cp is the average temperature of the fuel in the fuel tank 4.

Средняя температура топлива tcp в баке 4 определяется по формуле:The average fuel temperature t cp in the tank 4 is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где f - функция, связывающая температуру топлива tcp с температурой топлива t1 в верхней части бака 4 и с температурой t2 в нижней части этого же бака 4;where f is the function linking the fuel temperature t cp with the fuel temperature t 1 in the upper part of the tank 4 and with the temperature t 2 in the lower part of the same tank 4;

t1 - температура, определяемая на основании сигнала, поступившего с температурного выхода 6 датчика 3;t 1 is the temperature determined on the basis of the signal received from the temperature output 6 of the sensor 3;

t2 - температура, определяемая на основании сигнала, поступившего с температурного выхода 6 датчика 2.t 2 - temperature, determined on the basis of the signal received from the temperature output 6 of the sensor 2.

В простейшем случае, когда верхняя часть объема бака равна нижней, формула (4) имеет вид: tcp=(t1+t2)/2.In the simplest case, when the upper part of the tank volume is lower, the formula (4) has the form: t cp = (t 1 + t 2) / 2.

При текущем значении уровня топлива от промежуточного hпр до нижнего hmin: hmin≤h(τ)≤hпр плотность топлива ρ вычисляется по формулеAt the current value of the fuel level from intermediate h pr to lower h min : h min ≤h (τ) ≤h pr fuel density ρ is calculated by the formula

Figure 00000005
Figure 00000005

где обозначения даны выше.where the notation is given above.

При текущем значении уровня топлива меньше нижнего уровня hmin: h(τ)≤hmin плотность топлива вычисляется по формулеWith the current value of the fuel level less than the lower level h min : h (τ) ≤h min, the fuel density is calculated by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где обозначения соответствуют приведенным выше.where the designations correspond to the above.

Значения температуры t1 и t2 в формуле (4) определяются в соответствующей схеме усреднения 10 соответствующего модуля топливомера 7 по величине сопротивлений терморезисторов 14, входящих в состав каждого из датчиков двойного назначения 2 и 3.The temperature values t 1 and t 2 in formula (4) are determined in the corresponding averaging circuit 10 of the corresponding fuel gauge module 7 by the resistance value of the thermistors 14 included in each of the dual-use sensors 2 and 3.

По мере выработки заправленного на земле топлива авиадвигателями летящего самолета текущие значения уровня топлива h(τ) в каждом из топливных баков 4 непрерывно уменьшаются, последовательно достигая уровней, на которых установлены датчики двойного назначения 3 и 2 соответственно.As fuel is produced on the ground by aircraft engine fuel, the current fuel level h (τ) in each of the fuel tanks 4 is continuously reduced, successively reaching levels at which dual-use sensors 3 and 2 are installed, respectively.

В начале процесса выработки топлива из полного бака плотность топлива ρ вычисляется по формуле (3) с использованием среднего значения температуры топлива в баке tcp.At the beginning of the process of generating fuel from a full tank, the fuel density ρ is calculated by formula (3) using the average temperature of the fuel in the tank t cp .

При достижении уровнем топлива в любом из топливных баков 4 значения hпр, равного высоте установки датчика 3, на сигнальном выходе 5 этого датчика формируется сигнал о достижении промежуточного уровня топлива, поступающий в соответствующий модуль автоматического управления 9 для формирования команды, например, на отключение оголившегося агрегата. Одновременно этот же сигнал поступает на запирающий вход соответствующей схемы запрета 10 для прекращения передачи информации о значении температуры t1 с температурного выхода 6 этого датчика 3 в соответствующую схему запрета 10. В результате после опускания топлива в баке 4 ниже промежуточного уровня hпр плотность топлива ρ вычисляется по формуле (5) с учетом только температуры t2.Upon reaching the level of fuel in any of the fuel tanks 4 value h ave equal height sensor 3 installation, at the signal output 5 of the detector signal is generated on reaching an intermediate level of the fuel entering the respective automatic control unit 9, for forming commands, such as to shut off the exposed unit. At the same time, the same signal is fed to the blocking input of the corresponding ban circuit 10 to stop the transmission of information about the temperature t 1 from the temperature output 6 of this sensor 3 to the corresponding ban circuit 10. As a result, after lowering the fuel in the tank 4 below the intermediate level h pr, the fuel density ρ calculated by the formula (5), taking into account only the temperature t 2 .

При дальнейшем уменьшении топлива в баке 4 до значения, равного высоте установки датчика 2, на сигнальном выходе 5 этого датчика формируется сигнал о достижении резервного остатка топлива в данном топливном баке 4. Этот сигнал с сигнального выхода 5 датчика двойного назначения 2 поступает на один из входов соответствующего модуля автоматического управления 9, в котором формируется команда о достижении резервного остатка в одном из топливных баков 4. Эта команда поступает с выхода модуля 8 на входы соответствующих агрегатов топливной системы, а также с выхода бортового вычислителя 8 передается по информационной линии связи экипажу самолета для принятия решения о режиме дальнейшего полета.With a further decrease in fuel in the tank 4 to a value equal to the height of the sensor 2, the signal output 5 of this sensor generates a signal about the achievement of the remaining fuel balance in this fuel tank 4. This signal from the signal output 5 of the dual-use sensor 2 is fed to one of the inputs of the corresponding automatic control module 9, in which a command is formed to achieve a reserve balance in one of the fuel tanks 4. This command is received from the output of module 8 to the inputs of the corresponding units of the fuel system , as well as from the output of the on-board computer 8 is transmitted via an information line to the aircraft crew to decide on the mode of further flight.

Формирование сигнала о достижении заданного уровня топлива производится формирователем сигнала 15, входящим в состав датчиков двойного назначения 2, 3. Выработка этого сигнала происходит при скачкообразном изменении сопротивления терморезистора 14. Скачок сопротивления возникает в результате перехода терморезистора из среды «жидкость» в среду «газ». Скачок сопротивления является следствием резкого изменения температуры терморезистора 14 при замене охлаждающего его жидкого топлива газом, в котором терморезистор 14 быстро нагревается проходящим по нему током до температуры, существенно превышающей температуру топлива.The signal formation on reaching a given fuel level is produced by signal shaper 15, which is part of dual-purpose sensors 2, 3. This signal is generated when the resistance of thermistor 14 changes abruptly. A jump in resistance occurs as a result of the transition of the thermistor from the liquid medium to the gas medium . The resistance jump is the result of a sharp change in the temperature of the thermistor 14 when replacing the liquid fuel cooling it with gas, in which the thermistor 14 is quickly heated by the current passing through it to a temperature significantly higher than the temperature of the fuel.

В случае скачкообразного изменения сопротивления терморезистора 14 на сигнальном выходе 5 датчиков 2 или 3 соответственно вырабатывается сигнал о достижении нижнего уровня топлива.In the case of a sudden change in the resistance of the thermistor 14 at the signal output 5 of the sensors 2 or 3, respectively, a signal is generated that the lower fuel level has been reached.

Этот сигнал поступает на соответствующий вход модуля автоматического управления 9, а также, в соответствии с изобретением, на запирающий вход соответствующей схемы запрета 11.This signal is fed to the corresponding input of the automatic control module 9, and also, in accordance with the invention, to the locking input of the corresponding inhibitory circuit 11.

При достижении нижнего уровня топлива hmin последняя операция необходима для прекращения передачи информации о температуре топлива в топливном баке 4 в модуль топливомера 7 во избежание ошибки, поскольку оголенный от топлива терморезистор 14 уже не измеряет температуру топлива. При достижении нижнего уровня топлива hmin плотность топлива ρ вычисляется по формуле (6) без учета температуры.Upon reaching the lower fuel level h min, the last operation is necessary to stop the transmission of information about the temperature of the fuel in the fuel tank 4 to the fuel gauge module 7 in order to avoid errors, since the thermistor 14 exposed to the fuel no longer measures the fuel temperature. Upon reaching the lower fuel level h min, the fuel density ρ is calculated by the formula (6) without taking into account the temperature.

Резервный остаток топлива mрезерв(τ) в этом случае будет равенThe reserve fuel balance m reserve (τ) in this case will be equal to

mрезерв(τ)=ρo·V(τ).m reserve (τ) = ρ o · V (τ).

Как следует из изложенного, в предложенной системе повышена точность измерения массового запаса топлива, кроме того, эта система существенно упрощена в конструктивном и структурном отношениях по сравнению с известной системой.As follows from the foregoing, in the proposed system the accuracy of measuring the mass supply of fuel is increased, in addition, this system is significantly simplified in a constructive and structural way in comparison with the known system.

Таким образом, поставленная в изобретении задача решена.Thus, the task of the invention is solved.

Claims (1)

Бортовая система контроля и измерения топлива с компенсацией по температуре топлива, содержащая бортовой вычислитель, в который входят модули автоматического управления, пульт управления, в который входит задатчик плотности топлива, модули топливомера, а также находящиеся в топливных баках датчики уровня топлива, средства измерения температуры топлива и средства сигнализации уровня топлива, при этом датчики уровня топлива и средства измерения температуры топлива каждого топливного бака подключены к входам соответствующих модулей топливомера, выходы средств сигнализации уровня топлива подсоединены к входам соответствующих модулей автоматического управления, выход задатчика плотности топлива и выходы модулей топливомера подсоединены каждый к одному из входов бортового вычислителя, отличающаяся тем, что в ее состав дополнительно введены схемы запрета, а в качестве средства измерения температуры и сигнализации нижнего уровня топлива применен датчик двойного назначения, выполненный на основе терморезисторного сигнализатора уровня жидкости, содержащий терморезистор, имеющий возможность непосредственного контакта с окружающей средой, и формирователь сигнала с сигнальным выходом, причем данный датчик дополнительно снабжен температурным выходом, подсоединенным к высокопотенциальному выводу терморезистора и подключенным к одному из входов соответствующего модуля топливомера через соответствующую схему запрета, при этом сигнальный выход каждого датчика двойного назначения дополнительно подключен к запирающему входу упомянутой схемы запрета. An on-board fuel monitoring and measurement system with fuel temperature compensation, comprising an on-board computer, which includes automatic control modules, a control panel, which includes a fuel density gauge, fuel gauge modules, as well as fuel level sensors located in the fuel tanks, and fuel temperature measuring instruments and means for signaling the fuel level, while the fuel level sensors and means for measuring the fuel temperature of each fuel tank are connected to the inputs of the respective modules then the fuel meter, the outputs of the fuel level signaling devices are connected to the inputs of the respective automatic control modules, the output of the fuel density adjuster and the outputs of the fuel meter modules are each connected to one of the inputs of the on-board computer, characterized in that it includes additional prohibition circuits, and as a means of measuring temperature and low fuel level alarms, a dual-purpose sensor is used, made on the basis of a thermistor liquid level indicator, containing thermoresis a torus with direct contact with the environment, and a signal conditioner with a signal output, moreover, this sensor is additionally equipped with a temperature output connected to a high-potential output of the thermistor and connected to one of the inputs of the corresponding fuel meter module through the corresponding inhibit circuit, while the signal output of each sensor dual-use is additionally connected to the locking input of the aforementioned prohibition circuit.
RU2015102234/11A 2015-01-26 2015-01-26 Onboard system for fuel control and measurement with compensation for fuel temperature RU2582766C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102234/11A RU2582766C1 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Onboard system for fuel control and measurement with compensation for fuel temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102234/11A RU2582766C1 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Onboard system for fuel control and measurement with compensation for fuel temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582766C1 true RU2582766C1 (en) 2016-04-27

Family

ID=55794645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015102234/11A RU2582766C1 (en) 2015-01-26 2015-01-26 Onboard system for fuel control and measurement with compensation for fuel temperature

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582766C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5495745A (en) * 1994-05-31 1996-03-05 Simmonds Precision Products, Inc. Apparatus and method for improving liquid gaging system using error compensation data
RU2384484C1 (en) * 2008-07-15 2010-03-20 Открытое акционерное общество "Техприбор" Fuel measurement capacitive system
RU137262U1 (en) * 2013-06-28 2014-02-10 Открытое акционерное общество "Техприбор" FUEL MEASUREMENT SYSTEM WITH COMPENSATION BY FUEL TEMPERATURE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5495745A (en) * 1994-05-31 1996-03-05 Simmonds Precision Products, Inc. Apparatus and method for improving liquid gaging system using error compensation data
RU2384484C1 (en) * 2008-07-15 2010-03-20 Открытое акционерное общество "Техприбор" Fuel measurement capacitive system
RU137262U1 (en) * 2013-06-28 2014-02-10 Открытое акционерное общество "Техприбор" FUEL MEASUREMENT SYSTEM WITH COMPENSATION BY FUEL TEMPERATURE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11401044B2 (en) Method and assistance system for detecting a degradation of flight performance
US9945664B2 (en) Method and device for automatically estimating parameters relating to a flight of an aircraft
WO2014011648A1 (en) Liquid level sensor system
EP2920559B1 (en) Aircraft with time domain reflectometry fuel gauge
US2955464A (en) Time of flight indicator
US20160370236A1 (en) Aircraft total air temperature anomaly detection
RU2582766C1 (en) Onboard system for fuel control and measurement with compensation for fuel temperature
US8886448B2 (en) Method of providing a volume-mass law for fuel consumption
RU2583119C1 (en) Measurement and monitoring system with fuel temperature compensation
BR112020000625A2 (en) fuel measurement circuit, turbomachinery and fuel measurement method
CA3133824A1 (en) Measuring system for measuring a mass flow rate, a density, a temperature and/or a flow velocity
RU137262U1 (en) FUEL MEASUREMENT SYSTEM WITH COMPENSATION BY FUEL TEMPERATURE
CN113310554A (en) Comprehensive test device and method for aircraft fuel consumption meter
US3120124A (en) All attitude aircraft fuel measuring system
RU2189926C1 (en) Airborne fuel gagging system with temperature compensation
RU2478528C2 (en) Method of defining target fuel residue in slipper fuel tank in fueling
US2409310A (en) Weight and balance indicator
RU2234685C2 (en) Method of determination of fuel capacity on flying vehicle
RU2191142C1 (en) On-board fuel gauging system with compensation in fuel characteristic parameters
EP4246099A1 (en) Non-contact aircraft fuel tank gauging system and method
RU26522U1 (en) ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH CORRECTION ON DIELECTRIC PERMEABILITY AND FUEL HEAT CONDUCTIVITY
RU130960U1 (en) FUEL MEASUREMENT SYSTEM WITH COMPENSATION ON DIELECTRIC FUEL PERMEABILITY
RU130962U1 (en) FUEL CONTROL AND MEASUREMENT SYSTEM WITH COMPENSATION ON DIELECTRIC FUEL PERMEABILITY
RU22463U1 (en) FUEL MEASURING SYSTEM OF A MANEUVERED AIRCRAFT WITH TEMPERATURE COMPENSATION
RU137263U1 (en) FUEL MEASUREMENT AND MONITORING SYSTEM WITH COMPENSATION ON FUEL TEMPERATURE

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170822