RU26526U1 - ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND LIGHT ABSORPTION - Google Patents
ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND LIGHT ABSORPTION Download PDFInfo
- Publication number
- RU26526U1 RU26526U1 RU2002120328/20U RU2002120328U RU26526U1 RU 26526 U1 RU26526 U1 RU 26526U1 RU 2002120328/20 U RU2002120328/20 U RU 2002120328/20U RU 2002120328 U RU2002120328 U RU 2002120328U RU 26526 U1 RU26526 U1 RU 26526U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- tank
- inputs
- temperature
- sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
20021203282002120328
ШЦРПЦЩЩШЩ .B«4D 37/00ШЦРПЦЩЩЩЩ .B "4D 37/00
Бортовая топливоизмерительная система с идентификацией марки топлива ио его диэлектрической проницаемости и светопоглощеииюOn-board fuel measuring system with identification of the brand of fuel and its dielectric constant and 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 )четом геометрических характеристик этого бака и с коррекцией вычисленного в бортовом вычислителе запаса топлива на борту самолета по измеренным текущим значениям углов крепа и тангажа самолета. Л. Б. Лещипер и др. Проектирование топливных систем, М., «Мащиностроение, стр.30-32,1991.A fuel metering 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 a fuel tank as a function of the fuel level in a tank, taking into account the geometric characteristics of this tank and correcting it calculated in the on-board the fuel supply calculator on board the aircraft according to the measured current values of the crepe and pitch angles of the aircraft. LB Leshchiper et al. Design of fuel systems, M., "Machine-building, 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 па 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 significantly differ 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 преобразованри 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 выходам блока геометрических характеристик баков, а температурный вход формирователя параметров топлива соединен с соответствующим выходом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков.Federation No. 2156444, MKI GO IF 23/26, B64D 37/00, publ. 2000 g, comprising fuel level sensors and fuel surface angle sensors installed in the aircraft’s fuel tanks, a fuel temperature sensor installed in one of the aircraft’s fuel tanks, a unit for converting and normalizing the signals of the said sensors, a tank geometric characteristics unit, an adder and an on-board calculator 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 block 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 outputs of the block of geometric characteristics of the tanks, and the temperature input of the parameter shaper t the fuel is connected to the corresponding output of the conversion and normalization unit of the sensor signals.
Однако известная топливоизмерительная система характеризуется тремя недостатками, затрудняющими ее использование на борту самолета.However, the known fuel metering system is characterized by three drawbacks that impede its use on board the aircraft.
В этой системе предусмотрена возможность определения массового запаса топлива на борту самолета путем коррекции в формирователе параметров топлива, входящем в состав бортового вычислителя, вычисленного значения объемного запаса топлива на борту самолета по температуре и характеристическимIn this system, it is possible to determine the mass fuel supply on board an aircraft by correcting, in the fuel parameter generator, which is part of the on-board computer, the calculated value of the fuel volume on board the aircraft by temperature and characteristic
(l02.l 2(l02.l 2
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 ВЫЧИС.11ЯЮТСЯ 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 .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 refueling data, which is entered into the memory of the former during pre-flight preparation of the aircraft, for example, based on the nominal density poi of fuels {mark M 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 погрешностью усреднения, вызванной реально существующим разбросом температур топлива между отдельными топливными баками. Разброс температуры топлива между отдельными баками топливной системы может достигать при эксплуатации самолета величины ± . Например, в случае нескольких последовательных дозаправок самолета, не полностью израсходовавшего запас топлива в предыдущем перелете, в аэропортах, расположенных в меридиональном направлении, с температурами заправляемого топлива - (в северномFirst, the determination of the average temperature of all fuel located in several tanks of the aircraft fuel system by the temperature measured in only one of these tanks is associated with a significant averaging error caused by the actually existing spread of fuel temperatures between individual fuel tanks. The dispersion of the temperature of the fuel between the individual tanks of the fuel system can reach ± 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
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 IVI 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 refueling fuel is usually used — the nominal density of IVI fuel 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 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 various grades located in different tanks of the aircraft, even at the same fuel temperature, can reach ± 4%, and with a spread of fuel temperatures in different tanks with a temperature coefficient of fuel density of about 0.1% per degree, it can reach in the temperature range from + 35 ° С to - 35 ° С the values are ± 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. 5The 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
Третьим недостатком известной системы является использование бортовых датчиков угла наклона поверхности топлива для измерения текущих значений угла наклона поверхности топлива в топливных баках самолета.The third disadvantage of the known system is the use of on-board sensors of the angle of inclination of the fuel surface to measure the current values of the angle of inclination of the fuel surface in the fuel tanks of the aircraft.
К сожалению, в описании изобретения к упомянутому патенту № 21564444 на известную систему отсутствуют сведения, подтверждающие возможность осуществления бортового датчика угла наклона поверхности топлива в топливном баке самолета.Unfortunately, in the description of the invention to the aforementioned patent No. 21564444 on the known system there is no information confirming the possibility of implementing an on-board sensor of the angle of inclination of the surface of the fuel in the aircraft fuel tank.
. В известной технической литературе также отсутствуют сведения о применении таких датчиков на борту самолета. Известные датчики угла наклона, описанные в технической литературе и широко используемые на борту самолета, измеряют не углы наклона поверхности топлива, а углы наклона самого самолета в вертикальной и горизонтальной плоскостях (углы крена и тангажа самолета). Однако при пространственных эволюциях самолета углы крена и тангажа могут существенно отличаться от углов наклона поверхности топлива в баке.. The well-known technical literature also lacks information on the use of such sensors on board an aircraft. Known tilt angle sensors described in the technical literature and widely used on board an airplane measure not the tilt angles of the fuel surface, but the tilt angles of the airplane itself in the vertical and horizontal planes (roll and pitch angles of the airplane). However, with spatial evolutions of the aircraft, the roll and pitch angles can differ significantly from the tilt angles of the fuel surface in the tank.
Известные датчики угла наклона поверхности жидкости, описанные в технической литературе: буйковые датчики, содержащие плавающий на поверхности жидкости поплавковый буй с указателями углового положения буя, и жидкостные датчики, содержащие установленный в баке сосуд, представляющий собой уменьщенную 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. 6Known liquid surface angle sensors described in the technical literature: buoy sensors containing a float buoy floating on the 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. 6
в нестационарнь1Х 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 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 опреде.ляется методом преобразования объемного запаса топлива в баке, вычисленного в устройстве вычисления объема 1To 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 flight in only one of the fuel tanks, a fuel measuring system is proposed in which the mass fuel supply on board an aircraft is determined the method of converting the volume of fuel in the tank, calculated in the device for calculating the volume 1
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 введено 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 the 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 value of fuel temperature in this tank.
Для уменьщения 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 drawbacks 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 иа 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 on the basis of 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 burnt 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 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 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 the aircraft during spatial evolutions of the aircraft, the temperature and grade of fuel in different tanks of the aircraft fuel system, as well as the task of determining the mass fuel supply in each fuel tank.
Поставленная задача достигается тем, что в топливоизмерительной системе, содержащей датчики уровня топлива в топливных баках самолета, датчик температуры топлива в топливном баке, блок преобразования и нормирования сигналов датчиков, блок геометрических характеристик баков, суммирующее устройство и бортовой вычислитель, содержащий устройство вычисления 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 светопоглощения топливом, 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 light absorption sensor by 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 in three of its different points, 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., Presented in the Figure with a functional diagram of the proposed fuel metering system.
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 различных 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 светопоглощения (k) топливом. 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 light absorption sensor (k) by fuel 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
3 113 11
неунифицированных сигналов датчиков различных физических величин; уровня h, диэлектрической проницаемости s, теплопроводности Л, и температуры t.ununified signals of sensors of various physical quantities; level h, permittivity s, 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 группе 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 1.(Шодключен к одному из входов N- ной группы входов - входу Вх Ьк2 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 the group of 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 - input Вх ti unit 6, and the fuel level sensor 2 installed at point “2 of the Nth tank 1. (It is connected to one of the inputs of the Nth group of inputs - input Bx bk2 of unit 6. The outputs of unit 6 are connected to the inputs of the on-board computer 7, which includes electronic modules: device 8 for calculating the volume of fuel in the tank, identifying 9 op brand fuel tank, the fuel parameter generator 10 and the unit 11 calculating the mass of fuel in the tank, in addition, the system includes a block 12 geometrical characteristics of tanks and the adder 13 and the driver 14 output.
Устройство 8 вычисления объема топлива в баке содержит группу уровнемерных входов и группу входов исходных данных. Уровнемерные входы ВхЬц, Bxhi2 , Bxhi3, ... BxhNi, , ВхЬкз устройства 8 соединены с соответствующими выходами блока 6, а входы Вх (Ьц , bij , b3k)i - Вх (bii , bjj , b3k)N исходных данных - с выходом блока 12 геометрических характеристик бака.The device 8 for calculating the amount of fuel in the tank contains a group of level inputs and a group of inputs of the source data. The level inputs Bxb, Bxhi2, Bxhi3, ... BxhNi, Bxb3 of the device 8 are connected to the corresponding outputs of block 6, and the inputs Bx (bc, bij, b3k) i - Bx (bii, bjj, b3k) N of the input data are output block 12 of the geometric characteristics of the tank.
Идентификатор 9 марки топлива в баке содержит группу параметрических входов и группу температурных входов. Параметрические входы Bx8i, Bxki, ... BxsN, Bxkfj 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, Bxki, ... BxsN, Bxkfj of identifier 9, designed to receive the normalized values of the characteristic parameters of the fuel in the tanks, and
ls0 3JObU 12ls0 3JObU 12
температурные входы Bxti, ... Bxtfj идентификатора 9, предназначенные для приема нормализованных значений температуры топлива в баках, соединены с соответствующими выходами блока 6.temperature inputs Bxti, ... Bxtfj 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, ... ВхМк формирователя 10 параметров топлива, выходы которого соединены со входами второй группы входов Bxp(t)i, ... Bxp(t)f устройства 11 вычисления массы топлива в баке. Температурные входы Bxti, ... BxtN формирователя 10 подключены к соответствующим выходам блока 6, а первая группа входов BxVi,... ВхУк устройства 11 соединена с выходами устройства 8.The outputs of the identifier 9 are connected to the identification inputs BxMi, ... BxMk 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) f 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, ... VhUk device 11 is connected to the outputs of the device 8.
Выходы устройства 11 соединены со входами Bxmi ... Bxm суммирующего устройства 13 и со входами Bxmi ... Вхт формирователя 14 выходной информации. Выход суммирующего устройства 13 соединен со входом Вхт формирователя 14 выходной информации, выход Выхт которого предназначен для выдачи во взаимодействующие системы самолета информации о массовом запасе m топлива на борту самолета, а выходы ВыхШ} ... Выхт - для выдачи в эти системы информации о массе m топлива в отдельных топливных баках.The outputs of the device 11 are connected to the inputs Bxmi ... Bxm of the adder 13 and to the inputs Bxmi ... Vht of the output driver 14. The output of the summing device 13 is connected to the input Vht of the shaper 14 of the output information, the output of which is designed to provide information about the mass fuel supply m of the aircraft to the interacting systems of the aircraft, and the outputs Exit} ... Output - to provide mass information to these systems m of 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 8 топлива, находящегося между электродами конденсатора. Датчик 4 второго характеристического параметра топлива представляет собой датчик светопоглощения, выполненный, например, вThe sensor 3 of the first characteristic parameter of the fuel 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 8 of the fuel located between the electrodes of the capacitor. The sensor 4 of the second characteristic parameter of the fuel is a light absorption sensor, made, for example, in
ввде оптометрической 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.in the 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 light flux intensity, which, other things being equal, depends on the light absorption coefficient k by the fuel , through the layer of which passes the light flux of the LED.
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 формирователя 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 (а{) характеристических констант топлива и массив (Mi) марок топлива в функции одного из характеристических параметров Ji топлива, например параметра kj, при конкретном значении ti температуры топлива. В память блока 12 геометрических характеристик бака вводят два массива исходных данных: массив (1,2 ... п, ... N) номеров топливных баков и массив (bii, b2i, bsi) констант для каждого бака, ставящих в соответствие любой паре значений (hn, h2j) уровня топлива в точках «1 и «2 этого бака одно значение УдTwo arrays of source data are introduced into the fuel identifier 9 of the fuel grade in the tank: an array (a {) of characteristic fuel constants and an array (Mi) of fuel grade as a function of one of the fuel characteristic parameters Ji, for example, parameter kj, for a specific value of fuel temperature ti. Two arrays of source data are introduced into the memory of block 12 of the geometric characteristics of the tank: an array (1,2 ... n, ... N) of fuel tank numbers and an array (bii, b2i, bsi) of constants for each tank, matching any pair values (hn, h2j) of the fuel level at points "1 and" 2 of this tank one value
объема топлива в баке. В память формирователя 10 параметров топлива вводят массив исходных данных (Cj) о значениях номинальных плотностей pi топлива иfuel volume in the tank. An array of source data (Cj) about the values of the nominal densities pi of fuel and
oto / 05;2y 14oto / 05; 2y 14
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 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.temperature coefficients Pi of the fuel density for a group of fuels of famous 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, Bxhn , Bxhia , Bx8i, Bxki, Bxti, ... ВхЬщ, BxhN2 BxhN3, , Bxl , 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 уровней топлива в каждом баке, измеренных в трех точках бака, не лежащих на одной прямой линии, поступают с выходов блока 6 на зфовнемерные входы ВхЬц, Bxh , Bxhi3, ... ВхЬщ, , устройства 8 вычисления объема топлива в баке, нормализованные сигналы о текущих значениях каждого из характеристических параметров EJ и А, топлива в каждом из N баков 1 поступают с выходов блока 6 на параметрические входы Вх8ь Bxki , ... Bx8N , Bxk идентификатора 9 марки топлива в баке, а нормализованные сигналы о температуре топлива в каяодом баке - с выходов блока 6 на температурные входы Bxti, ... Bxtw этогоDuring the flight, signals are received from the outputs of sensors 2, 3, 4 and 5 installed in the fuel tanks 1 to the inputs Bxb, Bxhn, Bxhia, Bx8i, Bxki, Bxti, ... Bxb, BxhN2 BxhN3,, Bxl, BxtN of block 6 about the current values of the 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 current the values of three different fuel levels in each tank, measured at three points of the tank that do not lie on one straight line, they come from the outputs of block 6 to the high-dimensional inputs Bxb, Bxh, Bxhi3, ... Bxb, ..., devices 8 for calculating the volume of fuel in the tank, normalized signals about the current values of each of the characteristic parameters EJ and A, the fuels in each of N tanks 1 come from the outputs of block 6 to the parametric inputs Bx8b Bxki, ... Bx8N, Bxk of the identifier 9 of the fuel grade in the tank, and the normalized signals about the temperature of the fuel in the kayode tank from the outputs of block 6 to temperature inputs Bxti, ... Bxtw this
идентификатора и на температурные входы Bxti, ... Bxt формирователя 10 параметров топлива.identifier and temperature inputs Bxti, ... Bxt of the shaper of 10 fuel parameters.
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 , bij , b3k)i, ... Вх (bii , b2j , b3k)N 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 Вх (bii, bij, b3k) i, ... Вх (bii, b2j, b3k) N of the initial data of the device 8 in accordance with the functional dependence entered into the memory of the device 8
(1)(Ь„,Ь,,Ьз,,рЬз,)„, где(1) (b, b, b, b, b,), where
ф)шкция F ставит в соответствие каждой тройке (hj.) текущих значенийf) Function F associates with each triple (hj.) of current values
аргументов одно и только одно значение объема Vn топлива в п-ом баке, геометрические характеристики которого заданы массивом исходных данных констант (bii b2i , Ьзи)п« Зависимость (1) может быть выражена, например, линейным полиномомof arguments there is one and only one value of the volume Vn of fuel in the nth tank, the geometric characteristics of which are given by an array of initial constants (bii b2i, bz) n “Dependence (1) can be expressed, for example, by a linear polynomial
(2)У„(Ь,,Ь„+Ь2 Ь,.+ Ьз,Ьз,)„,где(2) Yn (b, bn + b2b,. + B3, b3), where
коэффициенты bjjjbjjjbj характеризуют геометрию п-ного топливного бака, а уровни hj.jh. и топлива измеряются в точках «1, «2 и «3 этого бака, неthe coefficients bjjjbjjjbj characterize the geometry of the nth fuel tank, and the levels hj.jh. and fuels 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.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 of the rows, in turn, contains d numerical values of the fuel volume.
( 16( 16
соответствующих значениям hn,... hjd уровня топлива в точке «1 п-ного бака, и d столбцов, каждый из которых содержит d численных значений объемов топлива, соответствующих значениям h2i,... hjdуровня топлива в точке «2 п-ого бака. При этом каждая из d квадратных матриц соответствует одному из d значений уровня hai, ... had топлива в точке «3 п-ого бака. В целом, совокупность d квадратных матриц представляет собой кубическую матрицу размерности d, содержащую d дискретных численных значений объема топлива в каждом из 1, 2, ... п ... N топливных баков 1. В качестве примера численной матрицы ниже приведена матрица (3), содержащая d численных значений УИ ... Vjd объема топлива в топливном баке № 4 в функции уровней h и hjj топлива, соответственно, в точках «1 и «2 этого бака.corresponding to the fuel level values hn, ... hjd at the point “1 of the fifth tank, and d columns, each of which contains d numerical values of the fuel volumes, corresponding to the fuel level values h2i, ... hjd at the point of the“ 2nd fifth tank . Moreover, each of the d square matrices corresponds to one of the d values of the level hai, ... had fuel at the point “3 of the fifth tank. On the whole, the set of d square matrices is a cubic matrix of dimension d containing d discrete numerical values of the fuel volume in each of 1, 2, ... p ... N fuel tanks 1. As an example of a numerical matrix, the matrix below (3 ), containing d numerical values of MD ... Vjd of the fuel volume in fuel tank No. 4 as a function of fuel levels h and hjj, 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,... hjk ... уровня топлива в точке «3 топливного бака № 4. Матрица позволяет для любьгх двух значений (Ьц, hzj) уровня топлива, измеренных, соответственно, в точках «1 и «2 четвертого бака, указать однозначно соответствующее им численное значение объема топлива в этом баке. Например, значениям (hi3, h24) зфовня топливаThis matrix is one of the d square matrices, each of which corresponds to one of the d numerical values of bz1, ... hjk ... of the fuel level at point “3 of fuel tank number 4. The matrix allows for any two values (bc, hzj) of the level fuel, measured, respectively, at points "1 and" 2 of the fourth tank, indicate uniquely the corresponding numerical value of the volume of fuel in this tank. For example, the values (hi3, h24) of fuel grade
отвечает значение 34 объема топлива. Третье значение hsk уровня топлива в точке «3 четвертого бака необходимо для выбора той из d квадратных матриц, которая соответствует значению Ьзь 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 вычисляют в модуле 9 в соответствии с полиномом (2):corresponds to a value of 34 fuel volume. The third value hsk of the fuel level at point "3 of the fourth tank is necessary to select the one of the d square matrices that corresponds to the value of the b level, namely, the matrix with number k. Choosing a matrix with 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):
4(ЬнЬ„ + Ь,Ь,.+ Ьз,Ьзь)44 (bn + b, b,. + B, b) 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 8d 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 8d
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 любую 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, any required accuracy in calculating the amount of fuel in tank 1 can be ensured.
Массив (bii , bii , b3k)n коэффициентов, характеризующих геометрию каждого из N топливных баков, можно получить, например, на основе заданных в ТЗ на проектирование топливоизмерительной системы самолета геометрических обводов топливного бака, как трехмерного тела, пересеченного плоскостью, пространственное положение которой задано тремя точками «1, «2 и «3,An array of (bii, bii, b3k) n coefficients characterizing the geometry of each of the N fuel tanks can be obtained, for example, based on the geometric contours of the fuel tank specified in the design specification for the design of the fuel measuring system of the aircraft as a three-dimensional body intersected by a plane whose spatial position is given three points "1," 2 and "3,
Л ОЛ/ЯЗДL OL / YAZD
1818
птахptah
6.6.
, гдеwhere
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,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. By numerically determining the value of the tank volume lying below the secant plane, and using polynomial (2), one can find for each discrete value of the volume the corresponding values of the coefficients b,
b2j bsk полинома (2) для d различных положений секущей плоскости. Число d устанавливают, исходя из заданной величины погрещности д дискретизации объема топливного бака. Например, если заданная величина погрещности дискретизации составляетb2j bsk polynomial (2) for d different positions of the secant plane. The number d is set based on a given value of the error d of the discretization of the fuel tank volume. For example, if the specified sampling error is
d 100, что соответствует размерности числовой матрицы (3) d 5, еслиd 100, which corresponds to the dimension of the numerical matrix (3) d 5, if
d 200, что соответствует размерности числовой матрицы (3) d 6.d 200, which corresponds to the dimension of the numerical matrix (3) d 6.
Значения вычисленных в устройстве 8 объемов „ топлива в каждом из N баков топливной системы передаются с выходов этого устройства на входы BxVi ... ВхУк первой группы входов устройства 11, в котором вычисляются значения mj, Юз, ... Шд, ... т массы топлива в каждом из N топливных баков 1 в соответствии с известной зависимостьюThe values of the fuel volume calculated in the device 8 in each of the N tanks of the fuel system are transmitted from the outputs of this device to the inputs BxVi ... BxUk of the first group of inputs of the device 11, in which the values mj, s3, ... Shd, ... t 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 8| и Л, i топлива, измеренным при температуре tj топлива с последующим определением вP (t) n is the actual density of the fuel in the fifth tank at a temperature t. The calculation of the actual density of the fuel in the fifth fuel tank is carried out by identifying in the identifier 9 the actual brand of fuel Mj contained in this tank, according to the characteristic parameters 8 | and L, i of the fuel, measured at the temperature tj of the fuel, with subsequent determination in
)19)19
8,1%,то8.1% then
5, 0,5%, то5, 0.5%, then
формирователе 10 плотности топлива, соответствующей идентифицированной марке топлива в баке, и с коррекцией этой плотности по фактической температуре топлива в баке.shaper 10 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 характеристических параметров 8i viK топлива 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 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 8i viK of 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 carried out, for example, on the basis of D, a selective selective algorithm, where D is the number of characteristic parameters of the fuel used in the 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 8ь 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, parameter 8b, at a temperature tj of fuel in this tank, a coarse selection of the brand of identifiable fuel is performed by the criterion "heavy fuels - light fuels, for example, based on a system of inequalities:
|8,а, t. а.| 8, a, t. a.
fe. а,fe. a,
t,a,t, a
где а; - характеристическая константа топлива, массив (as) которых введен в память идентификатора 9 в качестве массива численных исходных данных. Массив (аО можно получить, например, экспериментально установив соответствиеwhere a; - characteristic constant of the fuel, the array (as) of which is entered into the memory of identifier 9 as an array of numerical source data. Array (aO can be obtained, for example, by experimentally establishing a correspondence
2020
- легкое топливо, - light fuel
- тяжелое топливо.- heavy fuel.
между топливами группы легких топлив и значением 8i характеристического параметра топлива для этой группы при постоянной температуре tj для нескольких значений температуры, а также между топливами группы тяжелых топлив и значением 8j 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.between the fuels of the group of light fuels and the value 8i of the characteristic parameter of the fuel for this group at a constant temperature tj for several temperature values, as well as between the fuels of the group of heavy fuels and the value 8j of the characteristic parameter of the fuel for this group at a constant temperature tj for several temperature values and expressing the result of the established correspondence in the form of an array (aO of numerical source data.
При попадании идентифицируемого топлива в группу, например, легких топлив, содержащую топлива марок MI, Мз, ... Mq с относительно низкой плотностью, выполняетх)я 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 характеристическогоIf an identifiable fuel falls into a group, for example, light fuels containing fuels of the brands MI, Mz, ... Mq with a relatively low density, I have completed the next stage II of selection 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 characteristic values
параметра топлива ki, а каждый из столбцов - одному из d значений температурыfuel parameter ki, and each of the columns to one of d temperature values
tj топлива в баке.tj fuel in the tank.
(6)(6)
Матрица марок M(kj, tj) топлива в баке № п в функции характеристического параметра ki при температуре tj топлива.Matrix of grades M (kj, tj) of fuel in tank No. p as a function of the characteristic parameter ki at fuel temperature tj.
Массив (Mj) 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 9. Массив (Mj) можно получить, например, экспериментально установив соответствие между маркой Mj исследуемого топлива и значением kiAn array (Mj) 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 9. The array (Mj) can be obtained, for example, by experimentally establishing the correspondence between the brand Mj of the test fuel and the value ki
его характеристического параметра при данной температуре tj для ряда значенийits characteristic parameter at a given temperature tj 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 М2 и Mj в соотнощении 1:2, этой смеси присваивается условный числовой индекс Mj, который также передается с выхода идентификатора 9 на вход формирователя 10. В формирователе 10 определяютсяAfter 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 M2 and Mj in a ratio of 1: 2, 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 are determined
значение poi плотности топлива и значение Pi температурного коэффициентаfuel density poi and temperature coefficient Pi
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) р(0„ рЛ1+Р.),где(8) p (0 „pL1 + P.), Where
значения poi и PI для известных марок топлива, а также для смесей топлив известных марок, например, для смеси топлив двух различных марок вpoi and PI values for well-known brands of fuel, as well as for mixtures of fuels of well-known brands, for example, for a mixture of fuels of two different grades in
oL&)3, 22oL &) 3, 22
соотношениях 1:2, 1:1 и 2:1, задаются массивом (Cj) констант, введенных в память формирователя 10. Константы Cj получают на основании данных, приведенных в справочной литературе, например, в вышеупомянутом справочнике.ratios 1: 2, 1: 1 and 2: 1 are set by an array (Cj) of constants entered into the memory of the former 10. The constants Cj are obtained on the basis of the data given in the reference literature, for example, in the aforementioned reference book.
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 И, в котором определяются значения Гоь ... Гоп,... mN массы топлива в каждом из N баков в соответствии с известной функциональной зависимостьюFrom 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 And, in which the values of Ho ... Hop, ... are determined mN of the mass of fuel in each of 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 11 значения Шд масс топлива в каждом баке поступают на входы Bxmi, ... Вхт суммир тощего устройства 13 и на входы Bxmi,... BxmNформирователя 14 выходной информации.From the outputs of device 11, the values of Шd of masses of fuel in each tank are supplied to the inputs Bxmi, ... In the sum of the lean device 13 and to the inputs Bxmi, ... BxmN of the output information generator 14.
В суммирующем устройстве 13 производится определение массового запаса m топлива на борту самолета путем суммирования масс т в соответствии с известным выражениемIn the adder 13, the mass supply m of fuel on board the aircraft is determined by summing the mass m 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 систеы самолета передается информация о массовом запасе m топлива на борту самолета, а с выходов Выхт ... Выхт этого формирователя - о массе mj 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 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 mj of fuel in the individual fuel tanks.
Ш) 23W) 23
(9) т„ р(0„У„, где(9) r „p (0„ Y „, where
(10) .(10) .
Предложенная тонливоизмерительная 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 tonometer 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 )тлов 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 the use of additional measurement sensors) of the tilt 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 т топлива в баке, заполненном топливом одной марки, составляет для предлагаемой системы незначительную величину, не превышающую ± 0,5 %. Незначительность погрешности объясняется тем, что масса Шп топлива в баке вычисляется с 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 t 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 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 the characteristic parameters and temperature of the fuel in the tank.
В случае, когда бак заполнен смесью топлив двух различных марок, дополнительная методическая погрешность определения массы топлива в баке составляет не более ± 0,5 %.In the case when the tank is filled with a mixture of fuels of two different grades, the additional methodical error in determining the mass of fuel in the tank is not more than ± 0.5%.
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
-6 216 незначительную величину, не превосходящую 0,5%, а при числе d 6 составляет меньшую величину. -6,216 is an insignificant amount not exceeding 0.5%, and with the number d 6 it is a smaller amount.
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 позво.ляет 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 fuel supply in the tank with a total error that takes into account the instrumental error of the sensors and the effect of actual operating conditions, not exceeding ± 2.0% in all operating conditions, including when the temperature and grade of the fuel in the various fuel tanks are scattered the 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 (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002120328/20U RU26526U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND LIGHT ABSORPTION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002120328/20U RU26526U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND LIGHT ABSORPTION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU26526U1 true RU26526U1 (en) | 2002-12-10 |
Family
ID=38310884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002120328/20U RU26526U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND LIGHT ABSORPTION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU26526U1 (en) |
-
2002
- 2002-07-26 RU RU2002120328/20U patent/RU26526U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8060296B2 (en) | Low cost aircraft center of gravity monitoring systems and methods | |
| US9567093B2 (en) | Time domain reflectometry aircraft fuel gauge | |
| Woodward et al. | Uncertainty analysis procedure for the ship inclining experiment | |
| US8515694B1 (en) | Methods and systems for gauging multiple hydrocarbon fuel mixtures | |
| RU26526U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND LIGHT ABSORPTION | |
| RU26520U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS LIGHT ABSORPTION | |
| RU26517U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS CHARACTERISTIC PARAMETERS | |
| RU26518U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY | |
| RU26525U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND THERMAL CONDUCTIVITY | |
| RU26521U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS LIGHT ABSORBING AND HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU2208546C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its characteristic parameters | |
| RU26523U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH CORRECTION ON DIELECTRIC FUEL PERMEABILITY | |
| RU2208547C1 (en) | Method of determination of mass of fuel | |
| RU2208549C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its light absorption | |
| RU2208550C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its heat conductivity | |
| CN104598745B (en) | A kind of moon ground reenters at a high speed return flight quality appraisal procedure | |
| RU2208552C1 (en) | Fuel gauging system at correction by fuel dielectric permeability | |
| RU2208545C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its dielectric permeability and light absorption | |
| RU2208544C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its dielectric permeability and heat conductivity | |
| RU26519U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU2208551C1 (en) | Fuel gauging systemat correction by dielectric permeability and heat conductivity | |
| RU2208543C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its themal conductivity and light absorption | |
| RU26524U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH CORRECTION ON FUEL HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU2208548C1 (en) | Fuel gauging system at identification of its grade by dielectric permeability | |
| RU2208553C1 (en) | Fuel gauging system at correction by fuel heat conductivity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration |