2.4. Приборы и датчики количества топлива

§ 9.1. Назначение

Приборы и датчики количества топлива (топливомеры) ис­пользуются на летательных аппаратах для определения суммар­ного запаса топлива во всех баках и для определения количества топлива в каждом из них в отдельности. Знание распределения количества топлива между баками необходимо для правильной последовательности расходования топлива из отдельных баков во избежание недопустимого смещения центра тяжести самолета.

Приборы и датчики, измеряющие расход топлива в единицу времени (расходомеры), применяются для выдерживания наибо­лее экономичного режима полета, отвечающего минимуму рас­хода горючего на километр пройденного пути (с учетом скорости полета). Эта же задача может решаться автоматически с помо­щью экстремального регулятора, воспринимающими устройства­ми которого служат датчик расхода топлива и датчик скорости полета.

Зная запас топлива и его расход, можно вычислить возмож­ную длительность полета, а также с учетом скорости полета и дальность.

§ 9.2. Методы измерения количества топлива

Большинство методов измерения количества топлива сводит­ся к изменению его уровня.

Количество топлива v (в единицах объема) и его уровень h связаны между собой функциональной зависимостью, определяе­мой формой топливного бака. Например, для цилиндрического бака диаметром 2r и длиной l с горизонтальной осью цилиндра объем топлива

.

Рассмотрим следующие методы измерения количества топли­ва: весовой гидростатический, поплавковый, акустический, емко­стный, индуктивный, резисторный, радиоволновой, радиоизо­топный.

1. Весовой метод

Весовой метод заключается в непосредственном взвешивании бака с топливом с помощью тензодатчиков, которые устанавли­ваются в местах крепления бака. Вес топлива

G_T = P-G₆,

где Р — измеренная сила давления на опоры бака;

G_б — вес пустого бака.

2. Гидростатический метод [16]

Метод основан на зависимости гидростатического давления топлива от его уровня. По этому методу могут быть построены три варианта топливомеров — манометрический, барботажный и буйковый.

В м а н о м е т р и ч е с к о м топливомере (рис. 9.1, а) диффе­ренциальный датчик давления смонтирован под баком, в нижней его точке, и непосредственно воспринимает

давление топлива,

преобразуя его в электрический сигнал. Противодавлением слу­жит давление над поверхностью топлива. Измеряемое избыточ­ное давление жидкости пропорционально высоте h ее уровня:

p = hy,

где у — удельный вес топлива.

В барботажном топливомере (см. рис. 9.1,6) сквозь трубку, погруженную в бак, продувают с малой скоростью воз­дух или инертный газ. Сопротивление жидкости создает противо­давление p = hу, измеряемое дифференциальным манометром.

В буйковом топливомере (см. рис. 9.1,в) в топливо погру­жен буек (полый цилиндр), длина которого равна высоте бака. Измеряется выталкивающая сила

P = Fhy-G₀,

где F — площадь поперечного сечения буйка;

G_o — вес буйка.

Измерение силы Р может производиться тензометрическим элементом или упругим элементом, деформация которого преоб­разуется далее в электрический сигнал.