RU26525U1 - ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND THERMAL CONDUCTIVITY - Google Patents
ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND THERMAL CONDUCTIVITY Download PDFInfo
- Publication number
- RU26525U1 RU26525U1 RU2002120120/20U RU2002120120U RU26525U1 RU 26525 U1 RU26525 U1 RU 26525U1 RU 2002120120/20 U RU2002120120/20 U RU 2002120120/20U RU 2002120120 U RU2002120120 U RU 2002120120U RU 26525 U1 RU26525 U1 RU 26525U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- tank
- inputs
- temperature
- sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
20021201202002120120
iUlliiinilllliniM „..„„,„„iUlliiinilllliniM „..„ „,„ „
г 0 0 г 1 г 0 1 2 0B64D 37/00g 0 0 g 1 g 0 1 2 0 B64D 37/00
Бортовая топливоизмерительная система с идентификацией марки топлива по его диэлектрической проницаемости и теплопроводностиOn-board fuel measuring system with identification of the fuel grade by its dielectric constant and thermal conductivity
Предлагаемая полезная модель относится к авнаприборостроению и может быть иснользована для контроля запаса топлива в топливных баках топливной системы самолета.The proposed utility model relates to automotive engineering 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
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 уровня топлива и углов наклона поверхности топлива, а также 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 вькодам 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 fuel level sensors and the angles of inclination of the fuel surface, as well as the output of the fuel temperature sensor connected to the corresponding input of the conversion and normalization unit of 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 conversion and normalization unit of signals sensors, the inputs of the source data of this device are connected to the inputs of the block of geometric characteristics of the tanks, and the temperature input of the parameter generator t Pliva connected to a corresponding output of the conversion unit normalization and 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
2dj oiOt2dj oiOt
параметрам топлива. Однако операция коррекции объемного запаса топлива наfuel parameters. However, the operation of correcting the volume of fuel in
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.the aircraft’s board 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 fuel brand M | at a temperature of 20 ° C.
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 погрешностью усреднения, вызванной реально сзш ествующим разбросом температур топлива между отдельными топливными баками. Разброс температуры топлива между отдельными баками топливной системы может достигать при эксплуатации самолета величины ± Ъ5°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 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 really existing spread of fuel temperatures between individual fuel tanks. The spread of fuel temperature between the individual tanks of the fuel system can reach ± 55 ° С 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
3MGdiol/03MGdiol / 0
аэропорту) и + 35°С (в южном аэропорту), температуры топлива в различных баках могут отличаться между собой на 70°С.airport) and + 35 ° C (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 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 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 + 35°С 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 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 + 35 ° С to - 35 ° С, achieve values of ± 7% See, for example, the reference book “Aviation fuel 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 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 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.
5(5(
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 сведенид о применении таких датчиков на борту самолета. РЬвестные датчики угла наклона, описанные в технической литературе и щироко 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. The conventional 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 уменьшенную геометрическую модель бака, заполненный постоянным количеством эталонной жидкости, с указателями углового положения поверхности этой жидкости, предназначены для использования в сутуло 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 stooped stationary conditions when the surface is controlled liquid emoy them is at rest.
Ла011 1оЮLa011 1st
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 существенную 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 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 сз мированием 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 данньпс 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 airplane in the proposed utility model, in contrast to the known system in which the mass fuel supply on board an airplane is determined by converting the volume fuel supply on board the airplane obtained in the summing device of the fuel volumes in each individual tank, calculated in the device for calculating the fuel volume in the tank, which is part of the on-board computer, in the mass fuel on-board fuel consumption by adjusting 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
7M}d idOfoLO7M} d idOfoLO
топлива в баке, входящем в состав бортового вычислителя, путем коррекции объемного запаса в массовый запас топлива в этом баке на основе измеряемых в процессе полета текущих значений характеристических параметров топлива: диэлектрической проницаемости и теплопроводности, 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 in the mass fuel reserve in this tank based on the current values of the characteristic fuel parameters measured during the flight: dielectric constant and thermal conductivity, as well as the fuel temperature in each tank, with identification in the on-board calculator of the brand of fuel actually contained in the tank according to the measured values of the characteristic parameters of the fuel in each tank, determination of the actual density in the on-board calculator opliva identified by brand fuel in each tank, the correction parameters in the shaper in the tank the actual fuel density fuel temperature in the fuel tank and the fuel mass margin determination on the aircraft by summing in summing device Bulk stocks of fuel in each 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 в бортовой вычислитель системы дополнительно введены 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 идентификаторе бортового вычислителя марке топлива в баке и по фактическому значению температуры топлива в этом баке.For this purpose, a device for calculating the mass of fuel in the tank is additionally introduced into the on-board computer of the system based on information received on the inputs of this device about the volume of fuel in the tank and the actual density of fuel in the tank, determined by the brand of fuel in the tank identified in the identifier of the on-board computer and by the actual value of 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 предлагаемой полезной модели, в отличие от известнойTo reduce the influence of the third of the noted shortcomings of the known system on the accuracy of determining the fuel supply in the tank during spatial evolutions of the aircraft in the proposed utility model, 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 соответствующими датчиками 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 погрешности 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 on the basis of the measured current values of the fuel level in the tank using the current values of the angle of inclination of the surface of the fuel measured in the tank and, as the initial data, the geometric characteristics of the tank, a fuel measuring system is proposed in which the volumetric the fuel supply 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 ezhaschih on. one straight line, using, as 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 fuel surface in the tank and without taking into account the influence of the evolutionary error of measuring the angle of inclination of the fuel surface on the accuracy of determining the fuel supply in the tank.
Таким образом, в основу предлагаемой полезной модели поставлена задача повышения точности определения массового запаса топлива на борту самолета при пространственных эволюциях самолета, разбросе температ)ф 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 supply of fuel on board an aircraft during spatial evolutions of the aircraft, the temperature and grade of fuels located in different tanks of the aircraft’s 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 объемаThis 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, tank geometric characteristics block, an adder and an on-board calculator comprising a volume calculating device
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 характеристических параметров топлива в топливных баках самолета: датчик диэлектрической проницаемости топлива и датчик теплопроводности топлива, 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 характеристического параметра топлива 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 этогоfuel in the tank and the driver of the fuel parameters, 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 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 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 shaper of the fuel parameters is supplied with temperatures The new input, connected to the corresponding output of the sensor signal conversion and normalization unit, is new: the system additionally incorporates sensors of the characteristic parameters of the fuel in the fuel tanks of the aircraft: the dielectric constant of the fuel and the thermal conductivity of the fuel, additionally for fuel tanks that do not contain temperature sensors , fuel temperature sensors were introduced in the tank, fuel level sensors were installed in the fuel tank at least at three different points on it, not lying on a straight line, the device for calculating the mass of fuel in the tank and the identifier of the brand of fuel in the tank are introduced into the on-board computer, the generator of fuel parameters is equipped with additional temperature inputs for the number of additional sensors for temperature of the fuel in the tank, with the output of each sensor of the characteristic fuel parameter and each additional sensor the temperature of the fuel is connected to the corresponding input of the conversion and normalization unit of the sensor signals, parametric and temperature inputs are ideally the fuel brand identifier in the tank are connected to the corresponding outputs of the conversion and normalization unit of the sensor signals, the outputs of this
идентификатора подключены ко идентификационным входам формирователя параметров топлива, снабженного дополнительными температурными входами, 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.the identifier is connected to the identification inputs of the fuel parameter generator, equipped with additional temperature inputs connected to the corresponding outputs of the conversion and normalization unit of the sensor signals, the outputs of the tank fuel volume calculator are connected to the first group of inputs of the fuel mass calculator in the tank, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the shaper of the fuel parameters, and the outputs are connected to the inputs of the summing device.
Заявленная полезная модель поясняется представленной на Фигуре фзшкциональной 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, датчики 3 и 4, соответственно, первого и второго характеристических параметров (J) 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 различньпс точках этого бака, не лежащих на одной прямой линии. В качестве датчика 3 первого характеристического параметра топлива применен датчик диэлектрической проницаемости (е) топлива, а в качестве датчика 4 второго характеристического параметра топлива применен датчик теплопроводности (Л,) топлива. Выходы датчиков 2, 3, 4 и 5 каждого бака 1 подключены к одной из групп входов блока 6 преобразования и нормирования сигналов датчиков, предназначенного для приведения к единому нормализованному видуThe fuel measuring system contains sensors for current fuel parameters installed in each of the N fuel tanks 1 of the aircraft fuel system: fuel level sensors (h) 2, for example, electric capacitive level sensors, sensors 3 and 4, respectively, of the first and second characteristic parameters (J) of the fuel and a fuel temperature sensor (t) 5, for example, a 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. A fuel dielectric constant sensor (e) was used as a sensor 3 of the first fuel characteristic parameter, and a fuel thermal conductivity sensor (L,) was used as a sensor 4 of the second fuel characteristic parameter. The outputs of the sensors 2, 3, 4 and 5 of each tank 1 are connected to one of the groups of inputs of the block 6 conversion and normalization of the sensor signals, designed to bring to a single normalized form
иAMoLloU)andAMoLloU)
неунифицированных сигналов датчиков различных физических величин: уровня Ь, диэлектрической проницаемости 8, теплопроводности А, и температуры t.ununified sensor signals of various physical quantities: level b, permittivity 8, thermal conductivity A, and temperature t.
Блок 6 имеет N групп входов (по числу N баков 1). Датчики 2, 3, 4 и 5 каждого бака 1 подключены к гр)шпе входов блока 6, номер которой соответствует номеру этого бака, например, датчик 5 температуры топлива, установленный в первом баке 1, подключен к одному их входов первой группы входов - входу Вх ti блока 6, а датчик 2 уровня топлива, установленный в точке «2 N - ого бака Ь, подключен к одному из входов N- ной группы входов - входу Вх hN2 блока 6. Выходы блока 6 соединены со входами бортового вычислителя 7, в состав которого входят электронные модули: устройство 8 вычисления объема топлива в баке, идентификатор 9 марки топлива в баке, формирователь 10 параметров топлива и устройство 11 вычисления массы топлива в баке; кроме того, в состав системы входят блок 12 геометрических характеристик баков и суммирующее устройство 13 и формирователь 14 выходной информации.Block 6 has N input groups (according to the number of N tanks 1). Sensors 2, 3, 4, and 5 of each tank 1 are connected to g) the inputs of block 6, the number of which corresponds to the number of this tank, for example, the fuel temperature sensor 5 installed in the first tank 1 is connected to one of the inputs of the first group of inputs - the input Input ti of block 6, and the fuel level sensor 2, installed at the point “2 of the Nth tank b, is connected to one of the inputs of the Nth group of inputs - input Bx hN2 of block 6. The outputs of block 6 are connected to the inputs of the on-board computer 7, the composition of which includes electronic modules: device 8 for calculating the volume of fuel in the tank, identifier p 9 brand fuel tank, the fuel parameter generator 10 and computing device 11 fuel tank mass; in addition, the system includes a block 12 of geometric characteristics of the tanks and the adder 13 and the driver 14 output information.
Устройство 8 вычисления объема топлива в баке содержит группу уровнемерных входов и группу входов исходных данньгк. Уровнемерные входы Bxhii, Bxhi2 , Bxhi3, ... Bxhwi, , ВхЬмз устройства 8 соединены с соответствующими выходами блока 6, а входы Вх (Ьп , b2j , b3k)i Вх (Ьц , b2j , Ьзк)к исходных данных - с выходом блока 12 геометрических характеристик бака.The device 8 for calculating the volume of fuel in the tank contains a group of level inputs and a group of inputs of the original data. The level inputs Bxhii, Bxhi2, Bxhi3, ... Bxhwi,, Bxbmz of device 8 are connected to the corresponding outputs of block 6, and the inputs Bx (bn, b2j, b3k) i Bx (bc, b2j, bzk) to the source data are output from the block 12 geometric characteristics of the tank.
Идентификатор 9 марки топлива в баке содержит группу параметрических входов и группу температурных входов. Параметрические входы Bx8i, ВхЯ,1, ... BxEN, BxA,N идентификатора 9, предназначенные для приема нормализованных значений характеристических параметров топлива в баках, иThe fuel grade identifier 9 in the tank contains a group of parametric inputs and a group of temperature inputs. Parametric inputs Bx8i, BxH, 1, ... BxEN, BxA, N of identifier 9, designed to receive the normalized values of the characteristic parameters of the fuel in the tanks, and
2oUOoLf((2oUOoLf ((
температурные входы Bxti, ... BxtN идентификатора 9, предназначенные для приема нормализованных значений температуры топлива в баках, соединены с соответствующими выходами блока 6.temperature inputs Bxti, ... BxtN of identifier 9, designed to receive normalized temperature values of fuel in tanks, are connected to the corresponding outputs of block 6.
Выходы идентификатора 9 подключены к идентификационным входам BxMi, ... BxMN формирователя 10 параметров топлива, выходы которого соединены со входами второй группы входов Bxp(t)i, ... Bxp(t)N устройства 11 вычисления массы топлива в баке. Температурные входы Bxti, ... BxtN формирователя 10 подключены к соответствующим выходам блока 6, а первая группа входов BxVi,... ВхУ устройства 11 соединена с выходами устройства 8.The outputs of the identifier 9 are connected to the identification inputs BxMi, ... BxMN of the fuel parameter generator 10, the outputs of which are connected to the inputs of the second group of inputs Bxp (t) i, ... Bxp (t) N of the device 11 for calculating the fuel mass in the tank. The temperature inputs Bxti, ... BxtN of the shaper 10 are connected to the corresponding outputs of block 6, and the first group of inputs BxVi, ... VhU of the device 11 is connected to the outputs of the device 8.
Выходы устройства 11 соединены со входами Bxmi ... Вхт суммирующего устройства 13 и со входами Bxmi ... Bxm формирователя 14 выходной информации. Выход суммирующего устройства 13 соединен со входом Вхт формирователя 14 выходной информации, выход Выхт которого предназначен для вьщачи во взаимодействующие системы самолета информации о массовом запасе m топлива на борту самолета, в выходы Bbixmi ... Выхшц- для выдачи в эти системы информации о массе mi топлива в отдельных топливных баках.The outputs of the device 11 are connected to the inputs Bxmi ... Vht of the summing device 13 and to the inputs Bxmi ... Bxm of the output driver 14. The output of the summing device 13 is connected to the input Vht of the output information shaper 14, the output of which is intended to provide information about the mass fuel supply m on board the aircraft into the interacting systems of the aircraft, to the outputs Bbixmi ... Vykhshts - to provide mi mass information to these systems fuel in separate fuel tanks.
Датчик 3 первого характеристического параметра топлива представляет собой датчик диэлектрической проницаемости топлива, выполненный, например, в виде диэлектрометрической ячейки, содержащей конденсатор, величина выходного информативного параметра которого - электрической емкости зависит от диэлектрической проницаемости е топлива, находящегося между электродами конденсатора. Датчик 4 второго характеристического параметра топлива представляет собой датчик теплопроводности топлива, выполненный.The sensor 3 of the first characteristic fuel parameter is a dielectric constant of the fuel, 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 capacity depends on the dielectric constant e of the fuel located between the electrodes of the capacitor. The sensor 4 of the second characteristic parameter of the fuel is a fuel thermal conductivity sensor, made.
13dMoiioLofak)13dMoiioLofak)
например, в виде мерной ячейки теплопроводности, содержащей подогреваемыйfor example, in the form of a measured cell of thermal conductivity containing a heated
током терморезистор, температура которого при прочих равных условиях определяется теплопроводностью окружающей среды; при погружении мерной ячейки в топливо величина выходного информативного параметра терморезистора - его электросопротивления - зависит от теплопроводности Я, топлива.current thermistor, the temperature of which, ceteris paribus, is determined by the thermal conductivity of the environment; when the measuring cell is immersed in fuel, the value of the output informative parameter of the thermistor — its electrical resistance — depends on the thermal conductivity of I, the fuel.
При работе предлагаемой топливоизмерительной системы предварительно в бортовой вычислитель 7 и в блок 12 геометрических характеристик баков вводят исходные данные, алгоритмы преобразования и функциональные зависимости, необходимые для вычисления массового запаса топлива. Исходные данные вводят в память идентификатора 9, формирователя 10 и блока 12. Алгоритмы преобразования вводят в память идентификатора 9 и формирователя 10, математические зависимости вводят в память устройств 8 и 11, а также в память формировате.ля 10.When 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 7 and into the block 12 of the geometric characteristics of the tanks. The initial data are entered into the memory of identifier 9, shaper 10 and block 12. Transformation algorithms are entered into the memory of identifier 9 and shaper 10, mathematical dependencies are entered into the memory of devices 8 and 11, as well as into the memory of shaper. 10.
В память идентификатора 9 марки топлива в баке вводят два массива исходных данных: массив (аО характеристических констант топлива и массив (Mi) марок топлива в функции одного из характеристических параметров Ji топлива, например параметра Я,{, при конкретном значении tj температуры топлива. В память блока 12 геометрических характеристик бака вводят два массива исходных данных: массив (1,2 ... п, ... N) номеров топливных баков и массив (Ьи , 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 10 параметров топлива вводят массив исходных данных (Ci) о значениях номинальных плотностей pi топлива и температурных коэффициентов р| плотности топлива для группы топливTwo arrays of initial data are introduced into the fuel identifier 9 of the fuel grade in the tank: an array (aO of characteristic fuel constants and an array (Mi) of fuel grades as a function of one of the fuel characteristic parameters Ji, for example, parameter I, {, for a specific value of fuel temperature tj. the memory block 12 of the geometric characteristics of the tank enter two arrays of source data: an array (1,2 ... n, ... N) of fuel tank numbers and an array (b, bi, bsi) of constants for each tank, matching any pair of values (Bc h2j) fuel level at points "1 and" 2 e of the tank, there is one value Vn of the fuel volume in the tank.In the memory of the shaper 10 of the fuel parameters, an array of initial data (Ci) is entered on the values of the nominal densities pi of the fuel and temperature coefficients p | density of the fuel for the group of fuels
oL(lOdfoL(9l()LOoL (lOdfoL (9l () LO
известных марок, используемых на данном классе самолетов, и для смесей топлив этих марок. Кроме того, в память идентификатора 9 и формирователя 10 вводят алгоритмы преобразования исходных данных в выходные сигналы этих электронных модулей. В память устройств 8 и 11, а также в память формирователя 10 вводят функциональные зависимости, необходимые для вычисления объема и массы топлива в баке.well-known brands used on this class of aircraft, and for mixtures of fuels of these brands. In addition, algorithms for converting the source data into the output signals of these electronic modules are introduced into the memory of the identifier 9 and the shaper 10. In the memory of devices 8 and 11, as well as in the memory of the former 10, 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, 4 и 5, установленных в топливных баках 1, на входы ВхЬц, Bxhij , Bxhi3 , Bxei, BxXi , Bxti, ... Bxh, Bxhiva, Bx8N , BxA,N , BxtN блока 6 поступают сигналы о текущих значениях уровней, характеристических параметров и температуры топлива в каждом из топливных баков 1. В блоке 6 эти сигналы преобразуются к нормализованному виду и с соответствующих выходов блока поступают на соответствующие входы электронных модулей 8, 9 и 10 бортового вычислителя 7. Нормализованные сигналы о текущих значениях трех различных зфовней топлива в каждом баке, измеренных в трех точках бака, не лежащих на одной прямой линии, поступают с выходов блока 6 на уровнемерные входы ВхЬц, Bxhi2 , Bxhi3, ... ВхЬм, BxhN2 BxhNs устройства 8 вычисления объема топлива в баке, нормализованные сигналы о текущих значениях каждого их харавстеристических параметров EI и А,| топлива в каждом из N баков 1 поступают с выходов блока 6 на параметрические входы Вхеь BxA,i , ... Вхе , ВхЯ, идентификатора 9 марки топлива в баке, а нормализованные сигналы о температуре топлива в каждом баке - с выходов блока 6 на температурные входы Bxti, ... Bxtjv этого идентификатора и на температурные входы Bxti, BxtN формирователя 10 параметров топлива.During the flight, from the outputs of sensors 2, 3, 4, and 5 installed in the fuel tanks 1, to the inputs Bxb, Bxhij, Bxhi3, Bxei, BxXi, Bxti, ... Bxh, Bxhiva, Bx8N, BxA, N, BxtN of block 6 signals are received about the current values of levels, characteristic parameters and fuel temperature in each of the fuel tanks 1. In block 6, these signals are converted to normalized form and from the corresponding outputs of the block are fed to the corresponding inputs of electronic modules 8, 9 and 10 of the on-board computer 7. Normalized signals about the current values of three different fuel levels in each tank, and measured at three points of the tank, not lying on one straight line, they come from the outputs of block 6 to the level inputs Bxb, Bxhi2, Bxhi3, ... Bxbm, BxhN2 BxhNs of the device 8 for calculating the volume of fuel in the tank, normalized signals about the current values of each of their character parameters EI and A, | the fuel in each of the N tanks 1 comes from the outputs of block 6 to the parametric inputs Вхе BxA, i, ... Вхе, ВхЯ, identifier 9 of the fuel grade in the tank, and normalized signals about the temperature of the fuel in each tank from the outputs of block 6 to the temperature inputs Bxti, ... Bxtjv of this identifier and to the temperature inputs Bxti, BxtN of the shaper 10 fuel parameters.
(M)d1oU}{oUO(M) d1oU} {oUO
в устройстве 8 вычисляется объем „ 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 исходных данных о геометрических характеристиках этого бака, поступающих с выходов блока 12 на входы Вх (bii , b2j , b3k)b -.. Вх (bii , bij , Ьзь)н исходных данных устройства 8 в соответствии с введенной в память устройства 8 функциональной зависимостьюin the device 8, the volume of fuel in the nth fuel tank 1 is calculated 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 12 to the inputs Bx (bii, b2j, b3k) b - .. Bx (bii, bij, b3) and the initial data of the device 8 in accordance with the functional dependence entered into the memory of the device 8
(1)(Ь,.,Ь2рЬзь;Ь.,Ь2рЬзь)„, где(1) (b,., B2bz; b., B2bbz), where
функция F ставит в соответствие каждой тройке (hjjjhjjjhj) текущих значенийthe function F associates with each triple (hjjjhjjjhj) of current values
аргументов одно и только одно значение объема У„ топлива в п-ом баке, геометрические характеристики которого заданы массивом исходных данных констант (bii b2i , b3k)n Зависимость (1) может быть выражена, например, линейным полиномомarguments there is one and only one value of the volume V „of fuel in the nth tank, the geometric characteristics of which are given by an array of initial constants (bii b2i, b3k) n Dependence (1) can be expressed, for example, by a linear polynomial
(2)У„(Ь„Ь,.+Ь,Ь,ч-Ьз,Ьз,)„,где(2) Y „(b„ b,. + B, b, h-b3, b3,) „, where
коэффициенты .Ь характеризуют геометрию п-ного топливного бака, а уровни hj.,h2j и Ьзь топлива измеряются в точках «1, «2 и «3 этого бака, неthe coefficients b characterize the geometry of the nth fuel tank, and the levels hj., h2j and b3 of the 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 hii,... hjd уровня топлива в точке «1 п-ного бака, и d столбцов, каждый из которых содержит d численных значений объемов топлива.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 hii, ... hjd of the fuel level at point “1 of the fifth tank, and d columns, each of which contains d numerical values of fuel volumes.
f oiioLOIAof oiioLOIAo
соответствующих значениям h2i,... had уровня топлива в точке «2 п-ого бака. При этом каждая из d квадратных матриц соответствует одному из d значений уровня Ьзь ... hsd 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 УИ ... объема топлива в топливном баке № 4 в функции уровней hij и h2j топлива, соответственно, в точках «1 и «2 этого бака.corresponding to the values of h2i, ... had the 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 b3 ... hsd of 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 MD ... of the fuel volume in fuel tank No. 4 as a function of the fuel levels hij and h2j, respectively, at points “1 and“ 2 of this tank.
(3)(3)
Матрица значений объема V(hii, h2j)4 топлива в топливном баке № 4 при значении уровня h3k 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 h3k const.
Данная матрица является одной из d квадратных матриц, каждая из которых соответствует одному из d численных значений Ьз1, ... hak ... had 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 (hia, h24) уровня топлива отвечает значение Уз4 объема топлива. Третье значение h3k уровня топлива в точке «3 четвертого бака необходимо для выбора той из d квадратных матриц, котораяThis matrix is one of the d square matrices, each of which corresponds to one of the d numerical values of bz1, ... hak ... had the fuel level at point "3 of the fuel tank number 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 fuel level values (hia, h24) correspond to the Uz4 value of the fuel volume. The third value h3k of the fuel level at the point “3 of the fourth tank is necessary to select the one of the d square matrices that
соответствует значению Ьзи уровня, а именно, - матрицы с номером k. Выбор матрицы с номером k позволяет определить уточненное по значению hjk уровня топлива значение Уз4к объема топлива в топливном баке № 4. Данное значение объема вычисляют в модуле 9 в соответствии с полиномом (2):corresponds to the value of L3 level, namely, the matrix with number k. The choice of a matrix with number k allows us to determine the value Uz4k of the fuel volume in fuel tank No. 4, refined by the value hjk of the fuel level. This volume value is calculated in module 9 in accordance with polynomial (2):
4(ЬнЬ,.,+ЬзьЬзь)44 (bj,., + Bj) 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
Vnmax- объем топлива в полностью заполненном баке с номером п, то, задаваясь числом d, можно обеспечить люб)ао требуемую точность вычисления объема топлива в баке 1.Vnmax is the volume of fuel in a completely filled tank with number n, then, given the number d, you can ensure any required accuracy of calculating the amount of fuel in tank 1.
Массив (bii , bii , Ьзи)п 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 уровнейAn array of (bii, bii, bz) 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 designing 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
18UJQ d /oUO18UJQ d / oUO
птахptah
6.6.
+ +
, гдеwhere
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, b2j bsk полинома (2) для d различнък положений секзоцей плоскости. Число d устанавливают, исходя из заданной величины погрешности 5d дискретизации объема топливного бака. Например, если заданная величина погрешности дискретизации составляет d 100, что соответствует размерности числовой матрицы (3) d 5, если d 200, что соответствует размерности числовой матрицы (3) d 6.hi, h2 and b3 fuel in the tank. By numerically determining the value of the tank volume 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, b2j bsk of polynomial (2) for d different positions of the section plane. The number d is set based on a predetermined value of the error 5d discretization of the volume of the fuel tank. For example, if the specified value of the sampling error is d 100, which corresponds to the dimension of the numeric matrix (3) d 5, if d 200, which corresponds to the dimension of the numeric matrix (3) d 6.
Значения вычисленных в устройстве 8 объемов Vn топлива в каждом из N баков топливной системы передаются с въкодов этого устройства на входы BxVi ... BxVN первой группы входов устройства 11, в котором вычисляются значения mi, mj,... Шп,... 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 8 in each of the N tanks of the fuel system are transmitted from the inputs of this device to the inputs BxVi ... BxVN of the first group of inputs of the device 11, in which the values mi, mj, ... Шп, ... шк are calculated the mass of fuel in each of the N fuel tanks 1 in accordance with the known dependence
(4) (0„,где(4) (0 „, 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 9 фактической марки топлива Mj, содержащегося в этом баке, по характеристическим параметрам ei и Я, i топлива, измеренным при температуре tj топлива с последующим определением в формирователе 10 плотности топлива, соответствующей идентифицированнойp (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 located in the fifth fuel tank is carried out by identifying in the identifier 9 the actual brand of fuel Mj contained in this tank according to the characteristic parameters ei and I, i of the fuel measured at the temperature tj of the fuel with subsequent determination in the former 10 fuel density corresponding to the identified
({dJO({dJO
,то then
6 0,5%, то 6 0.5% then
марке топлива в баке, и с коррекцией этой плотности по фактической температуре топлива в баке.brand of fuel in the tank, and with 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 характеристических параметров Sj и А, i топлива в п-ом баке и поступающих на его температурные входы нормализованных сигналов об измеренных текущих значениях температуры tj топлива в этом баке. Идентификаций марки топлива выполняется, например, на основе D - этапного селективного алгоритма, где D - число характеристических параметров топлива, используемых в поэтапном селективном процессе идентификации марки топлива; в данном случае D 2.The 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 the characteristic parameters Sj and A, i of 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 tank. Identification of the fuel grade is performed, for example, on the basis of D, a selective selective algorithm, where D is the number of characteristic parameters of the fuel used in a phased selective process of identifying the fuel grade; in this case, D 2.
На этапе I идентификации по значению одного из характеристических параметров Ji топлива в баке, например параметра БЬ при температуре tj топлива в этом баке производится грубая селекция марки идентифицируемого топлива по признаку «тяжелые топлива - легкие топлива, например, на основании системы неравенств:At stage I, identification by the value of one of the characteristic parameters Ji of the fuel in the tank, for example, the parameter Bb, at a temperature tj of fuel in this tank, a coarse selection of the brand of identifiable fuel is performed according to the criterion "heavy fuels - light fuels, for example, based on a system of inequalities:
|8,а, t,a,| 8, a, t, a,
f8,a,f8, a,
t.a,t.a,
где Hi - характеристическая константа топлива, массив (а,) которых введен в память идентификатора 9 в качестве массива численных исходных данных. Массив (aj) можно получить, например, экспериментально установив соответствие между топливами группы легких топлив и значением 8| характеристическогоwhere Hi is the characteristic constant of the fuel, the array (s) of which is entered into the identifier 9 memory as an array of numerical initial data. An array (aj) can be obtained, for example, by experimentally establishing a correspondence between the fuels of the light fuel group and the value 8 | characteristic
20oijOJOd fM (М20oijOJOd fM (M
- легкое топливо, - light fuel
- тяжелое топливо.- heavy fuel.
параметра топлива для этой группы при постоянной температуре tj для нескольких значений температуры, а также между топливами группы тяжелых топлив и значением EJ характеристического параметра топлива для этой группы топлив при постоянной температуре t j для нескольких значений температуры и выразив результат установленного соответствия в форме массива (аО численных исходных данных.the fuel parameter for this group at a constant temperature tj for several temperature values, as well as between the fuels of the heavy fuel group and the value EJ of the characteristic fuel parameter for this group of fuels at a constant temperature tj for several temperature values and expressing the result of the established correspondence in the form of an array (aO numerical source data.
При попадании идентифицируемого топлива в группу, например, легких топлив, содержащую топлива марок Мь Mj, ... Mq с относительно .низкой плотностью, выполняется следующий этап II селекции путем минимизации числа различных марок топлива в выявленной группе легких топлив. Алгоритм минимизации может быть задан, например, квадратной численной матрицей, содержащей d строк d столбцов, заполненных индексами марок топлива, причем каждая из строк матрицы отвечает одному из d значений характеристического параметра топлива Ял, а каждый из столбцов - одному из d значений температурыIf an identifiable fuel falls into a group, for example, light fuels containing fuels of brands Mj Mj, ... Mq with a relatively low density, the next stage II of selection is performed by minimizing the number of different grades of fuel in the identified group of light fuels. The minimization algorithm can be specified, for example, by a square numerical matrix containing d rows of d columns filled with fuel grade indices, each of the rows of the matrix corresponding to one of d values of the fuel characteristic parameter Yal, and each of the columns to one of d temperature values
tj топлива в баке.tj fuel in the tank.
(6)(6)
(gk) (gk)
Матрица марок М(Л,|, tj) топлива в баке № п в функции характеристического параметраMatrix of grades M (L, |, tj) of fuel in tank No. p as a function of the characteristic parameter
AJ при температуре ijf топлива.AJ at temperature ijf fuel.
которых соответствует одной из пар значений (A-i , tj) , вводят в памятьwhich corresponds to one of the pairs of values (A-i, tj), is entered into memory
идентификатора 9. Массив (М{) можно получить, например, экспериментально установив соответствие между маркой М| исследуемого топлива и значением Ajidentifier 9. An array (M {) can be obtained, for example, experimentally establishing a correspondence between the brand M | test fuel and the value of Aj
его характеристического параметра при данной температуре t/ для ряда значенийits characteristic parameter at a given temperature t / for a number of values
температуры и выразив результаты эксперимента в форме массива (М) численных исходных данных.temperature and expressing the results of the experiment in the form of an array (M) of numerical source data.
После идентификации известной марки топлива в п-ном баке, например марки MI , числовой индекс, соответствующий этой марке, передается с выхода идентификатора 9 на п-ный вход первой группы входов BxMi, ... ВхМк формирователя 10. При идентификации смеси топлив в п-ном баке, например смеси топлив марок Мз и Mj в соотношении 1:2, этой смеси присваивается условный числовой индекс Mj, который также передается с выхода идентификатора 9 на вход формирователя 10. В формирователе 10 определяются значение ры плотности топлива и значение Pi температурного коэффициентаAfter identifying a known brand of fuel in the pth tank, for example, MI brand, the numerical index corresponding to this brand is transmitted from the output of identifier 9 to the pth input of the first group of inputs BxMi, ... BxMk of shaper 10. When identifying the fuel mixture in p -th tank, for example, a mixture of fuels of brands Mz and Mj in a 1: 2 ratio, this mixture is assigned a conditional numerical index Mj, which is also transmitted from the output of identifier 9 to the input of shaper 10. In shaper 10, the fuel density value and Pi value of the temperature coefficient are determined that
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 densities corresponding to the MI fuel grade or mixture of fuel grades in the nth tank, and the actual value p (t) n of the fuel density in this tank is calculated at the fuel temperature tj in the tank in accordance with the known functional dependence
(8) p(tX p l+Pit,),rae(8) p (tX p l + Pit,), rae
значения poi и PI для известных марок топлива, а также для смесей топливpoi 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 (ci) констант, введенных в памятьwell-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 (ci) of constants entered into memory
22((Ш22 ((W
формирователя 10. Константы C| получают на основании данных, приведенных в справочной литературе, например, в вышеупомянутом справочнике.shaper 10. Constants C | receive on the basis of data provided in the reference literature, for example, in the above reference.
С выходов формирователя 10 вычисленные значения фактических текущих плотностей топлива в каждом из N баков поступают на входы Bxp(t)i ... Bxp(t)N второй группы входов устройства 11, в котором определяются значения mi, ... Шп,... шк массы топлива в каждом из N баков в соответствии с известной функциональной зависимостью Шц - масса топлива в п-ом баке.From the outputs of the shaper 10, 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 11, in which the values mi, ... Шп, .. are determined. shk of the fuel mass in each of the N tanks, in accordance with the well-known functional dependence Шс - mass of fuel in the nth tank.
С выходов устройства 11 значения Шп масс топлива в каждом баке поступают на входы Bxmi, ... Вхт суммирующего устройства 13 и на входы Bxmi,... Bxmiy формирователя 14 выходной информации.From the outputs of device 11, the values of Шп of masses of fuel in each tank are supplied to the inputs Bxmi, ... Vht of the summing device 13 and to the inputs Bxmi, ... Bxmiy of the output driver 14.
В суммирующем устройстве 13 производится определение массового запаса m топлива на борту самолета путем суммирования масс Шп в соответствии с известным выражениемIn the adder 13, the mass supply m of fuel on board the aircraft is determined by summing the masses Шп in accordance with the known expression
Информация о значении массового запаса m топлива на борту самолета передается с выхода суммирующего устройства 13 на вход Вхт формирователя 14 выходной информации. С выхода Выхт формирователя 14 во взаимодействующие системы самолета передается информация о массовом запасе m топлива на борту самолета, а с выходов Bbixmj, ... Выхт этого формирователя - о массе ш; 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 of the summing device 13 to the input Vht of the output information shaper 14. From the output Exit of the shaper 14, information about the mass fuel supply m on board the aircraft is transmitted to the interacting systems of the aircraft, and from the outputs Bbixmj, ... The output of this shaper is about the mass w; fuel in separate fuel tanks.
23AMcLiobofoLp23AMcLiobofoLp
(9) ю„ р(0„У„, где (9) u „r (0„ y „, where
(10) .(10) .
самолета, так и на борту самолета в целом. При этом точность измерения обеспечивается и в тех случаях, когда отдельные баки самолета заполнены тоштивами различных марок или смесями топлив различных марок, а температуры топлива, заполняющего отдельные баки, значительно отличаются между собой.aircraft, and on board the aircraft as a whole. At the same time, the measurement accuracy is also ensured in cases where individual aircraft tanks are filled with different types of coffin or mixtures of different types of fuels, 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 погрешностей измерения, вызванных использованием таких датчиков..The proposed system accurately determines the mass fuel supply during spatial evolutions of the aircraft without using 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 погрешность определения массы Шп топлива в баке, заполненном топливом одной марки, составляет для предлагаемой системы незначительную величину, не превышающую ± 0,5 %. Незначительность погрешности объясняется тем, что масса Шд топлива в баке вычисляется е учетом температуры топлива в этом баке и фактической марки топлива, идентифицированной в данном баке по текущим значениям характеристических параметров и температуры топлива в баке.The 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%. The margin of error is due to the fact that the mass of fuel Ш 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 the characteristic parameters and the temperature of the fuel in the tank.
В , когда бак заполнен смесью топлив двух различных марок, дополнительная методическая погрешность определения массы топлива в баке составляет не более ± 0,5 %.B, 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 ± 0.5%.
Дополнительная эволютивная погрешность определения массы топлива в баке с учетом погрешности дискретизации объема топлива составляет при числеAn 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 незначительную величину, не превосходящую 0,5%, а при числе d 6 составляет меньшую величину.d 6 216 is a negligible amount not exceeding 0.5%, and with the number d 6 it is a smaller value.
24Jij uOd djOfdp24Jij uOd djOfdp
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).
25М о1Ш1ои)25M o1Sh1oi)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002120120/20U RU26525U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND THERMAL CONDUCTIVITY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002120120/20U RU26525U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND THERMAL CONDUCTIVITY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU26525U1 true RU26525U1 (en) | 2002-12-10 |
Family
ID=38310883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002120120/20U RU26525U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND THERMAL CONDUCTIVITY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU26525U1 (en) |
-
2002
- 2002-07-26 RU RU2002120120/20U patent/RU26525U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108120485A (en) | A kind of ocean robot fuel tank fuel quantity measuring device and method | |
| US4262531A (en) | Fluid-gauging methods and systems | |
| EP0248121B1 (en) | Aircraft energy loading method and apparatus | |
| US8515694B1 (en) | Methods and systems for gauging multiple hydrocarbon fuel mixtures | |
| RU26525U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND THERMAL CONDUCTIVITY | |
| RU26518U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY | |
| RU2208544C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its dielectric permeability and heat conductivity | |
| RU2208550C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its heat conductivity | |
| RU2208551C1 (en) | Fuel gauging systemat correction by dielectric permeability and heat conductivity | |
| RU26526U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND LIGHT ABSORPTION | |
| RU26517U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS CHARACTERISTIC PARAMETERS | |
| RU26519U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU2208548C1 (en) | Fuel gauging system at identification of its grade by dielectric permeability | |
| RU2208546C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its characteristic parameters | |
| RU2208547C1 (en) | Method of determination of mass of fuel | |
| RU2208552C1 (en) | Fuel gauging system at correction by fuel dielectric permeability | |
| RU26523U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH CORRECTION ON DIELECTRIC FUEL PERMEABILITY | |
| RU26521U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS LIGHT ABSORBING AND HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU2208545C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its dielectric permeability and light absorption | |
| RU26522U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH CORRECTION ON DIELECTRIC PERMEABILITY AND FUEL HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU26520U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS LIGHT ABSORPTION | |
| RU2208543C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its themal conductivity and light absorption | |
| RU2208553C1 (en) | Fuel gauging system at correction by fuel heat conductivity | |
| RU26524U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH CORRECTION ON FUEL HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU2208549C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its light absorption |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration |