Измерение расхода топлива

Расход топлива определяется количеством вещества, проходя­щего через данное сечение канала в единицу времени. Расход топ­лива является одним из параметров, определяющих тягу (мощ­ность) авиадвигателя. В целях обеспечения экономичности полета измерение расхода топлива необходимо вести с возможно меньши­ми погрешностями, не более ±2%.

Расход можно измерять в единицах объема, деленных на еди­ницу времени (м³/с, м³/мин, м³/ч и т. п.), или в единицах массы, деленных на единицу времени (кг/с, кг/мин, кг/ч и т. п.). В первом случае объемный расход топлива обозначают символом Q, во вто­ром случае массовый расход топлива обозначают Q_M.

В авиации необходимо также измерять количество топлива, протекшее по топливному трубопроводу за определенный интер­вал времени и за все время между запуском и остановкой двига­теля, которое называют суммарным (интегральным) расходом и обозначают символом G. Существует также понятие мгновенный (часовой) расход топлива.

Приборы, служащие для измерения расхода топлива, называют расходомерами топлива.

Приборы, служащие для измерения количества топлива, протекшего через сече­ние трубопровода - за время работы двигателя (суммарного рас­хода), называют счетчиками количества топлива.

На самолетах с турбовинтовыми двигателями широкое приме­нение нашли расходомеры, совмещенные со счетчиками количест­ва топлива типа РТМС (расходомер топлива мгновенно-суммирующий). В этих приборах имеются два независимых канала измерения, указатели которых объединены одним корпусом показыва­ющего прибора.

В канале измерения расхода используется турбинный преобра­зователь расхода топлива. Частота вращения крыльчатки измеряется магнитоиндукционным тахометром, цилиндрический четырехполюсный магнит которого закреплен на оси крыльчатки. Чувствительным элементом тахометра является металлический колпачок. Для дистанционной передачи показаний тахометра используется сельсинная передача, работающая в индикаторном режиме. Ось сельсина-датчика соединена с осью чувствительного элемента тахометра, а на оси ротора сельсина-приёмника укреплена стрелка указателя.

В канале счетчика количества топлива используется отдельный турбинный преобразователь расхода, ось крыльчатки 1 которого через червячный редуктор 2 соединена с якорем 3 индук­тивно-импульсного устройства (ИИУ). Якорь ИИУ представляет собой ферромагнитную пластинку, укрепленную на немагнитном цилиндрическом вращающемся основании, и помещен в магнитное поле катушки переменной индуктивности 4 с незамкнутым ферромагнитным сердечником.

Через каждые 30 оборотов крыльчатки якорь ИИУ приближается к сердечнику катушки и этим уменьшает магнитное сопротивление воздушного зазора сердечника катушки, а следовательно, вызывает в конечном счете увеличе­ние индуктивности катушки 4.

Рис.28.Расходомер.

Катушка 4 и катушка 5 с по­стоянной индуктивностью вклю­чены в разные плечи четырехплечего индуктивного моста, остальные два плеча которого образованы обмотками трансформатора. При увеличении индуктивности катушки 4 на выходе моста появ­ляется импульс напряжения. Последний после усиления усилите­лем мощности поступает на обмотку электромагнита счетчика импульсов.

Перед пуском авиадвигателя на барабанчиках - счетчика им­пульсов устанавливаются вручную показания, соответствующие заправленному количеству топлива для одного двигателя. В про­цессе расходования топлива показания счетчика уменьшаются. Таким образом, прибор показывает количество топлива, оставше­еся в баках.

Основные приведенные погрешности расходомера из комплекта РТМС не превышают ±(2—3)%, а счетчика количества ±2,5%.

Изменение плотности топлива вызывает в РТМС появление значительной дополнительной погрешности. В целях ее уменьше­ния на дальних магистральных самолетах применяют или расходо­мер со счетчиком количества топлива с коррекцией на плотность топлива PTMCB, или специальную систему измерения расхода топлива. В первом случае на самолет устанавливается столько приборов, сколько имеется авиадвигателей. Во втором случае ус­танавливается одна система независимо от количества двигателей.

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА.

Переменного перепада давления основан на зависимости расхода вещества перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, или самим элементом трубопровода.

Рис.29

Обтекания основан на зависимости расхода вещества перемещения тела, воспринимающего динамическое давление обтекающего его потока.

Рис.30

Тахометрический основан на зависимости расхода вещества частоты вращения турбины, установленной в трубопроводе.

Рис.31

Термоанемометрический основан на зависимости между количеством тепла, теряемым непрерывно нагреваемым телом, помещенным в поток, и массовым расходом вещества.

Рис.32

Камерный основан на отмеривании подвижными элементами при их движении определенных объемов вещества.

Рис.33

Ультразвуковой основан на зависимости зависящем от расхода того или иного акустического эффекта, возникающего при проходе ультразвуковых колебаний через поток вещества.

Рис.34

Наиболее широкое применение нашли турбинные тахометрические расходомеры и счетчики количества топлива.