RU26518U1

RU26518U1 - ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY

Info

Publication number: RU26518U1
Application number: RU2002120113/20U
Authority: RU
Inventors: Е.Ф. Фурмаков; О.Ф. Петров; Ю.В. Маслов; н Н.М. Степан; Н.М. Степанян
Original assignee: Открытое акционерное общество "Техприбор"
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2002-12-10

Description

Бортовая топливоизмерительная система с идентификацией марки тоиливаOn-board fuel metering system with identification of the fuel mark

по его диэлектрической проницаемостиby its dielectric constant

Полезная модель относится к авиаприборостроению и может быть использована для контроля запаса топлива в топливных баках топливной системы самолета.The utility model relates to aircraft instrumentation and can be used to control the fuel supply in the fuel tanks of the aircraft fuel system.

Известна топливоизмерительная система, содержащая датчики уровня топлива в топливных баках самолета, блок преобразования и нормирования сигналов датчиков и бортовой вычислитель, содержащий устройство вычисления количества топлива в топливном баке в функции уровня топлива в баке с геометрических характеристик этого бака и с коррекцией вычисленного в бортовом вычислителе запаса топлива на борту самолета по измеренным текущим значениям углов крена и тангажа самолета. Л. Б. Лещинер и др. Проектирование топливных систем, М., «Машиностроение, стр.30-32, 1991.A fuel measuring system is known comprising fuel level sensors in aircraft fuel tanks, a unit for converting and normalizing sensor signals and an on-board computer, comprising a device for calculating the amount of fuel in the fuel tank as a function of the fuel level in the tank with the geometric characteristics of this tank and with the correction of the stock calculated in the on-board computer fuel on board the aircraft according to the measured current values of the roll angles and pitch of the aircraft. LB Leshchiner et al. Design of fuel systems, M., “Engineering, pp. 30-32, 1991.

Недостатком этой системы является наличие значительной методической эволютивной погрешности определения запаса топлива на борту самолета, возникающей при пространственных эволюциях самолета, во-первых, вследствие того, что в бортовом вычислителе корректируется не запас топлива в каждом отдельном топливном баке, а сразу весь запас топлива на борту самолета и, во-вторых, из-за того, что при пространственных эволюциях крена и тангажа самолета могут значительно отличаться от углов наклона поверхности топлива в баке.The disadvantage of this system is the presence of a significant methodological evolutionary error in determining the fuel supply on board the aircraft arising from spatial evolutions of the aircraft, firstly, because the on-board computer does not correct the fuel supply in each individual fuel tank, but immediately the entire fuel supply on board and, secondly, due to the fact that during spatial evolutions of the roll and pitch of the aircraft can significantly differ from the angles of inclination of the surface of the fuel in the tank.

От этого недостатка частично свободна наиболее близкая к предлагаемой и принятая за прототип топливоизмерительная система самолета Патент РоссийскойThe Patent of the Russian Federation, the closest to the proposed and accepted as a prototype fuel measuring system of the aircraft, is partially free from this drawback

20021201132002120113

ШРЦШРНПИНШИШ „,п.7/«пSHRTSSHRNPINSHISH „, clause 7 /“ p

2004120113B64D 37/002004120113B64D 37/00

Федерации № 2156444, МКИ GO IF 23/26, B64D 37/00, опубл. 2000 г, содержащая датчики уровня топлива и датчики углов наклона поверхности топлива, установленные в топливных баках самолета, датчик температуры топлива, установленный в одном из топливных баков самолета, блок преобразования и нормирования сигналов упомянутых датчиков, блок геометрических характеристик баков, суммирующее устройство и бортовой вычислитель, содержащий формирователь параметров топлива и устройство вычисления объема топлива в баке, состоящее из формирователя функции объема, формирователя функции наклона и блока выбора и сравнения, причем выход каждого из датчиков 5ФОВНЯ топлива и углов наклона поверхности топлива, а также выход датчика температуры топлива соединен с соответствзпющим входом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, уровнемерные входы устройства вычисления объема топлива в баке соединены с соответствующими выходами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, входы исходных данных этого устройства подключены к выходам блока геометрических характеристик баков, а температурный вход формирователя параметров топлива соединен с соответствующим выходом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков.Federation No. 2156444, MKI GO IF 23/26, B64D 37/00, publ. 2000 g, comprising fuel level sensors and fuel surface angle sensors installed in the aircraft’s fuel tanks, a fuel temperature sensor installed in one of the aircraft’s fuel tanks, a unit for converting and normalizing the signals of said sensors, a tank geometric characteristics unit, an adder and an on-board computer comprising a shaper of fuel parameters and a device for calculating a fuel volume in a tank, consisting of a shaper of a volume function, a shaper of a tilt function and a selection unit and comparisons, the output of each of the sensors of the 5th fuel level and the angle of inclination of the fuel surface, as well as the output of the fuel temperature sensor, is connected to the corresponding input of the conversion and normalization unit of the sensor signals, the level inputs of the fuel volume calculation device in the tank are connected to the corresponding outputs of the conversion and normalization unit of signals sensors, the inputs of the source data of this device are connected to the outputs of the block of geometric characteristics of the tanks, and the temperature input of the parameter shaper t the fuel is connected to the corresponding output of the conversion and normalization unit of the sensor signals.

Однако известная топливоизмерительная система характеризуется тремя недостатками, затрудняющими ее использование на борту самолета.However, the known fuel metering system is characterized by three drawbacks that impede its use on board the aircraft.

В этой системе предусмотрена возможность определения массового запаса топлива на борту самолета путем коррекции в формирователе параметров топлива, входящем в состав бортового вычислителя, вычисленного значения объемного запаса топлива на борту самолета по температуре и характеристическимIn this system, it is possible to determine the mass fuel supply on board an aircraft by correcting, in the fuel parameter generator, which is part of the on-board computer, the calculated value of the fuel volume on board the aircraft by temperature and characteristic

параметрам топлива. Однако операция коррекции объемного запаса топлива на борту самолета сопровождается значительной методической погрешностью, т.к. температура топлива в известной системе измеряется с помощью единственного датчика температуры, установленного только в одном из топливных баков самолета, а текущие значения характеристических параметров топлива в известной системе вообще не измеряются с помощью соответствующих датчиков, а вычисляются в формирователе параметров топлива на основании номинальных паспортных данных заправленного топлива, которые вводят в память формирователя при предполетной подготовке самолета, например, на основании номинальной плотности Poi топлива марки М| при температуре 20°С.fuel parameters. However, the operation of correcting the volume of fuel on board the aircraft is accompanied by a significant methodological error, because the fuel temperature in the known system is measured using a single temperature sensor installed in only one of the fuel tanks of the aircraft, and the current values of the characteristic fuel parameters in the known system are not measured at all with the help of appropriate sensors, but are calculated in the fuel parameter generator based on the nominal passport data of the refueling fuels, which are introduced into the memory of the shaper during pre-flight preparation of the aircraft, for example, based on the nominal density of fuel brand M | at a temperature of 20 ° C.

Первым недостатком известной системы является наличие значительной методической погрешности определения массового запаса топлива на борту самолета.The first disadvantage of the known system is the presence of a significant methodological error in determining the mass fuel supply on board an aircraft.

Указанный недостаток вызван двумя причинами.The indicated drawback is caused by two reasons.

Во-первых, определение средней температуры всего топлива, находящегося в нескольких баках топливной системы самолета, по температуре, измеренной только в одном из этих баков, связано со значительной погрешностью усреднения, вызванной реально существующим разбросом температур топлива между отдельными топливными баками. Разброс температуры топлива между отдельными баками топливной системы может достигать при эксплуатации самолета величины ± 35°С. Например, в случае нескольких последовательных дозаправок самолета, не полностью израсходовавшего запас топлива в предыдущем перелете, в аэропортах, расположенных в меридиональном направлении, с температурами заправляемого топлива - (в северномFirst, the determination of the average temperature of all fuel located in several tanks of the aircraft fuel system by the temperature measured in only one of these tanks is associated with a significant averaging error caused by the actually existing spread of fuel temperatures between individual fuel tanks. The spread of fuel temperature between individual tanks of the fuel system can reach ± 35 ° C during operation of the aircraft. For example, in the case of several successive refuelings of an aircraft that did not completely use up fuel in the previous flight, at airports located in the meridional direction, with the temperature of the fuel being refueled - (in the north

3obaooi oio/f3obaooi oio / f

аэропорту) и + (в южном аэропорту), температуры топлива в различных баках могут отличаться между собой на 70°С.airport) and + (at the southern airport), fuel temperatures in different tanks may differ by 70 ° C.

Во-вторых, определение фактических параметров заправленного топлива в бортовом вычислителе известной системы производится не на основе измеряемых текущих значений характеристических параметров топлива, а по номинальным значениям этих параметров, указанным в сопроводительном паспорте на заправленное топливо, что также сопровождается значительной ошибкой, вызванной отклонением фактических значений параметров от номинальньрс. В качестве номинального параметра при определении массового запаса топлива путем коррекции вычисленного объемного запаса обычно используется характеристический параметр р заправленного топлива - номинальная плотность топлива марки Mj при нормальной температуре.Secondly, the determination of the actual parameters of the refueling fuel in the on-board computer of the known system is carried out not on the basis of the measured current values of the characteristic parameters of the fuel, but on the nominal values of these parameters indicated in the accompanying passport for the refueling, which is also accompanied by a significant error caused by the deviation of the actual values parameters from nominal. As a nominal parameter when determining the mass supply of fuel by correcting the calculated volume stock, the characteristic parameter p of the refueling fuel is usually used — the nominal density of fuel grade Mj at normal temperature.

Однако, при перелете дальнемагистрального самолета с дозаправками в нескольких аэропортах топливами различных марок, достоверно установить какоелибо конкретное значение плотности топлива в баке без измерения фактических характеристических параметров топлива в этом баке становится затруднительным, т.к. разные баки самолета могут оказаться заполненными топливами различных марок, а некоторые из баков - смесью топлив различных марок. При этом разброс плотности топлив различных марок, находящихся в различных баках самолета, даже при одинаковой температуре топлива может достигать ± 4%, а при разбросе температур топлива в различных баках с учетом температурного коэффициента плотности топлива, составляющего около 0,1 % на градус, может достигать в диапазоне температур от + до - 35°С величины ± 7 % См., напр., справочник «Свойства авиационных топлив («Aviation fiiel properties). Atlanta, Georqia, 1988.However, when flying a long-haul aircraft with refueling with various brands of fuel at several airports, it is difficult to establish any specific value of the fuel density in the tank without measuring the actual characteristic parameters of the fuel in this tank, as different tanks of the aircraft may be filled with fuels of various brands, and some of the tanks may be a mixture of fuels of various brands. In this case, the dispersion of the density of fuels of different grades located in different tanks of the aircraft, even at the same fuel temperature, can reach ± 4%, and with the spread of the temperature of the fuel in different tanks, taking into account the temperature coefficient of fuel density of about 0.1% per degree, it can in the temperature range from + to - 35 ° С, achieve values of ± 7% See, for example, the reference book “Aviation fiiel properties”. Atlanta, Georqia, 1988.

т.к. сертификационные авиационные требования Единые нормы летной годности гражданских транспортных самолетов. Приложение 8.0; Специальные требования. П 8.8.10; п.2.1; -М., 1987. безусловно требуют измерения массового запаса топлива на борту самолета с погрешностью, не превышающей ± 3,5 % во всех условиях эксплуатации, и, в том числе, при любьгх, разрешенных для данного класса самолетов, марках заправленного топлива или смеси топлив различных марок, то очевидно, что известная система фактически не может быть применена для определения массового запаса топлива на борту гражданского транспортного самолета, так как не соответствует сертификационным требованиям по точности измерения.because aviation certification requirements Unified airworthiness standards for civilian transport aircraft. Appendix 8.0; Special requirements. P 8.8.10; Clause 2.1; -M., 1987. unconditionally require measuring the mass fuel supply on board the aircraft with an error not exceeding ± 3.5% in all operating conditions, including, for any permitted for this class of aircraft, brands of refueling fuel or mixture fuels of various grades, it is obvious that the known system cannot actually be used to determine the mass fuel supply on board a civilian transport aircraft, since it does not meet certification requirements for measurement accuracy.

Вторым недостатком известной системы является невозможность определения массового запаса топлива в каждом отдельном баке топливной системы самолета.The second disadvantage of the known system is the inability to determine the mass supply of fuel in each individual tank of the aircraft fuel system.

Известная система позволяет определить только суммарный массовый запас топлива на борту самолета. Этот недостаток обусловлен тем, что определение массового запаса топлива в известной системе производится путем коррекции суммарного объемного запаса топлива на борту самолета, что не дает возможности определения массового запаса топлива в отдельном баке. Поскольку вышеупомянутые единые нормы летной годности самолетов безусловно требуют измерения массового запаса топлива в каждом отдельном топливном баке самолета, то известная система не отвечает сертификационным требованиям и не может быть использована на борту самолета.The known system allows you to determine only the total mass supply of fuel on board the aircraft. This disadvantage is due to the fact that the determination of the mass fuel supply in the known system is made by correcting the total volume fuel supply on board the aircraft, which makes it impossible to determine the mass fuel supply in a separate tank. Since the aforementioned unified airworthiness standards for aircraft certainly require measuring the mass fuel supply in each individual fuel tank of an aircraft, the known system does not meet certification requirements and cannot be used on board an aircraft.

5oUlOdf Off5oUlOdf Off

Третьим недостатком известной системы является использование бортовых датчиков угла наклона поверхности топлива для измерения текущих значений угла наклона поверхности топлива в топливных баках самолета.The third disadvantage of the known system is the use of on-board sensors of the angle of inclination of the fuel surface to measure the current values of the angle of inclination of the fuel surface in the fuel tanks of the aircraft.

К сожалению, в описании изобретения к упомянутому патенту № 21564444 на известную систему отсутствуют сведения, подтверждающие возможность осуществления бортового датчика угла наклона поверхности топлива в топливном баке самолета.Unfortunately, in the description of the invention to the aforementioned patent No. 21564444 on the known system there is no information confirming the possibility of implementing an on-board sensor of the angle of inclination of the surface of the fuel in the aircraft fuel tank.

В известной технической литературе также отсутствуют сведения о применении таких датчиков на борту самолета. Известные датчики угла наклона, описанные в технической литературе и широко используемые на борту самолета, измеряют не углы наклона поверхности топлива, а углы наклона самого самолета в вертикальной и горизонтальной плоскостях (углы крена и тангажа самолета). Однако при пространственных эволюциях самолета углы крена и тангажа могут существенно отличаться от углов наклона поверхности топлива в баке.The well-known technical literature also lacks information on the use of such sensors on board an aircraft. Known tilt angle sensors described in the technical literature and widely used on board an airplane measure not the tilt angles of the fuel surface, but the tilt angles of the airplane itself in the vertical and horizontal planes (roll and pitch angles of the airplane). However, with spatial evolutions of the aircraft, the roll and pitch angles can differ significantly from the tilt angles of the fuel surface in the tank.

Известные датчики угла наклона поверхности жидкости, описанные в технической литературе: буйковые датчики, содержащие плавающий на поверхности жидкости поплавковый буй с указателями углового положения буя, и жидкостные датчики, содержащие установленный в баке сосуд, представляющий собой )еньшенную геометрическую модель бака, заполненный постоянным количеством эталонной жидкости, с указателями углового положения поверхности этой жидкости, предназначены для использования в сугубо стационарных условиях, когда поверхность контролируемой ими жидкости находится в спокойном состоянии.Known liquid surface angle sensors described in the technical literature: buoy sensors containing a float buoy floating on the surface of the liquid with indicators of the buoy's angular position, and liquid sensors containing a vessel installed in the tank, which is a) small geometric model of the tank filled with a constant amount of the reference liquids, with indicators of the angular position of the surface of this liquid, are intended for use in purely stationary conditions, when the surface is controlled my liquid is in a calm state.

6(d/foi //6 (d / foi //

в нестационарных условиях ноказания этих датчиков характеризуютсяunder non-stationary conditions, the readings of these sensors are characterized by

значительной погрешностью измерения, что затрудняет их использование в топливных баках самолета при пространственных эволюциях последнего. В связи с этим использование датчиков угла наклона поверхности топлива в известной бортовой топливоизмерительной системе самолета не только усложняет эту систему, но и вызывает существенную методическую эволютивную погрешность определения объемного запаса топлива в баке, а, следовательно, и массового запаса топлива на борту самолета.significant measurement error, which complicates their use in the fuel tanks of the aircraft in the spatial evolution of the latter. In this regard, the use of fuel surface angle sensors in the well-known on-board fuel-measuring system of an aircraft not only complicates this system, but also causes a significant methodological evolutionary error in determining the volume of fuel in the tank, and, consequently, in the mass of fuel on board the aircraft.

Для уменьшения влияния первого из отмеченных недостатков известной системы на точность определения массового запаса топлива на борту самолета в предлагаемой полезной модели, в отличие от известной системы, в которой массовый запас топлива на борту самолета определяется путем преобразования объемного запаса топлива на борту самолета, полученного суммированием в суммирующем устройстве объемов топлива в каждом отдельном баке, вычисленных в устройстве вычисления объема топлива в баке, входящем в состав бортового вычислителя, в массовый запас топлива на борту самолета путем коррекции объемного запаса топлива на борту самолета в формирователе параметров топлива, входящем в состав бортового вычислителя, на основе паспортных данных о номинальных значениях характеристических параметров топлива, заправленного в топливные баки при предполетной подготовке самолета, и текущих значений температуры топлива, измеряемой в процессе полета только в одном из топливных баков, предложена топливоизмерительная система, в которой массовый запас топлива на борту самолета определяется методом преобразования объемного запаса топлива в баке, вычисленного в устройстве вычисления объемаTo reduce the effect of the first of the noted drawbacks of the known system on the accuracy of determining the mass fuel supply on board an aircraft in the proposed utility model, in contrast to the known system in which the mass fuel supply on board an aircraft is determined by converting the volume fuel supply on board an aircraft obtained by summing the summing device of the fuel volumes in each individual tank, calculated in the device for calculating the volume of fuel in the tank, which is part of the on-board computer, into the mass fuel supply on board the aircraft by correcting the volume of fuel on board the aircraft in the fuel parameter generator, which is part of the on-board computer, based on the passport data on the nominal values of the characteristic parameters of the fuel charged into the fuel tanks during pre-flight preparation of the aircraft, and the current values of the fuel temperature, measured during the flight in only one of the fuel tanks, a fuel measuring system is proposed in which the mass fuel supply on board the aircraft is determined the method of converting the volume of fuel in the tank, calculated in the volume calculation device

( топлива в баке, входящем в состав бортового вычислителя, путем коррекции объемного запаса в массовый запас топлива в этом баке на основе измеряемого в процессе полета текущего значения характеристического параметра топлива диэлектрической проницаемости, а также температуры топлива в каждом баке, с идентификацией в бортовом вычислителе марки фактически содержащегося в баке топлива по измеренным значениям характеристических параметров топлива в каждом баке, определением в бортовом вычислителе фактической плотности %оплива по идентифицированной марке топлива в каждом баке, коррекцией в формирователе параметров топлива фактической плотности топлива в баке по температуре топлива в этом баке и определением массового запаса топлива на борту самолета путем суммирования в суммирующем устройстве массовых запасов топлива в каждом отдельном баке. Для устранения второго недостатка известной системы в бортовом вычислителе предлагаемой системы определяется массовый запас топлива в каждом баке. С этой целью бортовой вычислитель системы содержит устройство вычисления массы топлива в баке на основании поступающей на входы этого устройства информации об объеме топлива в баке и о фактической плотности топлива в баке, определяемой по идентифицированной в бортовом вычислителе марке топлива в баке и по фактическому значению температуры топлива в этом баке. Для уменьщения влияния третьего из отмеченных недостатков известной системы на точность определения запаса топлива в баке при пространственных эволюциях самолета в предлагаемом изобретении, в отличие от известной 8 dfM/fd(fuel in the tank, which is part of the on-board computer, by adjusting the volume reserve to the mass fuel supply in this tank based on the current value of the characteristic dielectric constant fuel parameter measured during the flight, as well as the fuel temperature in each tank, with identification in the on-board computer of the brand actually contained in the fuel tank according to the measured values of the characteristic parameters of the fuel in each tank, by determining in the on-board computer the actual density% of fuel by identifier the brand of fuel in each tank, the correction in the shaper of the fuel parameters of the actual density of the fuel in the tank by the temperature of the fuel in that tank and the determination of the mass fuel supply on board the aircraft by summing up the mass fuel reserves in each tank in the adder to eliminate the second drawback of the known system in the on-board computer of the proposed system determines the mass supply of fuel in each tank.To this end, the on-board computer of the system contains a mass calculator Fuel tank based on arriving at the device inputs information on the amount of fuel in the tank and the actual density of the fuel in the tank, determined by the onboard computer to the identified brand fuel in the tank and the actual value of the fuel temperature in the tank. To reduce the influence of the third of the noted drawbacks of the known system on the accuracy of determining the fuel supply in the tank during spatial evolutions of the aircraft in the present invention, in contrast to the known 8 dfM / fd

топловоизмерительной системы, в которой объемный запас топлива в баке определяется на основе измеряемых текущих значений уровня топлива в баке с использованием измеряемых текущих значений углов наклона поверхности топлива в баке и, как исходных данных, геометрических характеристик бака, предложена топливоизмерительная система, в которой объемный запас топлива в баке определяется на основе текущих значений уровня топлива в баке, измеряемых не менее, чем в трех различных точках поверхности топлива в баке, не лежащих на одной прямой линии, с использованием, как исхо,цных данных, геометрических характеристик бака, что позволяет вычислять объем топлива в баке при пространственньгх эволюциях самолета без использования дополнительной информации о текущих значениях углов наклона поверхности топлива в баке и без влияния эволютивной погрещности измерения углов наклона поверхности топлива на точность определения запаса топлива в баке.fuel measuring system, in which the volume of fuel in the tank is determined based on the measured current values of the fuel level in the tank using the measured current values of the angle of inclination of the surface of the fuel in the tank and, as the initial data, the geometric characteristics of the tank, a fuel measuring system in which the volume of fuel is proposed in the tank is determined based on the current values of the fuel level in the tank, measured at least at three different points on the surface of the fuel in the tank, not lying on one straight line , using, as originally, valuable data, the geometric characteristics of the tank, which allows you to calculate the amount of fuel in the tank during spatial evolutions of the aircraft without using additional information about the current values of the angle of inclination of the surface of the fuel in the tank and without the influence of the evolutionary error of measuring the angle of inclination of the fuel surface determining the fuel supply in the tank.

Таким образом, в основу предлагаемой полезной модели поставлена задача повыщения точности определения массового запаса топлива на борту самолета при пространственных эволюциях самолета, разбросе температур и марок топлива, находящегося в различных баках топливной системы самолета, а также задача определения массового запаса топлива в каждом топливном баке.Thus, the proposed utility model is based on the task of increasing the accuracy of determining the mass fuel supply on board an aircraft during spatial evolutions of the aircraft, the temperature and grade of fuel in different tanks of the aircraft fuel system, as well as the task of determining the mass fuel supply in each fuel tank.

Поставленная задача достигается тем, что в топливоизмерительной системе, содержащей датчики уровня топлива в топливных баках самолета, датчик температуры топлива в топливном баке, блок преобразования и нормирования сигналов датчиков, блок геометрических характеристик баков, суммирующее устройство и бортовой вычислитель, содержащий устройство вычисления объема топлива в баке и формирователь параметров топлива, причем выход каждого изThis object is achieved in that in a fuel metering system comprising fuel level sensors in an aircraft’s fuel tanks, a fuel temperature sensor in a fuel tank, a sensor signal conversion and normalization unit, a tank geometrical characteristics unit, an adder and an on-board computer comprising a fuel volume calculating device in tank and driver of fuel parameters, and the output of each of

9 SdfolOf/9 SdfolOf /

датчиков уровня топлива и выход датчика температуры топлива соединен с соответствующим входом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, уровнемерные входы устройства вычисления объема топлива в баке соединены с соответствующими выходами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, входы исходных данных этого устройства подключены к выходам блока геометрических характеристик баков, формирователь параметров топлива снабжен температурным входом, соединенным с соответствующим выходом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, новым является то, что в систему дополнительно введены датчики диэлектрической проницаемости топлива в топливных баках, дополнительно для топливных баков, не содержащих датчиков температуры, введены датчики температуры топлива в баке, датчики уровня топлива установлены в топливном баке не менее, чем в трех его различных точках, не лежащих на одной прямой линии, в бортовой вычислитель введены устройство вычисления массы топлива в баке и идентификатор марки топлива в баке, формирователь параметров топлива снабжен дополнительными температурными входами по числу дополнительно введенных датчиков температуры топлива в баке, при этом выход каждого датчика диэлектрической проницаемости топлива и каждого дополнительного датчика температуры топлива соединен с соответств)пющим входом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, параметрические и температурные входы идентификатора марки топлива в баке соединены с соответствующими выходами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, выходы этого идентификатора подключены ко идентификационным входам формирователя параметров топлива, снабженного дополнительными температурными входами.fuel level sensors and the output of the fuel temperature sensor is connected to the corresponding input of the unit for converting and normalizing the sensor signals, the level inputs of the device for calculating the fuel volume in the tank are connected to the corresponding outputs of the unit for converting and normalizing the sensor signals, the inputs of the source data of this device are connected to the outputs of the unit of geometric characteristics of the tanks , the fuel parameter generator is equipped with a temperature input connected to the corresponding output of the conversion unit and sensor signal generation, it is new that the system has additionally introduced sensors of dielectric constant of fuel in fuel tanks, additionally for fuel tanks that do not contain temperature sensors, introduced temperature sensors of fuel in the tank, fuel level sensors are installed in the fuel tank no less than of its three different points, not lying on one straight line, a device for calculating the mass of fuel in the tank and an identifier of the brand of fuel in the tank, a shaper of fuel parameters with it is supplied with additional temperature inputs according to the number of additional fuel temperature sensors in the tank, while the output of each fuel dielectric constant sensor and each additional fuel temperature sensor is connected to the corresponding input of the sensor signal conversion and normalization unit, parametric and temperature inputs of the fuel brand identifier in the tank connected to the corresponding outputs of the conversion and normalization of the sensor signals, the outputs of this identifier are connected to the identification inputs of the fuel parameter generator equipped with additional temperature inputs.

соединенными с соответствующими выходами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, выходы устройства вычисления объема топлива в баке подключены к первой группе входов устройства вычисления массы топлива в баке, вторая группа входов которого соединена с выходами формирователя параметров топлива, а выходы подключены ко входам суммирующего устройства.connected to the corresponding outputs of the sensor signal conversion and normalization unit, the outputs of the tank fuel volume calculation device are connected to the first group of inputs of the fuel mass calculating device in the tank, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the fuel parameter generator, and the outputs are connected to the inputs of the summing device.

Заявленная полезная модель поясняется представленной на Фигуре функциональной схемой предлагаемой топливоизмерительной системы.The claimed utility model is illustrated by the functional diagram of the proposed fuel metering system presented in the Figure.

Топливоизмерительная система содержит установленные в каждом из N топливных баков 1 топливной системы самолета датчики текущих параметров топлива: датчики 2 уровня (h) топлива, например, электроемкостные датчики уровня, датчик 3 характеристического параметра топлива и датчик 5 температуры (t) топлива, например, терморезисторный датчик температуры. В каждом топливном баке 1 содержится не менее трех датчиков 2 уровня топлива, не лежащих на одной прямой линии, например, установленных, как это показано на виде «а бака 1, в трех различных точках этого бака, не лежащих на одной прямой линии. В качестве датчика 3 характеристического параметра топлива применен датчик диэлектрической проницаемости (е) топлива. Выходы датчиков 2, 3 и 4 каждого бака 1 подключены к одной из групп входов блока 5 преобразования и нормирования сигналов датчиков, предназначенного для приведения к единому нормализованному виду неунифицированных сигналов датчиков различных физических величин: уровня h, диэлектрической проницаемости s и температуры t. Блок 5 имеет N групп входов (по числу N баков 1). Датчики 2, 3 и 4 каждого бака 1 подключены к группе входов блока 5, номер которой соответствует номеру этого бака, например, датчик 4 температуры топлива.The fuel measuring system contains sensors for current fuel parameters installed in each of the N fuel tanks 1 of the aircraft’s fuel system: fuel level sensors (h) 2, for example, electric capacitive level sensors, fuel characteristic parameter sensor 3 and fuel temperature (t) sensor 5, for example, thermistor temperature sensor. Each fuel tank 1 contains at least three fuel level sensors 2, not lying on one straight line, for example, installed, as shown in the view of tank 1, at three different points of this tank, not lying on one straight line. As a sensor 3 of the characteristic parameter of the fuel, a dielectric constant sensor (e) of the fuel is used. The outputs of the sensors 2, 3 and 4 of each tank 1 are connected to one of the input groups of the sensor signal conversion and normalization unit 5, designed to bring unified standardized sensor signals of different physical quantities to a single normalized form: level h, permittivity s and temperature t. Block 5 has N input groups (according to the number of N tanks 1). Sensors 2, 3 and 4 of each tank 1 are connected to the group of inputs of block 5, the number of which corresponds to the number of this tank, for example, fuel temperature sensor 4.

11(Moiuoff311 (Moiuoff3

установленный в первом баке 1, подключен к одному их входов первой группыinstalled in the first tank 1, connected to one of the inputs of the first group

входов - входу Вх ti блока 5, а датчик 2 уровня топлива, установленный в точке «2 N - ого бака 1, подключен к одному из входов N- ной группы входов - входу Вх Ьр}2 блока 5. Выходы блока 5 соединены со входами бортового вычислителя 6, в состав которого входят электронные модули: устройство 7 вычисления объема топлива в баке, идентификатор 8 марки топлива в баке, формирователь 9 параметров топлива и устройство 10 вычисления массы топлива в баке; кроме того, в состав системы входят блок 11 геометрических характеристик баков, суммирующее устройство 12 и формирователь 13 выходной информации.of inputs - to input Вх ti of block 5, and the fuel level sensor 2 installed at point “2 of the N-th tank 1 is connected to one of the inputs of the N-th group of inputs - to input Вх бр} 2 of block 5. The outputs of block 5 are connected to the inputs on-board computer 6, which includes electronic modules: a device 7 for calculating the amount of fuel in the tank, an identifier 8 for the brand of fuel in the tank, a shaper 9 of the fuel parameters and a device 10 for calculating the mass of fuel in the tank; in addition, the system includes a block 11 of geometric characteristics of the tanks, the adder 12 and the driver 13 output information.

Устройство 7 вьиисления объема топлива в баке содержит группу уровнемерных входов и группу входов исходных данных. Уровнемерные входы ВхЬц, Bxhn Bxhi3, ... ВхЬщ, ВхЬк2 , ВхЬкз устройства 7 соединены с соответствующими выходами блока 5, а входы Вх (Ьц , bij , b3k)i ... Вх (bii , bij , Ьзи)к исходных данных - с выходом блока 11 геометрических характеристик бака.The device 7 depreciation of the fuel volume in the tank contains a group of level inputs and a group of inputs of the source data. The level inputs Bxb, Bxhn Bxhi3, ... Bxb, Bxb2, Bxb3 of device 7 are connected to the corresponding outputs of block 5, and the inputs Bx (bc, bij, b3k) i ... Bx (bii, bij, b3) to the source data are with the output of the block 11 of the geometric characteristics of the tank.

Идентификатор 8 марки топлива в баке содержит группу параметрических входов и группу температурных входов. Параметрические входы Bx8i, ... BXEN идентификатора 8, предназначенные для приема нормализованных значений диэлектрической проницаемости топлива в баках, и температурные входы Bxti, ... BxtN идентификатора 8, предназначенные для приема нормализованных значений температуры топлива в баках, соединены с соответствующими выходами блока 5.Identifier 8 of the fuel grade in the tank contains a group of parametric inputs and a group of temperature inputs. The parametric inputs Bx8i, ... BXEN of identifier 8, intended for receiving normalized values of the dielectric constant of the fuel in the tanks, and the temperature inputs Bxti, ... BxtN of identifier 8, intended for receiving normalized values of the fuel temperature in the tanks, are connected to the corresponding outputs of block 5 .

Выходы идентификатора 8 подключены к идентификационным входам ВхМь ... ВхМк формирователя 9 параметров топлива, выходы которогоThe outputs of the identifier 8 are connected to the identification inputs BxM ... BxMk of the shaper 9 of the fuel parameters, the outputs of which

12ob(WdfoiOil12ob (WdfoiOil

соединены со входами второй группы входов Bxp(t)i, ... Вхр(% устройства 10 вычисления массы топлива в баке. Температурные входы Bxti, ... Bxtiy формирователя 9 подютючены к соответствующим выходам блока 5, а первая группа входов BxVi,... BxVN устройства 10 соединена с выходами устройства 8.connected to the inputs of the second group of inputs Bxp (t) i, ... Вхр (% of the device 10 for calculating the mass of fuel in the tank. The temperature inputs Bxti, ... Bxtiy of the former 9 are connected to the corresponding outputs of block 5, and the first group of inputs BxVi ,. .. BxVN device 10 is connected to the outputs of the device 8.

Выходы устройства 10 соединены со входами Bxmi ... Вхшк сз мирующего устройства 12 и со входами Bxmi ... Bxm формирователя 13, вход Вхт которого подключен к выходу устройства 12. Выход Выхт и выходы Bbixmi ... Выхтк формирователя 13 предназначены для вьщачи,,соответственно, информации о массовом запасе топлива на борту самолета и о массовых запасах Ш; топлива в отдельных баках.The outputs of the device 10 are connected to the inputs Bxmi ... Vhshk of the grounding device 12 and to the inputs Bxmi ... Bxm of the driver 13, the input of which is connected to the output of the device 12. Output The outputs and outputs of Bbixmi ... The output of the driver 13 are intended for , respectively, information about the mass fuel supply on board the aircraft and about the mass supplies of Ш; fuel in separate tanks.

Датчик 3 характеристического параметра топлива представ.11яет собой датчик диэлектрической проницаемости топлива, выполненный, например, в виде диэлектрометрической ячейки, содержащей конденсатор, величина выходного информативного параметра которого - электрической емкости - зависит от диэлектрической проницаемости s топлива, находящегося между электродами конденсатора.The fuel characteristic parameter sensor 3 is a fuel dielectric constant sensor made, for example, in the form of a dielectric cell containing a capacitor, the value of the output informative parameter of which is the electric capacitance, depends on the dielectric constant s of the fuel located between the electrodes of the capacitor.

При работе предлагаемой топливоизмерительной системы предварительно в бортовой вычислитель бив блок 11 геометрических характеристик баков вводят исходные данные, алгоритмы преобразования и функциональные зависимости, необходимые для вычисления массового запаса топлива. Исходные данные вводят в память идентификатора 8, формирователя 9 и блока И. Алгоритмы преобразования вводят в память идентификатора 8 и формирователя 9, математические зависимости вводят в память устройств 7 и 10, а также в память формирователя 9.When the proposed fuel metering system is operating, the initial data, transformation algorithms and functional dependences necessary for calculating the mass fuel supply are first input into the on-board calculator biv block 11 of the geometric characteristics of the tanks. The initial data are entered into the memory of identifier 8, shaper 9 and block I. Transformation algorithms are entered into the memory of identifier 8 and shaper 9, mathematical dependencies are entered into the memory of devices 7 and 10, as well as into the memory of shaper 9.

13(bOcLUO/f13 (bOcLUO / f

в память идентификатора 8 марки топлива в баке вводят два массива исходных данных: массив (аО характеристических констант топлива и массив (Mi) марок топлива в функции характеристического параметра топлива диэлектрической проницаемости г при конкретном значении tj температуры топлива. В память блока 11 геометрических характеристик бака вводят два массива исходных данных: массив (1,2 ... п, ... N) номеров топливных баков и массив (bii, b2i, bsi) констант для каждого бака, ставящих в соответствие любой vnape значений (Ьн h2j) уровня топлива в точках «1 и «2 этого бака одно значение УП объема топлива в баке. В память формирователя 9 параметров топлива вводят массив исходных данных (С|) о значениях номинальных плотностей pi топлива и температурных коэффициентов Pi плотности топлива для группы топлив известных марок, используемых на данном классе самолетов, и для смесей топлив этих марок. Кроме того, в память идентификатора 8 и формирователя 9 вводят алгоритмы преобразования исходных данных в выходные сигналы этих электронных модулей. В память устройств 7 и 10, а также в память формирователя 9 вводят функциональные зависимости, необходимые для вычисления объема и массы топлива в баке.two arrays of initial data are entered into the fuel identifier 8 of the fuel grade in the tank: an array (aO of the characteristic fuel constants and array (Mi) of the fuel grades as a function of the characteristic parameter of the dielectric constant fuel g at a specific fuel temperature tj. In the memory of block 11 of the tank geometric characteristics two arrays of source data: an array (1,2 ... n, ... N) of fuel tank numbers and an array (bii, b2i, bsi) of constants for each tank, matching any vnape values (bh h2j) of the fuel level in points "1 and" 2 this the tank has one UE value of the fuel volume in the tank.In the memory of the driver 9 of the fuel parameters, an array of source data (C |) is entered on the values of the nominal densities pi of the fuel and temperature coefficients Pi of the fuel density for the group of fuels of known brands used on this class of aircraft and for mixtures fuels of these brands.In addition, algorithms for converting the source data into the output signals of these electronic modules are introduced into the identifier 8 and the shaper 9. In the memory of devices 7 and 10, as well as in the memory of the former 9, functional dependencies are introduced, which are necessary for calculating the volume and mass of fuel in the tank.

В процессе полета с выходов датчиков 2,3 и 4, установленных в топливных баках 1, на входы ВхЬц, Bxhi2, Bxhi3,Bx8i, Bxti,... ВхЬщ, ВхЬк2 , Вхе, BxtN блока 5 поступают сигналы о текущих значениях уровней, характеристических параметров и температуры топлива в каждом из топливных баков 1. В блоке 5 эти сигналы преобразуются к нормализованному виду и с соответствующих выходов блока поступают на соответствующие входы электронных модулей 7, 8 и 9 бортового вычислителя 6. Нормализованные сигналыDuring the flight, from the outputs of sensors 2,3 and 4 installed in the fuel tanks 1, the inputs of the current values of the characteristic levels are received at the inputs Bxb, Bxhi2, Bxhi3, Bx8i, Bxti, ... Bxb, Bxbk2, Bx, BxtN of block 5 parameters and temperature of the fuel in each of the fuel tanks 1. In block 5, these signals are converted to normalized form and from the corresponding outputs of the block are fed to the corresponding inputs of electronic modules 7, 8 and 9 of the on-board computer 6. Normalized signals

иAMdloK //and AMdloK //

о текущих значениях трех различных уровней топлива в каждом баке, измеренных в трех точках бака, не лежащих на одной прямой линии, поступают с выходов блока 5 на уровнемерные входы ВхЬц, Bxh, Bxhi3, ... ВхЬщ, Bxhpja ВхЬкз устройства 7 вычисления объема топлива в баке, нормализованные сигналы о текущих значениях диэлектрической проницаемости Sj топлива в каждом из N баков 1 поступают с выходов блока 5 на параметрические входы Bxei, ... Вх8к идентификатора 8 марки топлива в баке, а нормализованные сигналы о температуре топлива в каждом баке - с выходов блока 5 на температурные входы Bxti, ... BxtN этого идентификатора и на температурные входы Bxti, ... BxtN формирователя 9 параметров топлива.about the current values of three different fuel levels in each tank, measured at three points of the tank, not lying on one straight line, come from the outputs of block 5 to the level inputs Bxb, Bxh, Bxhi3, ... Bxb, Bxhpja Bxb3 of the fuel volume calculation device 7 in the tank, the normalized signals about the current values of the dielectric constant Sj of the fuel in each of the N tanks 1 come from the outputs of block 5 to the parametric inputs Bxei, ... Bx8k of the identifier 8 of the fuel grade in the tank, and the normalized signals about the temperature of the fuel in each tank from block 5 outputs on the temperature inputs Bxti, ... BxtN of this identifier and the temperature inputs Bxti, ... BxtN of the former of 9 fuel parameters.

В устройстве 7 вычисляется объем Уц топлива в п-ном топливном баке 1 на основании поступающих на уровнемерные входы этого устройства нормализованньгх сигналов о текущих значениях зфовней топлива, измеренных в трех различных точках бака, и исходных данных о геометрических характеристиках этого бака, поступающих с выходов блока 11 на входы Вх (Ьц , b2j , b3k)b ... Вх (bij , bij , b3k)N исходнъгх данньгх устройства 7 в соответствии с введенной в память устройства 7 функциональной зависимостьюThe device 7 calculates the amount of fuel U in the nth fuel tank 1 based on the normalized signals arriving at the level inputs of this device about the current values of the fuel stored in three different points of the tank and the initial data on the geometric characteristics of this tank coming from the block outputs 11 to the inputs Bx (bj, b2j, b3k) b ... Bx (bij, bij, b3k) N of the original data of the device 7 in accordance with the functional dependence entered into the memory of the device 7

(1)(Ь,„Ь,,ЬЗ,;Ь,.,Ь,.,ЬЗ,)„, где(1) (b, b, b, b, b, b, b, b), where

функция F ставит в соответствие каждой тройке ( jh) текущих значенийfunction F associates with each triple (jh) of current values

аргументов одно и только одно значение объема Vn топлива в п-ом баке, геометрические характеристики которого заданы массивом исходных данных констант (bii , bii , Ьзи)п. Зависимость (1) может быть выражена, например, линейным полиномомarguments, one and only one value of the volume Vn of fuel in the nth tank, the geometric characteristics of which are given by the array of initial constants (bii, bii, bz) n. Dependence (1) can be expressed, for example, by a linear polynomial

коэффициенты b,i,bjpb3, характеризуют геометрию n-ного топливного бака, а уровни hj.jhj. и hjk топлива измеряются в точках «1, «2 и «3 этого бака,-неthe coefficients b, i, bjpb3, characterize the geometry of the nth fuel tank, and the levels hj.jhj. and hjk of fuel are measured at points "1," 2 and "3 of this tank, not

лежащих на одной прямой линии.lying on one straight line.

Полином (2) может быть задан для каждого из N топливных баков, например в численной форме, с помощью d квадратных численных матриц. Каждая из таких матриц содержит d строк и d столбцов, причем каждая из строк, в свою очередь, содержит d численных значений объема топлива, соответствующих значениям hn,... hid уровня топлива в точке «1 п-ного бака, и d столбцов, каждый из которых содержит d численных значений объемов топлива, соответствующих значениям Ь2ь ... hjdуровня топлива в точке «2 п-ого бака. При этом каждая из d квадратных матриц соответствует одному из d значений уровня hai, ... had топлива в точке «3 п-ого бака. В целом, совокупность d квадратных матриц представляет собой кубическую матрицу размерности d, содержащую d дискретных численных значений объема топлива в каждом из 1, 2, ... п ... N топливных баков 1. В качестве примера численной матрицы ниже приведена матрица (3), содержащая d численных значений Уц ... Vdd объема топлива в топливном баке № 4 в функции уровней hii и h2j топлива, соответственно, в точках «1 и «2 этого бака.Polynomial (2) can be defined for each of N fuel tanks, for example, in numerical form, using d square numerical matrices. Each of these matrices contains d rows and d columns, and each row, in turn, contains d numerical values of the fuel volume corresponding to the values hn, ... hid of the fuel level at point “1 of the fifth tank, and d columns, each of which contains d numerical values of the fuel volumes corresponding to the values of the b2b ... hjd fuel level at the point "2 of the fifth tank. Moreover, each of the d square matrices corresponds to one of the d values of the level hai, ... had fuel at the point “3 of the fifth tank. On the whole, the set of d square matrices is a cubic matrix of dimension d containing d discrete numerical values of the fuel volume in each of 1, 2, ... p ... N fuel tanks 1. As an example of a numerical matrix, the matrix below (3 ), containing d numerical values of Ys ... Vdd of the fuel volume in the fuel tank No. 4 as a function of fuel levels hii and h2j, respectively, at points "1 and" 2 of this tank.

16AM f Off16AM f Off

(3)(3)

Матрица значений объема V(hii, h2j)4 топлива в топливном баке № 4 при значении уровня hsk const.The matrix of values of the volume V (hii, h2j) 4 of fuel in the fuel tank No. 4 at a level value of hsk const.

Данная матрица является одной из d квадратных матриц, каждая иЗ; которых соответствует одному из d численных значений hai, ... hak ... had уровня топлива в точке «3 топливного бака № 4. Матрица позволяет для любых двух значений (hn, hij) зфовня топлива, измеренных, соответственно, в точках «1 и «2 четвертого бака, указать однозначно соответствующее им численное значение объема топлива в этом баке. Например, значениям (his, h24) уровня топлива отвечает значение Уз4 объема топлива. Третье значение hak уровня топлива в точке «3 четвертого бака необходимо для выбора той из d квадратных матриц, которая соответствует значению Ьзи уровня, а именно, - матрицы с номером k Выбор матрицы с номером k позволяет определить уточненное по значению hak уровня топлива значение V34k объема топлива в топливном баке № 4. Данное значение объема вычисляют в модуле 9 в соответствии с полиномом (2):This matrix is one of d square matrices, each ID; which corresponds to one of the d numerical values hai, ... hak ... had the fuel level at point "3 of fuel tank No. 4. The matrix allows for any two values (hn, hij) the fuel capacity measured, respectively, at points" 1 and “2 of the fourth tank, indicate unambiguously the corresponding numerical value of the volume of fuel in this tank. For example, the fuel level values (his, h24) correspond to the Uz4 value of the fuel volume. The third fuel level hak value at point “3 of the fourth tank is necessary to select one of the d square matrices that corresponds to the bz level value, namely, the matrix number k. Selecting the matrix number k allows you to determine the volume value V34k specified by the fuel level hak value fuel in fuel tank No. 4. This volume value is calculated in module 9 in accordance with polynomial (2):

V, (b,,h,,+bjjhjj+b3bh3j4.V, (b ,, h ,, + bjjhjj + b3bh3j4.

Таким образом, в d матрицах типа (3) содержится d дискретных значений объема V4 топлива в топливном баке № 4, что позволяет вычислить объем топлива в этом баке с точностью до одного из d численных дискретных значений объема. Аналогичным образом вычисляют объем топлива и в любом другом баке 1 топливной системы самолета. Поскольку величина погрешности 6d дискретизацииThus, d matrices of type (3) contain d discrete values of the fuel volume V4 in fuel tank No. 4, which makes it possible to calculate the fuel volume in this tank with an accuracy of one of d numerical discrete volume values. Similarly calculate the amount of fuel in any other tank 1 of the fuel system of the aircraft. Since the magnitude of the sampling error 6d

объема топлива в баке с помощью функции F, заданной кубической численной матрицей размерности d, определяется неравенствомthe fuel volume in the tank using the function F, given by a cubic numerical matrix of dimension d, is determined by the inequality

Vn max- объем топлива в полностью заполненном баке с номером п,Vn max is the volume of fuel in a fully filled tank with number p,

то, задаваясь числом d, можно обеспечить любую требуемую точностьthen, given the number d, any required accuracy can be ensured

вычисления объема топлива в баке 1.calculating fuel volume in tank 1.

Массив (bii , bii , b3k)n коэффициентов, характеризующих геометрию каждого из N топливных баков, можно получить, например, на основе заданных в ТЗ на проектирование топливоизмерительной системы самолета геометрических обводов топливного бака, как трехмерного тела, пересеченного плоскостью, пространственное положение которой задано тремя точками «1, «2 и «3, расположенными внутри топливного бака и не лежащими на одной прямой. Координаты этих точек относительно бака соответствуют точкам отсчета уровней hi, ha и ha топлива в баке. Численно определив значение объема бака, лежащее ниже секущей плоскости, и используя полином (2), можно найти для каждого дискретного значения объема соответствующие ему значения коэффициентов Ьц, bij bsk полинома (2) для d различных положений секущей плоскости. Число d устанавливают, исходя из заданной величины погрешности бд дискретизации объема топливного бака. Например, если заданная величина погрешности дискретизации составляетAn array of (bii, bii, b3k) n coefficients characterizing the geometry of each of the N fuel tanks can be obtained, for example, based on the geometric contours of the fuel tank specified in the design specification for the design of the fuel measuring system of the aircraft as a three-dimensional body intersected by a plane whose spatial position is given three points "1," 2 and "3 located inside the fuel tank and not lying on one straight line. The coordinates of these points relative to the tank correspond to the reference points of the levels hi, ha and ha of fuel in the tank. By numerically determining the value of the volume of the tank lying below the secant plane and using polynomial (2), for each discrete value of the volume, we can find the corresponding values of the coefficients bc, bij bsk of polynomial (2) for d different positions of the secant plane. The number d is set based on a given value of the error of the discretization of the volume of the fuel tank. For example, if the specified value of the sampling error is

bOdU OffbOdU Off

18 18

nnuucnnuuc

6.6.

±, где d 200, что соответствует размерности числовой матрицы (3) d 6.±, where d 200, which corresponds to the dimension of the numerical matrix (3) d 6.

Значения вычисленных в устройстве 7 объемов Vn топлива в каждом из N баков топливной системы передаются с выходов этого устройства на входы BxVi ... BxVN первой группы входов устройства 10, в котором вычисляются значения mi, m2,... т„,... Шк массы топлива в каждом из N топливных баков 1 в соответствии с известной зависимостьюThe values of the fuel volumes Vn calculated in the device 7 in each of the N tanks of the fuel system are transmitted from the outputs of this device to the inputs BxVi ... BxVN of the first group of inputs of the device 10, in which the values mi, m2, ... t „, ... are calculated Shk of the mass of fuel in each of the N fuel tanks 1 in accordance with the known dependence

(4) (1)„,где(4) (1) „, where

P(t)n - фактическая плотность топлива в п-ом баке при температуре t. Вычисление фактической плотности топлива, находящегося в в п-ом топливном баке, выполняют методом идентификации в идентификаторе 8 фактической марки топлива Mi, содержащегося в этом баке, по диэлектрической проницаемости 8, топлива, измеренной при температуре tj топлива с последующим определением в формирователе 9 плотности топлива, соответствующей идентифицированной марке топлива в баке, и с коррекцией этой плотности по фактической температуре топлива в баке.P (t) n is the actual density of the fuel in the fifth tank at a temperature t. The calculation of the actual density of the fuel in the fifth fuel tank is carried out by identifying in the identifier 8 the actual brand of fuel Mi contained in this tank, by the dielectric constant 8, the fuel measured at the fuel temperature tj with subsequent determination of the fuel density in the former 9. corresponding to the identified brand of fuel in the tank, and with the correction of this density according to the actual temperature of the fuel in the tank.

Определение марки топлива в идентификаторе 9 выполняется на основе поступающих на его параметрические входы нормализованных сигналов об измеренных текущих значениях диэлектрической проницаемости 8| топлива в пом баке и поступающих на его температурные входы нормализованных сигналов об измеренных текущих значениях температуры tj топлива в этом баке. Р центификация марки топлива выполняется, например, на основе селективного алгоритма, заданного квадратной численной матрицей, содержащей d строк d столбцов, заполненных индексами марок топлива, причем каждая из строкThe definition of the fuel grade in identifier 9 is performed on the basis of normalized signals arriving at its parametric inputs about the measured current values of the dielectric constant 8 | fuel in the tank and normalized signals arriving at its temperature inputs about the measured current values of fuel temperature tj in this tank. P branding of a fuel grade is performed, for example, based on a selective algorithm defined by a square numerical matrix containing d rows of d columns filled with fuel grade indices, each of which

19oLo oit OHb19oLo oit OHb

,5%,To матрицы отвечает одному из топлива, а каждый из столбцов баке., 5%, To the matrix corresponds to one of the fuel, and each of the columns of the tank.

(6)(6)

Массив (Mj) численных исходных данных, представляющий собой совокупность числовых индексов, отвечающих маркам топлива, каждая из которых соответствует одной из пар значений (Si , tj) , вводят в память идентификатора 8. Массив (Mj) можно получить, например, экспериментально установив соответствие между маркой Mj исследуемого топлива и значением 8i его диэлектрической проницаемости при данной температуре tj для ряда значенийAn array (Mj) of numerical source data, which is a set of numerical indices corresponding to the fuel brands, each of which corresponds to one of the pairs of values (Si, tj), is entered into the identifier 8. The array (Mj) can be obtained, for example, by experimentally establishing the correspondence between the brand Mj of the studied fuel and its dielectric constant value 8i at a given temperature tj for a number of values

температуры и выразив результаты эксперимента в форме массива (МО численных исходньпс данных.temperature and expressing the results of the experiment in the form of an array (MO of numerical initial data.

После идентификации известной марки топлива в п-ном баке, например марки М2, числовой индекс, соответствующий этой марке, передается с выхода идентификатора 8 на п-ный вход первой группы входов BxMi, ... ВхМк формирователя 9. При идентификации смеси топлив в п-ном баке, например смеси топлив марок Ма и Mj в соотнощении 1:2, этой смеси присваивается условный числовой индекс Mj, который также передается с выхода идентификатора 8 на входAfter identifying a known brand of fuel in the pth tank, for example, M2 brand, the numerical index corresponding to this brand is transmitted from the output of identifier 8 to the pth input of the first group of inputs BxMi, ... BxMk of driver 9. When identifying the fuel mixture in p -th tank, for example a mixture of fuels of the brands Ma and Mj in the ratio 1: 2, this mixture is assigned a conditional numerical index Mj, which is also transmitted from the output of identifier 8 to the input

Матрица марок M(ei, tj) топлива в баке № п в функции характеристического параметра 8 при температуре tj топлива. d значений характеристического параметра 8i - одному из d значений температуры tj топлива в Matrix of grades M (ei, tj) of fuel in tank No. p as a function of characteristic parameter 8 at fuel temperature tj. d values of characteristic parameter 8i to one of d values of fuel temperature tj in

формирователя 9. В формирователе 9 определяются значение ры нлотностиshaper 9. In shaper 9 determines the value of the market

топлива и значение Pi температурного коэффициента плотности топлива, соответствующие марке М| топлива или смеси марок топлива в п-ом баке, и вычисляется фактическое значение p(t)n плотности топлива в этом баке при температуре tj топлива в баке в соответствии с известной функциональной зависимостьюfuel and the value Pi of the temperature coefficient of the density of the fuel corresponding to the brand M | fuel or a mixture of fuel grades in the nth tank, and the actual value p (t) n of the density of the fuel in this tank is calculated at the temperature tj of the fuel in the tank in accordance with the known functional dependence

(8) P(t)„ pЛl+ЭitJ).гдe(8) P (t) „pЛl + ЭitJ), where

значения poi и р для известных марок топлива, а также для смесей топливpoi and p values for well-known brands of fuel, as well as for fuel mixtures

известных марок, например, для смеси топлив двух различных марок в соотношениях 1:2, 1:1 и 2:1, задаются массивом (Cj) констант, введенных в память формирователя 9. Константы ci получают на основании данных, приведенных в справочной литературе, например, в вышеупомянутом справочнике.well-known brands, for example, for a mixture of fuels of two different brands in the ratios 1: 2, 1: 1 and 2: 1, are set by an array (Cj) of constants entered into the memory of the former 9. Constants ci are obtained on the basis of the data given in the reference literature, for example, in the above reference.

С выходов формирователя 9 вычисленные значения фактических текущих плотностей топлива в каждом из N баков поступают на входы Bxp(t)i... Bxp(t)N второй группы входов устройства 10, в котором определяются значения mi, ... Шп,... тм массы топлива в каждом из N баков в соответствии с известной функциональной зависимостьюFrom the outputs of the shaper 9, the calculated values of the actual current fuel densities in each of the N tanks are supplied to the inputs Bxp (t) i ... Bxp (t) N of the second group of inputs of the device 10, in which the values mi, ... Шп, .. are determined. tm fuel mass in each of the N tanks in accordance with the known functional dependence

Шп - масса топлива в п-ом баке.Shp is the mass of fuel in the fifth tank.

С выходов устройства 10 значения Шп масс топлива в каждом баке поступают на входы Bxmi, ... Bxmjy суммирующего устройства 12 и на выходы Выхть ... Выхшквычислителя 6 для передачи во внешние системы самолета.From the outputs of device 10, the values of Шп of masses of fuel in each tank are supplied to the inputs Bxmi, ... Bxmjy of the summing device 12 and to the outputs Exit ... Calculator 6 for transmission to external aircraft systems.

21oto6(//321oto6 (// 3

(9) т„ р(1)„У„,где(9) r „r (1)„ Y „, where

в суммирующем устройстве 12 производится определение массового запаса m топлива на борту самолета путем суммирования масс т„ в соответствии с известным выражениемin the adder 12, the mass supply m of fuel on board the aircraft is determined by summing the masses t „in accordance with the known expression

Информация о значении массового запаса m топлива на борту самолета передается с выхода суммирующего устройства 12 на вход Вхт формирователя 13, на другие входы Bxmi, ... Вхшк которого поступает информация с выхода устройства 10. С выходов Выхт и Bbixmi, ... Выхш формирователя 13 информация, соответственно, о массовом запасе m топлива на борту самолета и массовых запасах mj топлива в отдельных баках передается ее потребителям.Information on the value of the mass supply m of fuel on board the aircraft is transmitted from the output of the summing device 12 to the input Vkht of the shaper 13, to the other inputs Bxmi, ... Vkhshk of which the information comes from the output of the device 10. From the outputs Exit and Bbixmi, ... Exit of the shaper 13 information, respectively, about the mass supply of fuel m on board the aircraft and the mass supply mj of fuel in individual tanks is transmitted to its consumers.

Предложенная тоштивоизмерительная система достаточно точно определяет массовый запас топлива как в отдельном баке топливной системы самолета, так и на борту самолета в целом. При этом точность измерения обеспечивается и в тех случаях, когда отдельные баки самолета заполнены топливами различных марок или смесями топлив различных марок, а температуры топлива, заполняющего отдельные баки, значительно отличаются между собой.The proposed toshto-measuring system accurately determines the mass fuel supply both in a separate tank of the aircraft fuel system and on board the aircraft as a whole. Moreover, the measurement accuracy is ensured in cases where individual aircraft tanks are filled with fuels of various grades or mixtures of fuels of various grades, and the temperatures of the fuel filling individual tanks are significantly different.

Предложенная система достаточно точно опреде.11яет массовый запас топлива при пространственных эволюциях самолета без использования дополнительных датчиков измерения углов наклона поверхности топлива в баке и без учета влияния дополнительных погрещностей измерения, вызванных использованием таких датчиков..The proposed system accurately determines the mass supply of fuel during spatial evolutions of the aircraft without the use of additional sensors for measuring the angle of inclination of the fuel surface in the tank and without taking into account the influence of additional measurement errors caused by the use of such sensors ..

Методическая погрещность определения массы Шп топлива в баке, заполненном топливом одной марки, составляет для предлагаемой системы незначительную величину, не превыщающую ± 0,5 %. НезначительностьThe methodological error in determining the mass of fuel oil in a tank filled with fuel of the same brand is insignificant for the proposed system, not exceeding ± 0.5%. Insignificance

22 JUAOli522 JUAOli5

(10) (10)

погрешности объясняется тем, что масса mn топлива в баке вычисляется с учетомerrors due to the fact that the mass mn of fuel in the tank is calculated taking into account

температуры топлива в этом баке и фактической марки топлива, идентифицированной в данном баке по текущим значениям диэлектрической проницаемости и температуры топлива в баке.the temperature of the fuel in this tank and the actual brand of fuel identified in this tank by the current values of the dielectric constant and temperature of the fuel in the tank.

В случае, когда бак заполнен смесью топлив двух различных марок, дополнительная методическая погрешность определения массы топлива в баке составляет не более ± 0,7 %.In the case when the tank is filled with a mixture of fuels of two different grades, the additional methodical error in determining the mass of fuel in the tank is not more than ± 0.7%.

Дополнительная эволютивная погрешность определения массы топлива в баке с учетом погрешности дискретизации объема топлива составляет при числе d 6 216 незначительную величину, не превосходящую 0,5%, а при числе d 6 составляет меньшую величину.An additional evolutionary error in determining the mass of fuel in the tank, taking into account the sampling error of the fuel volume, is at d 6 216 an insignificant value not exceeding 0.5%, and at d 6 it is a smaller value.

Таким образом, с учетом упомянутых дополнительных погрешностей, предложенная топливоизмерительная система дает возможность опреде.лять массовый запас топлива в топливном баке самолета с суммарной методической погрешностью, не превышающей ± 1,0 % (при среднеквадратической оценке погрешности).Thus, taking into account the mentioned additional errors, the proposed fuel measuring system makes it possible to determine the mass fuel supply in the aircraft fuel tank with a total methodological error not exceeding ± 1.0% (with a standard error estimate).

Это позволяет определить массовый запас топлива в баке с суммарной погрешностью, учитывающей инструментальную погрешность датчиков и воздействие реальных условий эксплуатации, не превышающей ± 2,0 % во всех условиях эксплуатации, в том числе - при разбросе температур и марок топлива в различных баках топливной системы, а также при ускорениях и пространственных эволюциях самолета, и массовый запас топлива на борту самолета с суммарной погрешностью не более ± 1,8 % во всех условиях эксплуатации (при среднеквадратической оценке погрешности).This allows you to determine the mass supply of fuel in the tank with a total error that takes into account the instrumental error of the sensors and the impact of actual operating conditions, not exceeding ± 2.0% in all operating conditions, including the variation in temperatures and grades of fuel in various tanks of the fuel system, as well as during accelerations and spatial evolutions of the aircraft, and the mass fuel supply on board the aircraft with a total error of not more than ± 1.8% in all operating conditions (with a mean-square error estimate).

23Ш((123Sh ((1

Claims

A fuel metering system comprising fuel level sensors in an aircraft’s fuel tanks, a fuel temperature sensor in a fuel tank, a sensor signal conversion and normalization unit, a tank geometrical characteristic unit, an adder and an on-board computer, including a fuel volume calculator in the tank and a fuel parameter generator, the output of each of the fuel level sensors and the output of the fuel temperature sensor is connected to the corresponding input of the signal conversion and normalization unit yes sensors, level inputs of the device for calculating the volume of fuel in the tank are connected to the corresponding outputs of the conversion and normalization unit of the sensor signals, the inputs of the source data of this device are connected to the outputs of the unit of geometric characteristics of the tanks, the generator of the fuel parameters is equipped with a temperature input connected to the corresponding output of the conversion and normalization of signals sensors, characterized in that the system additionally incorporates sensors of dielectric constant of fuel into fuel tanks, in addition to fuel tanks that do not contain temperature sensors, fuel temperature sensors are introduced in the tank, fuel level sensors are installed in the fuel tank at least at three different points that do not lie on one straight line, and a fuel mass calculating device is introduced into the on-board computer in the tank and the identifier of the fuel grade in the tank, the fuel parameter generator is equipped with additional temperature inputs according to the number of additionally entered fuel temperature sensors in the tank, with the output of each sensor The dielectric constant of the fuel and each additional fuel temperature sensor is connected to the corresponding input of the sensor signal conversion and normalization unit, the parametric and temperature inputs of the fuel brand identifier in the tank are connected to the corresponding outputs of the sensor signal conversion and normalization unit, the outputs of this ID are connected to the identification inputs of the parameter generator fuel equipped with additional temperature inputs connected to the corresponding yuschimi output unit normalization and conversion of sensor signals, outputs of the device calculating the volume of fuel in the tank are connected to the inputs of the first group of fuel mass calculation device in the tank, the second group of inputs of which is connected to the output of the fuel parameter, and outputs connected to the inputs of the summing device.