RU26520U1

RU26520U1 - ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS LIGHT ABSORPTION

Info

Publication number: RU26520U1
Application number: RU2002120115/20U
Authority: RU
Inventors: Е.Ф. Фурмаков; О.Ф. Петров; Ю.В. Маслов; н Н.М. Степан; Н.М. Степанян; В.М. Петров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Техприбор"
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2002-12-10

Description

2002l20tie2002l20tie

япатпшнтитш,-,,..... д Yapatpshntts, - ,, ..... d

Бортовая топливоизмерительная система с идентификацией марки топливаOn-board fuel metering system with brand identification

по его светопоглощепиюby its light absorption

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 учетом 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, taking into account the geometric characteristics of this tank and with the correction calculated in the on-board computer fuel supply on board the aircraft according to the measured current values of the roll angle 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 углы 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, the roll and pitch angles of the aircraft can differ significantly from the tilt angles of the fuel surface 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

B64D 37/00B64D 37/00

Федерации № 2156444, МКИ GO IF 23/26, B64D 37/00, опубл. 2000 г, содержащая датчики уровня топлива и датчики углов иаклона 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 уровня топлива и углов наклона поверхности топлива, а также выход датчикаFederation No. 2156444, MKI GO IF 23/26, B64D 37/00, publ. 2000 g, comprising fuel level sensors and angle and angle sensors of the fuel surface installed in the fuel tanks of the aircraft, a fuel temperature sensor installed in one of the fuel tanks of the aircraft, a unit for converting and normalizing the signals of said sensors, a unit of geometric characteristics of the tanks, an adder and an on-board computer comprising a shaper of fuel parameters and a device for calculating the volume of fuel in the tank, consisting of a shaper of a volume function, a shaper of a tilt function and a selection block and comparing, the output of each of the fuel level and fuel surface angles of inclination sensors and sensor output

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 этогоthe temperature of the fuel 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 volume of fuel in the tank are connected to the corresponding outputs of the unit for converting and normalizing the sensor signals, inputs of the initial data of this

устройства подключены к выходам блока геометрических характеристик баков, а температурный вход формирователя параметров топлива соединен с соответствующим выходом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков.the devices are connected to the outputs of the block of geometric characteristics of the tanks, and the temperature input of the generator of the parameters of the fuel is connected to the corresponding output of the conversion and normalization of the sensor signals.

Однако известная топлнвоизмерительная система характеризуется тремя недостатками, затрудняющими ее использование на борту самолета.However, the known fuel measurement system has three drawbacks that make it difficult to use it on board an aircraft.

В этой системе предусмотрена возможность определения массового запаса топлива на борту самолета коррекции в формирователе параметров топлива, входящем в состав бортового вычислителя, вьиисленного значения объемного запаса топлива на борту самолета по температуре и характеристическимThis system provides the ability to determine the mass fuel supply on board the correction aircraft in the fuel parameters generator, which is part of the on-board computer, and 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 Mj при температуре .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 that are introduced into the memory of the former during pre-flight preparation of the aircraft, for example, based on the nominal density Poi of fuels and brand Mj at temperature.

Первым недостатком известной системы является наличие значительной методической погрещности 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 supply of fuel 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 погрещностью 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 израсходовавщего запас топлива в предьщущем перелете, в аэропортах, расположенных в меридиональном направлении, с температурами заправляемого топлива - 35°С (в северномFirstly, 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 dispersion 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 refueling of an aircraft that did not completely consume fuel in the previous flight, at airports located in the meridional direction, with temperatures of refueling fuel - 35 ° С (in the north

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

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 номинальных. 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 М| 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 parameter values from nominal. As a nominal parameter when determining the mass fuel supply by correcting the calculated volume stock, the characteristic parameter p of the refueling fuel is usually used — the nominal density of the M | at normal temperature.

Однако, при перелете дальнемагистрального самолета с дозаправками в нескольких аэропортах топливами различньгх 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 fuel properties). Atlanta, Georqia, 1988.However, when flying a long-haul aircraft with refueling fuels of different brands at several airports, it is difficult to establish any specific value of the fuel density in the tank without measuring the actual characteristic fuel parameters in this tank, because 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 fuel properties”. Atlanta, Georqia, 1988.

4Mmjsjoiii4Mmjsjoiii

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 любых, 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 brands of refueling or mixture allowed for this class of aircraft fuels of various grades, it is obvious that the known system cannot actually be used to determine the mass fuel supply on board a civil 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 сзшмарный 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.

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 отс)пгствуют 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 for the known reference system, information confirming the possibility of implementing an on-board sensor for the angle of inclination of the surface of the fuel in the aircraft fuel tank is used.

В известной технической литературе также отсутствуют сведения о применении таких датчиков на борту самолета. Известные датчики 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 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 vertical and horizontal planes (roll and pitch angles). 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 уменьшенную 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 a liquid surface with buoy angle indicators, and liquid sensors containing a vessel installed in the tank, which is a reduced geometric model of the tank filled with a constant amount of reference liquid , 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 liquid emoy them is at rest.

,m ipii, m ipii

в нестационарных условиях показания этих датчиков характеризуются 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 существеннз ю методическую эволютивную погрешность определения объемного запаса топлива в баке, а, следовательно, и массового запаса топлива на борту самолета.,--,under non-stationary conditions, the readings of these sensors are characterized by a significant measurement error, which complicates their use in the fuel tanks of the aircraft during spatial evolutions of the latter. In this regard, the use of fuel surface angle sensors in a 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 - его светопоглощению, 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 топлива 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.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 parameter of the fuel measured during the flight - its light absorption, 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 fuel density from the identified the brand of fuel in each tank, by adjusting the actual density of the fuel in the tank by the temperature of the fuel in the tank in the shaper of the fuel parameters and determining the mass fuel supply on board the aircraft by summing in the totalizer the mass fuel reserves in each individual tank.

Для устранения второго недостатка известной системы в бортовом вычислителе предлагаемой системы определяется массовый запас топлива в каждом баке.To eliminate the second drawback of the known system in the on-board computer of the proposed system is determined by the mass supply of fuel in each tank.

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.For this purpose, the on-board computer system contains a device for calculating the mass of fuel in the tank based on information received at the inputs of this device about the amount of fuel in the tank and the actual density of the fuel in the tank, determined by the brand of fuel identified in the on-board computer and the actual value of the fuel temperature in this tank.

Для уменьшения влияния третьего из отмеченных недостатков известной системы на точность определения запаса топлива в баке при пространственных эволюциях самолета в предлагаемом изобретении, в отличие от известнойTo 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

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 исходных данных, геометрических характеристик бака, что позволяет вычислять объем топлива в баке при пространственных эволюциях самолета без использования дополнительной информации о текущих значениях углов наклона поверхности топлива в баке и без учета 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 the initial 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 taking into account the influence of the evolutionary error of measuring the angle of inclination of the fuel surface fuel 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, суммирзтощее устройство и бортовой вычислитель, содержащий устройство вычисления объема топлива в баке и формирователь параметров топлива, причем выход каждого из 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 светопоглощения топливом 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 светопоглощения топливом и каждого дополнительного датчика температуры топлива соединен с соответствующим 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, соединенными с соответствующимиThe problem is achieved in that in a fuel metering system containing fuel level sensors in the fuel tanks of the aircraft, a fuel temperature sensor in the fuel tank, a unit for converting and normalizing sensor signals, a unit of geometric characteristics of the tanks, a summing device and an on-board computer containing a fuel volume calculating device in the tank and the driver of the fuel parameters, and 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 unit while the conversion and normalization of the sensor signals, the 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 of the sensor signals, the inputs of the source data of this device are connected to the outputs of the block of geometric characteristics of the tanks, the fuel parameter generator is equipped with a temperature input connected to the corresponding output unit of conversion and regulation, sensor signals, new is that light sensors are additionally introduced into the system fuel absorption in 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 in the on-board computer a device for calculating the mass of fuel in the tank and an identifier of the brand of fuel in the tank were introduced, the shaper of the fuel parameters is equipped with additional temperature inputs according to the number of additionally entered fuel temperature sensors in the tank, while the output of each light absorption sensor by the fuel and each additional fuel temperature sensor is connected to the corresponding input of the sensor 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 conversion and normalization unit, the outputs of this identifier are connected to the identification inputs of the fuel parameter generator equipped with additional temperature inputs, related to

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.the outputs of the conversion and normalization of sensor signals, the outputs of the device for calculating the volume of fuel in the tank are connected to the first group of inputs of the device for calculating the mass of fuel in the tank, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the shaper of fuel parameters, 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 грзшп входов блока 5 преобразования и нормирования сигналов датчиков, предназначенного для приведения к единому нормализованному виду неунифицированных сигналов датчиков различных физических величин: уровня h, светопоглощения k и температуры t.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 signals of the sensor conversion and normalization unit 5 of the sensor signals, designed to bring unified standardized sensor signals of various physical quantities to a single normalized form: level h, light absorption k and temperature 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.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.

установленный в первом баке 1, подключен к одному их входов первой группы 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 hpf2 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.installed in the first tank 1, is connected to one of the inputs of the first group of inputs - input Вх ti of block 5, and the fuel level sensor 2, installed at the point “2 of the N-th tank 1, is connected to one of the inputs of the N-th group of inputs - the input Input hpf2 unit 5. The outputs of unit 5 are connected to the inputs of the on-board computer 6, which includes electronic modules: a device 7 for calculating the fuel volume in the tank, identifier 8 of the fuel grade in the tank, driver 9 of the fuel parameters and 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 вьгаисления обьема топлива в баке содержит группу уровнемерных входов и группу входов исходных данных. Уровнемерные входы ВхЬц, Bxhi2 , Bxhi3, ... BxhNi, ВхЬкз устройства 7 соединены с соответствующими выходами блока 5, а входы Вх (bu , b2i , b3k)i ... Вх (bii , bij , Ьзь)н исходных данных - с выходом блока 11 геометрических характеристик бака.The device 7 for calculating the volume of fuel in the tank contains a group of level inputs and a group of inputs of source data. The level inputs Bxb, Bxhi2, Bxhi3, ... BxhNi, Bxb3 of the device 7 are connected to the corresponding outputs of block 5, and the inputs Bx (bu, b2i, b3k) i ... Bx (bii, bij, b3) and the source data are connected to 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 Bxki, ... Bxkjv идентификатора 8, предназначенные для приема нормализованных значений светопоглощения топливом в баках, и температурные входы Bxti,... Bxtjy 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 Bxki, ... Bxkjv of identifier 8, intended for receiving normalized values of light absorption by fuel in tanks, and the temperature inputs Bxti, ... Bxtjy of identifier 8, intended for receiving normalized values of fuel temperature in tanks, are connected to the corresponding outputs of block 5.

Выходы идентификатора 8 подключены к идентификационным входам BxMi, ... ВхМм формирователя 9 параметров топлива, выходы которого соединены со входами второй группы входов Bxp(t)i, ... Bxp(t)f устройства 10The outputs of the identifier 8 are connected to the identification inputs BxMi, ... VxMm of the fuel parameter generator 9, the outputs of which are connected to the inputs of the second group of inputs Bxp (t) i, ... Bxp (t) f of the device 10

121бМ/1121bM / 1

вычисления массы топлива в баке. Температурные входы Bxtj, ... Bxtw формирователя 9 подключены к соответствующим выходам блока 5, а первая группа входов BxVi,... BxViy устройства 10 соединена с выходами устройства 8.calculating the mass of fuel in the tank. The temperature inputs Bxtj, ... Bxtw of the shaper 9 are connected to the corresponding outputs of block 5, and the first group of inputs BxVi, ... BxViy of device 10 is connected to the outputs of device 8.

Выходы устройства 10 соединены со входами Вхт ... Вхт суммирующего устройства 12 и со входами Bxmi ... Bxmjy формирователя 13 выходной информации. Выход суммирующего устройства 12 соединен со входом Вхт формирователя 13 выходной информации, выход Выхт которого предназначен для выдачи во взаимодействующие системы самолета информации о массовом запасе m топлива на борту самолета, в выходы Bbixmi ... BbixmN- для выдачи в эти системы информации о массе mi топлива в отдельных топливных баках.The outputs of the device 10 are connected to the inputs Vht ... Vht of the summing device 12 and to the inputs Bxmi ... Bxmjy of the output information generator 13. The output of the summing device 12 is connected to the input Vht of the output driver 13 of the output, the output of which is designed to provide information on the mass stock of fuel on board the aircraft to the interacting systems of the aircraft, to the outputs Bbixmi ... BbixmN- for the output of mass information mi to these systems fuel in separate fuel tanks.

Датчик 3 характеристического параметра топлива представляет собой датчик светопоглощения топливом, выполненный, например, в виде оптометрйческой ячейки, содержащий два диода: светодиод, излучающий постоянный световой поток в инфракрасном диапазоне спектра, и фоточувствительный диод, величина выходного информативного параметра которого - силы фототока - определяется интенсивностью светового потока, зависящей, при прочих равных условиях, от показателя k поглощения света топливом, через слой которого проходит световой поток светодиода.The fuel characteristic parameter sensor 3 is a fuel light absorption sensor, made, for example, in the form of an optometric cell, containing two diodes: an LED emitting a constant light flux in the infrared range of the spectrum, and a photosensitive diode, the value of the output informative parameter of which is the photocurrent strength, is determined by the intensity luminous flux, which, ceteris paribus, depends on the indicator k of light absorption by fuel, through the layer of which the light flux of the LED passes.

При работе предлагаемой топливоизмерительной системы предварительно в бортовой вычислитель бив блок 11 геометрических характеристик баков вводят исходные данные, алгоритмы преобразования и фзшкциональные зависимости, необходимые для вычисления массового запаса топлива. Исходные данные вводят в память идентификатора 8, формирователя 9 и блока 11. АлгоритмыWhen the proposed fuel metering system is operating, the initial data, transformation algorithms and functional dependences necessary for calculating the mass fuel supply are inputted into the on-board calculator biv block 11 of the geometric characteristics of the tanks. The initial data is entered into the memory of identifier 8, shaper 9 and block 11. Algorithms

преобразования вводят в память идентификатора 8 и формирователя 9, математические зависимости вводят в память устройств 7 и 10, а также в память формирователя 9.transformations 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.

В память идентификатора 8 марки топлива в баке вводят два массива исходных данных: массив (а) характеристических констант топлива и массив (Mi) марок топлива в функции характеристического параметра топлива светопоглощения kj 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 (Ьц, bii, bsi) констант для каждого бака, ставящих в соответствие любой паре значений (Ьц h2j) уровня топлива в точках «1 и «2 этого бака одно значение Vn объема топлива в баке. В память формирователя 9 параметров топлива вводят массив исходных данных (Ci) 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 source data are entered into the fuel identifier 8 of the fuel grade in the tank: array (a) of characteristic fuel constants and array (Mi) of fuel grades as a function of the characteristic parameter of the light absorption fuel kj at a specific fuel temperature tj. Two arrays of source data are introduced into the memory of block 11 of the geometric characteristics of the tank: an array (1,2 ... n, ... N) of fuel tank numbers and an array (bc, bii, bsi) of constants for each tank, matching any pair values (bc h2j) of the fuel level at points "1 and" 2 of this tank, one value Vn of the volume of fuel in the tank. An array of initial data (Ci) about the values of the nominal densities pi of the fuel and temperature coefficients Pi of the density of the fuel for a group of fuels of well-known brands used on this class of aircraft, and for mixtures of fuels of these brands, is introduced into the memory of the shaper 9 of the fuel parameters. In addition, algorithms for converting the source data into the output signals of these electronic modules are introduced into the memory of 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, Bxh, Bxhi3,BxEi, Bxti,... ВхЬщ, Bxh, BXSN, Bxtjv блока 5 поступают сигналы о текущих значениях уровней, характеристических параметров и температуры топлива в каждом из топливныхDuring the flight, from the outputs of the sensors 2, 3 and 4 installed in the fuel tanks 1, the inputs of the current values of the characteristic levels are received to the inputs Bxb, Bxh, Bxhi3, BxEi, Bxti, ... Bxb, Bxh, BXSN, Bxtjv parameters and temperature of the fuel in each of the fuel

,4SJUmMtl, 4SJUmMtl

баков I. В блоке 5 эти сигналы преобраззоотся к нормализованному виду и с соответствующих выходов блока постунают на соответствующие входы электронных модулей 7, 8 и 9 бортового вычислителя 6. Нормализованные сигналы 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 уровнемерпые входы ВхЬц, Bxhi2, Bxhia , ... ВхЬщ, ВхЬк2 ВхЬкз устройства 7 вычисления объема топлива в баке, нормализованные сигналы о текущих значениях светопоглощения , kj топливом в каждом из N баков 1 поступают с выходов блока 5 на параметрические входы Bxsi, ... BXSN 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, ... Bxtpj формирователя 9 параметров топлива.tanks I. In block 5, these signals are converted to a normalized form and, from the corresponding outputs of the block, are tapped to the corresponding inputs of the electronic modules 7, 8 and 9 of the on-board computer 6. Normalized signals about the current values of three different fuel levels in each tank, measured at three points of the tank that do not lie on one straight line, come from the outputs of block 5 to the level inputs Bxb, Bxhi2, Bxhia, ... Bxb, Bxb2, Bxb3 of the device 7 for calculating the volume of fuel in the tank, normalized signals about the current values of light absorption, kj fuels m in each of the N tanks 1 come from the outputs of block 5 to the parametric inputs Bxsi, ... BXSN 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 the outputs of block 5 to the temperature inputs Bxti, ... BxtN of this identifier and to the temperature inputs Bxti, ... Bxtpj of the shaper 9 fuel parameters.

В устройстве 7 вычисляется объем Уц топлива в п-ном топливном баке 1 на основании поступающих на уровнемерные входы этого устройства нормализованных сигналов о текущих значениях уровней топлива, измеренных в трех различных точках бака, и исходнъпс даннътх о геометрических характеристиках этого бака, поступающих с выходов блока 11 на входы Вх (Ьц , bzj , ЬзОь -- Вх (bii , b2j , b3k)N исходных данных 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 levels measured at 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 (bc, bzj, bzOb - Bx (bii, b2j, b3k) N of the initial data of the device 7 in accordance with the functional dependence entered into the memory of the device 7

(1) (Ь,.,Ь2рЬз Ь,.,Ь2рЬзО„, где(1) (b, ..., b2b, b, ..., b2b, b, where

функция F ставит в соответствие каждой тройке (hj.,hjj,h3b) текущих значенийthe function F associates with each triple (hj., hjj, h3b) the current values

11eleven

констант (bij , bai , Ьзь)п. Зависимость (1) может быть выражена, например, линейным полиномомconstants (bij, bai, b3) n. Dependence (1) can be expressed, for example, by a linear polynomial

(2) V„(b,.h,i+b2jh,J -bзkhзJ„,гдe(2) V „(b, .h, i + b2jh, J -bзkhзJ„, where

коэффициенты ЬщЬ.Ь характеризуют геометрию п-ного топливного бака, а уровни hj,,h2j и . топлива измеряются в точках «I, «2 и «3 этого бака, не лежащих на одной прямой линии.the coefficients bbh b characterize the geometry of the nth fuel tank, and the levels hj ,, h2j and. fuels are measured at points "I," 2 and "3 of this tank, not lying on one straight line.

Полином (2) может быть задан для каждого из N топливных баков,Polynomial (2) can be set for each of N fuel tanks,

например в численной форме, с помощью d квадратных численных матриц.e.g. numerically using d square numerical matrices.

Каждая из таких матриц содержит d строк и d столбцов, причем каждая из строк,Each of these matrices contains d rows and d columns, and each of the rows,

в свою очередь, содержит d численных значений объема топлива,in turn, contains d numerical values of the fuel volume,

соответствующих значениям Ьц,... hid уровня топлива в точке «1 п-ного бака, иcorresponding to the values bc, ... hid of the fuel level at the point "1 of the fifth tank, and

d столбцов, каждый из которых содержит d численных значений объемов топлива,d columns, each of which contains d numerical values of fuel volumes,

соответствующих значениям h2i,... hjdуровня топлива в точке «2 п-ого бака. Приcorresponding to the values h2i, ... hjd of the fuel level at the point “2 of the fifth tank. At

этом каждая из d квадратных матриц соответствует одному из d значений уровняeach of the d square matrices corresponds to one of d level values

Ьзь ... had топлива в точке «3 п-ого бака. В целом, совокупность d квадратныхB ... had fuel at the point of the "3rd p-th tank. In total, the set of d square

матриц представляет собой кубическую матрицу размерности d, содержащую dmatrices is a cubic matrix of dimension d containing d

дискретных численных значений объема топлива в каждом из 1, 2, ... п ... Ndiscrete numerical values of the fuel volume in each of 1, 2, ... p ... N

топливных баков 1. В качестве примера численной матрицы ниже приведенаfuel tanks 1. As an example of the numerical matrix below is

матрица (3), содержащая d численных значений УИ ... объема топлива вmatrix (3) containing d numerical values of MD ... fuel volume in

топливном баке № 4 в функции уровней hn и h2j топлива, соответственно, в точкахfuel tank No. 4 as a function of fuel levels hn and h2j, respectively, at points

«1 и «2 этого бака."1 and" 2 of this tank.

(3)(3)

Матрица значений объема V(hii, h2j)4 топлива в топливном баке № 4 при значении уровня Ьзи const.The matrix of values of the volume V (hii, h2j) 4 of fuel in the fuel tank No. 4 at a value of the level b3 const.

Данная матрица является одной из d квадратных матриц, каждая из которых соответствует одному из d численных значений Ьз1, ... hsk ... Ьза уровня топлива в точке «3 топливного бака № 4. Матрица позволяет для любых двух значений (hn, hij) уровня топлива, измеренных, соответственно, в точках «1 и «2 четвертого бака, указать однозначно соответствующее им численное значение объема топлива в этом баке. Например, значениям (his, 24) уровня топлива отвечает значение 34 объема топлива. Третье значение hjk уровня топлива в точке «3 четвертого бака необходимо для выбора той из d квадратных матриц, которая соответствует значению hak уровня, а именно, - матрицы с номером k. Выбор матрицы с номером k позволяет определить уточненное по значению hsk уровня топлива значение Уз4и объема топлива в топливном баке № 4. Данное значение объема вьиисляют в модуле 9 в соответствии с полиномом (2):This matrix is one of the d square matrices, each of which corresponds to one of the d numerical values of b1, ... hsk ... b3 of the fuel level at point 3 of fuel tank 4. The matrix allows for any two values (hn, hij) the fuel level, measured, respectively, at points "1 and" 2 of the fourth tank, indicate the numerical value of the fuel volume in this tank that clearly corresponds to them. For example, the values of (his, 24) fuel level corresponds to the value 34 of the fuel volume. The third value hjk of the fuel level at the point “3 of the fourth tank is necessary to select one of the d square matrices that corresponds to the hak value of the level, namely, the matrix with number k. The choice of a matrix with the number k allows us to determine the value Uz4 and the fuel volume in fuel tank No. 4, refined by the value of hsk fuel level. This volume value is calculated in module 9 in accordance with polynomial (2):

V,(b,i Ь„+bj. h J. )4V, (b, i b „+ bj. H J.) 4

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 шах- объем топлива в полностью заполненном баке с номером п,Vn shah is the volume of fuel in a completely filled tank with number n,

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 , b2i , baiOn коэффициентов, характеризующих геометрию каждого из N топливных баков, можно получить, например, на основе заданных в ТЗ на проектирование тогшивоизмерительной 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, h2 и Ьз 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 J Ьзи полинома (2) для d различных положений секущей плоскости. Число d устанавливают, исходя из заданной величины погрешности 6d дискретизации объема топливного бака. Например, если заданная величина погрешности дискретизации составляетAn array (bii, b2i, baiOn of 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 designing a toggle-measuring aircraft system as a three-dimensional body intersected by a plane whose spatial position is defined by 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, h2 and b3 of fuel in the tank. Numerically determining the beginning of the tank’s volume, lying below the secant plane, and using polynomial (2), for each discrete value of the volume, it is possible to find the corresponding values of the coefficients bc, bij J bc of polynomial (2) for d different positions of the secant plane. values of the sampling error 6d of the fuel tank volume, for example, if the specified sampling error is

V.V.

5.5.

, гдеwhere

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

Значения вычисленных в устройстве 7 объемов „ 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 Юь т2, ... Год,... т массы топлива в каждом из N топливных баков 1 в соответствии с известной зависимостьюThe values of the “fuel volumes” 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 of Tm2, ... Year, ... t of mass are calculated 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 светопоглощению ki топливом, измеренному 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 tank is performed by identifying in identifier 8 the actual brand of fuel Mi contained in this tank by light absorption ki fuel measured at a temperature tj of fuel with the subsequent determination in the former 9 of the fuel density 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 светопоглощения топливом в п-ом баке и поступающих на его температурные входы нормализованных сигналов об измеренных текущих значениях температуры tj топлива в этом баке. Идентификация 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 based on the normalized signals arriving at its parametric inputs about the measured current values of light absorption by the fuel in the fifth tank and the normalized signals arriving at its temperature inputs on the measured current values of the fuel temperature tj in this tank. Identification of the fuel grade is performed, for example, based on a selective algorithm defined by a square numerical matrix containing d rows d columns filled with fuel grade indices, each of which

19мmJ19mmJ

6, 0,5%, то 6, 0.5% then

20 матрицы отвечает одному из топлива, а каждый из столбцов 20 matrix corresponds to one of the fuel, and each of the columns

(6)(6)

Массив (М|) численных исходных данных, представляющий собой совокупность числовых индексов, отвечающих маркам топлива, каждая из которых соответствует одной из пар значений (kj, tj) , вводят в память идентификатора 8. Массив (МО можно получить, например, экспериментально установив соответствие между маркой MI исследуемого топлива и значением h его светопоглощение при данной температзфе t| для ряда значений температуры иAn array (M |) of numerical input data, which is a set of numerical indices corresponding to the fuel brands, each of which corresponds to one of the pairs of values (kj, tj), is entered into the identifier 8. The array (MO can be obtained, for example, by experimentally establishing the correspondence between the brand MI of the studied fuel and the value of h its light absorption at a given temperature t | for a number of temperature values and

выразив результаты эксперимента в форме массива (Mj) численных исходных данных.expressing the results of the experiment in the form of an array (Mj) of numerical source 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 М2 и IVLj в соотношении 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 brands M2 and IVLj in a 1: 2 ratio, 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(ki, tj) топлива в баке № п в функции характеристического параметра ik} при температзфе tj топлива. d значений характеристического параметра kj - одному из d значений температуры t j топлива в формирователя 9. В формирователе 9 определяются значение poi плотностиMatrix of grades M (ki, tj) of fuel in tank no. N as a function of characteristic parameter ik} at temperature tj of fuel. d values of the characteristic parameter kj to one of d values of the temperature t j of fuel in the shaper 9. In the shaper 9, the density value poi is determined

топлива и значение PJ температурного коэффициента плотности топлива, соответствующие марке Mi 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 PJ of the temperature coefficient of the density of the fuel corresponding to the brand Mi of the fuel or 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+P.t.),гдe(8) p (t) „pЛl + P.t.), Where

значения ры и Pi для известных марок топлива, а также для смесей топливP and Pi values for well-known fuel grades, 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 (С|) констант, введенных в память формирователя 9. Константы Cj 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 (C |) of constants entered in the memory of the former 9. Constants Cj 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 текуших плотностей топлива в каждом из N баков поступают на входы Bxp(t)i... Bxp(t)4 второй группы входов устройства 10, в котором определяются значения mi, ... Шп,... шм 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 density of the fuel in each of the N tanks are supplied to the inputs Bxp (t) i ... Bxp (t) 4 of the second group of inputs of the device 10, in which the values mi, ... Шп, .. are determined. Shm mass of fuel 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 Шд масс топлива в каждом баке поступают на входы Bxmi, ... Вхт суммирующего устройства 12 и на выходы ВыхШ,... BbixmNвычислителя 6 для передачи во внешние системы самолета.From the outputs of device 10, the values of Шd of masses of fuel in each tank are supplied to the inputs Bxmi, ... Vht of the summing device 12 and to the outputs Exit, ... BbixmN of calculator 6 for transmission to external systems of the aircraft.

(9) т„ р(0„У„, где(9) r „p (0„ Y „, where

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

Информация о значении массового запаса m топлива на борту самолета передается с выхода c TviMHpyrai j ero устройства 12 на вход Вхт формирователя 13 выходной информации. С выхода Выхт формирователя 13 во взаимодействующие системы самолета передается информация о массовом запасе m топлива на борту самолета, а с выходов Выхш ... Выхт этого формирователя - о массе mi топлива в отдельных топливных баках.Information about the value of the mass supply m of fuel on board the aircraft is transmitted from the output c TviMHpyrai jero of the device 12 to the input Vht of the output information shaper 13. From the output Exit of the shaper 13, information on the mass fuel supply m on board the aircraft is transmitted to the interacting systems of the aircraft, and from the outputs Exit ... The output of this shaper is transmitted about the mass of fuel mi in the individual fuel tanks.

Предложенная топливоизмерительная 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 fuel 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 определяет 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 fuel supply 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 т„ 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 in a tank filled with fuel of the same brand is insignificant for the proposed system, not exceeding ± 0.5%. Insignificance

2 miisj i2 miisj i

(10) .(10) .

погрешности объясняется тем, что масса Шп топлнва в баке вычнсляется с учетом темнературы топлива в этом баке и фактической марки топлива, идентифицированной в данном баке по текущим значениям светопоглощения и температуры топлива в баке.the error is explained by the fact that the mass of fuel oil in the tank is calculated taking into account the temperature of the fuel in this tank and the actual brand of fuel identified in this tank by the current values of light absorption and temperature of the fuel in the tank.

В случае, когда бак заполнен смесью тогшив 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 two different brands of togosh, 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 определять 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).

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 light absorption by the fuel in the fuel tanks, In particular, for fuel tanks that do not contain temperature sensors, fuel temperature sensors have been introduced in the tank, fuel level sensors have been installed in the fuel tank at least at three different points that do not lie on one straight line, a device for calculating fuel mass in the tank has been introduced into the on-board computer and 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, while the output of each light sensor sensations by 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 fuel parameter generator, equipped with additional temperature inputs connected to the respective outputs of the unit generation and normalization of sensor signals, the outputs of the device for calculating the volume of fuel in the tank are connected to the first group of inputs of the device for calculating the mass of fuel in the tank, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the generator of fuel parameters, and the outputs are connected to the inputs of the summing device.