RU68462U1

RU68462U1 - ENGINE INSTALLATION OF AIRCRAFT

Info

Publication number: RU68462U1
Application number: RU2007125405/22U
Authority: RU
Inventors: Альберт Иванович Дмитриев; Анатолий Иванович Закота; Юрий Стефанович Кучеренко; Виталий Александрович Ларионов; Анатолий Петрович Мищенко
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2007-11-27

Abstract

Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов, конкретно, к устройствам и способам, связанным с подачей топлива к силовым (двигательным) установкам, а также к мерам безопасности летательных аппаратов, связанным с двигательной установкой. Предлагаемыми способом и устройством решается задача исключения попадания воздуха из магистрали подачи топлива в двигатель при его запуске. Предлагаемой полезной моделью решается задача исключения попадания воздуха из магистрали подачи топлива в двигатель при его запуске. Для решения поставленной задачи в ДУ ЛА, содержащей двигатель с входным клапаном, сообщенным с топливным насосом двигателя, топливный бак с магистралью подачи топлива в двигатель, содержащей подкачивающий топливный насос, магистраль подачи топлива перед входным клапаном сообщена с топливным баком дополнительной магистралью.The invention relates to the equipment of aircraft, in particular, to devices and methods associated with the supply of fuel to power (propulsion) installations, as well as to safety measures of aircraft associated with a propulsion system. The proposed method and device solves the problem of eliminating air from the fuel supply line to the engine when it is started. The proposed utility model solves the problem of eliminating air from the fuel supply line to the engine when it is started. To solve the problem in the aircraft remote control, containing the engine with the inlet valve in communication with the engine fuel pump, the fuel tank with the fuel supply line to the engine containing the fuel pump, the fuel supply line in front of the inlet valve is connected to the fuel tank with an additional line.

Description

Полезная модель относится к оборудованию летательных аппаратов, конкретно, к устройствам, связанным с подачей топлива к силовым (двигательным) установкам, а также к мерам безопасности летательных аппаратов, связанным с двигательной установкой.The utility model relates to the equipment of aircraft, specifically, to devices related to the supply of fuel to power (propulsion) installations, as well as to safety measures of aircraft associated with a propulsion system.

Известна двигательная установка летательного аппарата (ЛА), представленная в книге: «Проектирование топливных систем самолетов», Л.Б.Лещинер, И.Е.Ульянов, изд. «Машиностроение» 1975 г. (стр.84, рис.4.23 - цветная вкладка), содержащая топливный бак (баки) с дренажным клапаном, заливной горловиной, магистралью подачи топлива в двигатель с подкачивающими насосами, топливным аккумулятором, расходомером, сливным и перекрывным кранами, переливными магистралями с обратными клапанами, датчиками и сигнализаторами системы управления, а также двигатель с входным перекрывным клапаном, сообщенным с топливным насосом двигателя.Known propulsion system of the aircraft (LA), presented in the book: "Design of the fuel systems of aircraft", LB Leshchiner, I.E. Ulyanov, ed. "Engineering" in 1975 (p. 84, Fig. 4.23 - color tab) containing a fuel tank (s) with a drain valve, a filler neck, a line for supplying fuel to the engine with booster pumps, a fuel accumulator, a flow meter, drain and stopcock , overflow lines with non-return valves, sensors and signaling devices of the control system, as well as an engine with an inlet shutoff valve in communication with the engine fuel pump.

Существенными признаками предлагаемой двигательной установки ЛА, совпадающими с признаками прототипа, являются наличие двигателя с входными клапаном и топливным насосом, топливного бака с магистралью подачи топлива в двигатель, содержащей подкачивающий топливный насос.The essential features of the proposed propulsion system of the aircraft, coinciding with the features of the prototype, are the presence of an engine with an inlet valve and a fuel pump, a fuel tank with a fuel supply line to the engine containing a booster fuel pump.

В известной двигательной установке обеспечивается минимальный уровень давления в топливном баке, что уменьшает эксплуатационные нагрузки, соответственно, уменьшаются потребные толщины элементов конструкции, их количество и масса ДУ, а также обеспечивается безкавитационная работа насоса двигателя при отсутствии газовых пузырей в магистрали подачи. Однако, в In the known engine installation, a minimum pressure level in the fuel tank is ensured, which reduces operational loads, accordingly, the required thicknesses of the structural elements, their number and weight of the remote control are reduced, and the cavitationless operation of the engine pump is ensured in the absence of gas bubbles in the supply line. However, in

известном устройстве перед открытием клапана и подачей топлива в насос двигателя для его запуска не обеспечивается удаление воздушных пузырей или объема воздуха, оставшегося в магистрали подачи после заправки бака топливом или выделившегося из топлива, или попавшего в магистраль подачи при транспортировании или такелажных работах. Попадание воздуха в полости двигателя приводит к провалу давления топлива за насосом двигателя, нештатной работе агрегатов системы автоматического регулирования и остановке двигателя, хотя это несущественно для мощных двигательных установок (ДУ) самолетов, задействуемых на земле, но становится существенным для маломощных ДУ с малыми проходными сечениями каналов и полостей агрегатов регулирования и расходами топлива, особенно беспилотных ЛА, сбрасываемых с самолета носителя, поскольку приводит к потере их скорости и связанных с ней подъемной силы (из-за малой площади крыла) и аэродинамической устойчивости, с последующими необходимостью повторных запусков маломощных ДУ ЛА или падением дорогостоящих беспилотных ЛА. Дополнительно, отмеченный недостаток ДУ ЛА приводит к задержке запуска двигателя, нерациональному расходу топлива при запуске двигателя и увеличению загрязнения окружающей среды.The known device before opening the valve and supplying fuel to the engine pump to start it, does not ensure the removal of air bubbles or the amount of air remaining in the supply line after refueling the tank or released from the fuel, or trapped in the supply line during transportation or rigging. The ingress of air into the engine cavity leads to a drop in fuel pressure behind the engine pump, abnormal operation of the units of the automatic control system and engine shutdown, although this is not essential for powerful propulsion systems (DU) of aircraft used on the ground, but it becomes essential for low-power DU with small passage sections channels and cavities of control units and fuel consumption, especially unmanned aircraft discharged from a carrier aircraft, since it leads to a loss of their speed and associated with it lift force (due to the small wing area) and aerodynamic stability, with the subsequent need to re-launch low-power remote control aircraft or the fall of expensive unmanned aircraft. Additionally, the noted deficiency of the aircraft remote control leads to a delay in starting the engine, irrational fuel consumption when starting the engine and an increase in environmental pollution.

Предлагаемой полезной моделью решается задача исключения попадания воздуха из магистрали подачи топлива в двигатель при его запуске.The proposed utility model solves the problem of eliminating air from the fuel supply line to the engine when it is started.

Для решения поставленной задачи в ДУ ЛА, содержащей двигатель с входным клапаном, сообщенным с топливным насосом двигателя, топливный бак с магистралью подачи топлива в двигатель, содержащей подкачивающий топливный насос, магистраль подачи топлива перед входным клапаном сообщена с топливным баком дополнительной магистралью.To solve the problem in the aircraft remote control, containing the engine with the inlet valve in communication with the engine fuel pump, the fuel tank with the fuel supply line to the engine containing the fuel pump, the fuel supply line in front of the inlet valve is connected to the fuel tank with an additional line.

Кроме того, для снижения уменьшения затрат энергии на перекачку топлива по дополнительной магистрали в полете ЛА дополнительная In addition, to reduce the reduction of energy costs for pumping fuel on an additional highway in flight, an additional

магистраль может быть выполнена с уменьшенным проходным сечением относительно магистрали подачи или снабжена устройством ограничения расхода топлива.the line can be made with a reduced flow area relative to the supply line or provided with a fuel consumption limiting device.

Отличительным признаком предлагаемой ДУ ЛА является сообщение магистрали подачи топлива перед входным клапаном с топливным баком дополнительной магистралью.A distinctive feature of the proposed aircraft LA is the message of the fuel supply line in front of the inlet valve with the fuel tank by an additional line.

Кроме того, дополнительная магистраль может быть выполнена с уменьшенным проходным сечением относительно магистрали подачи или с устройством ограничения расхода топлива.In addition, the additional line can be made with a reduced flow area relative to the supply line or with a device for limiting fuel consumption.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий технический результат - повышается надежность запуска двигателя ЛА, уменьшаются потери БПЛА, отделяемых от самолета носителя в полете, связанные с незапуском двигателя БПЛА, уменьшается время заполнения полостей двигателя ЛА топливом, количество повторных запусков двигателя и нерациональные потери топлива до его воспламенения в камере сгорания двигателя, что улучшает экологические характеристики ДУ ЛА. Кроме того, увеличивается ресурс работы агрегатов двигателя и двигателя в целом.Due to the presence of these distinctive features, together with the well-known characteristics, the following technical result is achieved: the reliability of the launch of the aircraft engine is improved, the loss of UAVs detached from the carrier aircraft in flight is reduced due to the non-start of the UAV engine, the time for filling the aircraft engine cavities with fuel, the number of engine restart irrational losses of fuel before ignition in the combustion chamber of the engine, which improves the environmental characteristics of the remote control aircraft. In addition, the service life of the engine units and the engine as a whole increases.

Предложенные технические решения могут найти применение при разработке ЛА с ДУ на жидком топливе, особенно беспилотных ЛА, отделяемых от самолета-носителя в полете, или в которых маршевый двигатель запускается в полете после разгона ЛА стартовой ступенью. Например, в ДУ ЛА, предназначенных для метеоизмерений, аэрофотосъемки или проведения поисковых операций.The proposed technical solutions can find application in the development of aircraft with remote control on liquid fuel, especially unmanned aircraft separated from the carrier aircraft in flight, or in which the main engine is launched in flight after the aircraft is accelerated by the launch stage. For example, in the remote control aircraft designed for meteorological measurements, aerial photography or search operations.

Предлагаемая ДУ ЛА проиллюстрирована на рисунке.The proposed aircraft LA is illustrated in the figure.

Представленная на рисунке ДУ ЛА содержит двигатель 1 с входным клапаном 2, сообщенным с топливным насосом 3 двигателя 1, топливный бак 4 с магистралью 5 подачи топлива из бака 1 ко входному клапану 2 двигателя 1, содержащей подкачивающий топливный насос 6. Магистраль 5 подачи топлива перед входным клапаном 2 сообщена с топливным The aircraft remote control shown in the figure contains an engine 1 with an inlet valve 2 in communication with the fuel pump 3 of the engine 1, a fuel tank 4 with a fuel supply line 5 from the tank 1 to the inlet valve 2 of the engine 1, which contains a booster fuel pump 6. The fuel supply line 5 before the inlet valve 2 is in communication with the fuel

баком 4 дополнительной магистралью 7. Дополнительная магистраль 6 может быть снабжена устройством 8 ограничения расхода топлива. Устройство 8 ограничения расхода топлива может быть выполнено в виде дросселя постоянного сечения или регулируемого дросселя, например, вентиля, либо перекрывного крана.tank 4 additional line 7. Additional line 6 can be equipped with a device 8 for limiting fuel consumption. The fuel consumption limiting device 8 can be made in the form of a constant-flow choke or an adjustable choke, for example, a valve, or an overhead valve.

Устройство по п.1 формулы работает следующим образом. Производится задействование подкачивающего топливного насоса 6 в магистрали 5 подачи топлива. Благодаря создаваемому насосом подкачки 6 перепаду давления между баком 4 и выходом насоса 6 топливо из бака 4 движется через насос 6 и магистраль 5 ко входному клапану 2 двигателя 1 и далее по дополнительной магистрали 7 и устройство ограничения расхода 8 (при реализации устройства по п.п.2, 3) возвращается в бак 4.The device according to claim 1 of the formula works as follows. The pumping fuel pump 6 is activated in the fuel supply line 5. Due to the differential pressure created by the booster pump 6 between the tank 4 and the outlet of the pump 6, the fuel from the tank 4 moves through the pump 6 and the line 5 to the inlet valve 2 of the engine 1 and further along the additional line 7 and the flow limiting device 8 (when implementing the device according to p. .2, 3) returns to tank 4.

Струя топлива, движущаяся в полостях подкачивающегося насоса 6 магистралей 5 и 7, захватывает пузырьки воздуха, перемещая их в полость бака 1, при этом благодаря резкому уменьшению давления топлива при выходе из магистрали 7 в полость бака 1, и наличию гравитационного перепада давления по высоте столба топлива в баке 1 происходит сепарация газа из топлива, поступающего из магистрали 7.A fuel jet moving in the cavities of the booster pump 6 of lines 5 and 7 captures air bubbles, moving them into the cavity of the tank 1, due to a sharp decrease in fuel pressure when leaving the line 7 into the cavity of the tank 1, and the presence of a gravitational pressure drop along the height of the column fuel in the tank 1 is the separation of gas from the fuel coming from the highway 7.

Время прокачки магистрали 7 определяется конструктивными особенностями подкачивающего насоса 6 и магистрали 5, наличием тупиковых полостей, радиусов поворота потока топлива, объемом внутренних полостей насоса 6 и магистрали 5, временем выхода насоса 6 на рабочий режим, которое подбирается опытным путем и может составлять от нескольких секунд до нескольких минут.The pumping time of line 7 is determined by the design features of the booster pump 6 and line 5, the presence of deadlock cavities, the radius of rotation of the fuel flow, the volume of the internal cavities of the pump 6 and line 5, the exit time of pump 6 to the operating mode, which is selected experimentally and can take from several seconds up to a few minutes.

После реализации режима прокачки открывается входной клапан 2 и топливо без газовых пузырей поступает во внутренние полости насоса 3 двигателя 1, а также во внутренние полости двигателя 1 и агрегаты управления расходом топлива (на рисунке не показаны). Отсутствие воздуха в топливе, поступающем по магистрали 5 в полости двигателя 1, уменьшает время выхода на рабочий режим насоса 3, агрегатов управления расходом After the implementation of the pumping mode, the inlet valve 2 opens and fuel without gas bubbles enters the internal cavities of the pump 3 of the engine 1, as well as into the internal cavities of the engine 1 and fuel consumption control units (not shown in the figure). The lack of air in the fuel flowing through the highway 5 in the cavity of the engine 1, reduces the time to exit to the operating mode of the pump 3, flow control units

топлива, сокращает время запуска двигателя 1, предотвращается кавитационный запас насоса 3, повышается надежность запуска двигателя 1 и увеличивается ресурс работы его агрегатов.fuel, reduces the start time of the engine 1, the cavitation reserve of the pump 3 is prevented, the reliability of starting the engine 1 is increased and the service life of its units is increased.

В последующем полете ЛА в случае попадания воздуха на вход в насос 6 и магистраль 5 при эволюции ЛА наличие магистрали 7 будет способствовать уменьшению попадания воздуха в полости двигателя 1 и агрегаты управления расходом топлива, поскольку на входе в клапан 2 часть топлива, возвращаясь по магистрали 7 в полость бака 1, будет частично возвращать в полость бака и газовые пузыри, что также будет способствовать увеличению ресурса агрегатов двигателя 1 и двигателя в целом.In the subsequent flight of the aircraft in the event air enters the inlet to the pump 6 and line 5 during the evolution of the aircraft, the presence of line 7 will help to reduce the ingress of air into the cavities of engine 1 and the fuel consumption control units, since at the inlet to valve 2 part of the fuel returning along line 7 into the cavity of the tank 1, will partially return gas bubbles to the cavity of the tank, which will also contribute to an increase in the resource of the units of the engine 1 and the engine as a whole.

Устройство по п.3 работает аналогично работе устройства по п.1, при этом снабжение магистрали 7 устройством 8 ограничения расхода топлива способствует увеличению гидравлического сопротивления магистрали 7 и уменьшению затрат мощности насоса 6 на переток топлива по магистрали 7 в полете. Устройство 8 может быть выполнено в виде регулируемого дросселя, например, вентиля, что обеспечит возможность регулирования расхода топлива по магистрали 7 для режима прокачки по магистрали 5 перед запуском двигателя 1 и для перетекания топлива по магистрали 7 в полете.The device according to claim 3 works similarly to the operation of the device according to claim 1, while supplying the line 7 with the device 8 for limiting the fuel consumption increases the hydraulic resistance of the line 7 and reduces the power consumption of the pump 6 for the flow of fuel along the line 7 in flight. The device 8 can be made in the form of an adjustable throttle, for example, a valve, which will provide the possibility of regulating the fuel consumption on the highway 7 for the pumping mode on the highway 5 before starting the engine 1 and for the flow of fuel along the highway 7 in flight.

При отсутствии сложных эволюции ЛА в полете в качестве устройства 8 может быть использован как вентиль, так и клапан перекрытия, которые для прокачки магистрали 7 открываются, а после прокачки перед запуском двигателя закрываются.In the absence of complex evolution of the aircraft in flight, both a valve and an overlap valve can be used as device 8, which are opened for pumping the trunk 7, and are closed after pumping before starting the engine.

Claims

1. A propulsion system of an aircraft, comprising an engine with an inlet valve in communication with an engine fuel pump, a fuel tank with a fuel supply line to the engine including a fuel feed pump, characterized in that the fuel supply line in front of the inlet valve is connected to the fuel tank by an additional line.

2. The propulsion system of the aircraft according to claim 1, characterized in that the additional line is made with a reduced passage section relative to the supply line.

3. The propulsion system of the aircraft according to claim 1, characterized in that the additional line is equipped with a device for limiting fuel consumption.