Патент на изобретение №2392197

(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ САМОЛЕТНОЙ СИСТЕМЫ НЕЙТРАЛЬНОГО ГАЗА ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ ВОСПЛАМЕНЯЕМЫХ ПАРОВ ТОПЛИВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области авиации, а именно к способу испытания самолетной системы нейтрального газа для минимизации образования воспламеняемых паров топлива. Способ заключается в подаче нейтрального газа в надтопливное пространство баков, определении эффективности работы системы с различным расходом нейтрального газа, с изменением количества топлива в баках, путем измерения давления в трубопроводе подачи нейтрального газа и в дренажном баке, контроля за температурой у мембранного модуля генератора нейтрального газа, определения с помощью датчиков кислорода снижения концентрации кислорода. Также дополнительно при выключенном генераторе нейтрального газа в первую очередь оценивают эффективность работы системы ввода нейтрального газа в топливные баки, во входной трубопровод самолетной части системы нейтрального газа подают азот от наземного источника, определяют в каждом топливном баке правильность установки коллекторов ввода азота в надтопливное пространство, путем оценки идентичности уменьшения содержания кислорода паровоздушной смеси во всех отсеках бака с помощью приборов, контролирующих содержание кислорода, а затем отключают подачу азота от наземного источника, производят подачу нейтрального газа от работающего генератора нейтрального газа и определяют эффективность работы генератора нейтрального газа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы системы по снижению содержания кислорода паровоздушной смеси топливных баков. 1 ил.

Изобретение относится к области авиации, а именно к топливным системам летательных аппаратов, и касается мер безопасности, предотвращающих воспламенение паров топлива.

Известен способ минимизации образования воспламеняемых паров топлива, рекомендованный циркуляром РЦ-АЛ 25Т, включающий определение величин давления паровоздушной смеси в надтопливном пространстве баков самолетов транспортной категории с использованием систем дренажа топливных баков.

Однако способ не обеспечивает необходимое снижение концентрации кислорода для обеспечения пожаробезопасных условий.

Известны зарубежные и отечественные Нормы Летной Годности – Авиационные правила АП 25 и FAR/CS 25 Federal Aviation Requirements, part 25, Certification Standart (Europen Aviation Requlations) [n 25.981(c)] об оснащении самолетов средствами и способом по минимизации образования в топливных баках воспламеняемых паров топлива. В состав средств включены генератор нейтрального газа (НГ), трубопровод самолетной части системы ввода нейтрального газа в топливные баки и приборы, контролирующие содержание кислорода в паровоздушной смеси надтопливного пространства.

Известный способ испытания систем минимизации образования в топливных баках воспламеняемых паров топлива включает на этапе наземных испытаний операции подачи ингибитора – нейтрального газа от работающего генератора НГ через входной коллекторный трубопровод самолетной части системы НГ в надтопливное пространство баков с целью уменьшения содержания кислорода в паровоздушной смеси до огнеобезопасного значения. Определение эффективности работы системы с различным расходом нейтрального газа, с изменением количества топлива в баках, путем измерения давления в трубопроводе подачи НГ и в дренажном баке, контроля за температурой у мембранного модуля генератора НГ, определения с помощью датчиков кислорода степени снижения концентрации кислорода в паровоздушной смеси до огнеопасного значения во всех отсеках топливных баков в наземных испытаниях.

Однако в указанном способе не учитывается отдельное влияние работы генератора НГ и системы ввода нейтрального газа на эффективность работы системы нейтрального газа по минимизации образования воспламеняемых паров топлива в баках.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности работы системы по снижению содержания кислорода паровоздушной смеси топливных баков, за счет определения очередности и условий проведения наземных испытаний самолета.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе испытания самолетной системы нейтрального газа, содержащей генератор НГ, систему ввода нейтрального газа в топливные баки, включающем следующие операции:

– подачу нейтрального газа от работающего генератора НГ через входной коллекторный трубопровод самолетной части системы нейтрального газа в надтопливное пространство баков;

– определение эффективности работы системы с различным расходом нейтрального газа до получения объемной концентрации смеси паров топлива с воздухом и нейтральным газом, исключающим возможность образования в топливных баках воспламеняемых паров топлива;

– изменение количества топлива в баках путем измерения давления в трубопроводе подачи нейтрального газа и в дренажном баке;

– контроль за температурой у мембранного модуля генератора НГ,

– определение с помощью датчиков кислорода процентного содержания кислорода и снижение концентрации кислорода в паровоздушной смеси до огнеопасного значения во всех отсеках топливных баках в наземных испытаниях.

Дополнительно при выключенном генераторе НГ в первую очередь оценивают эффективность работы системы ввода нейтрального газа в топливные баки. Во входной трубопровод самолетной части системы НГ подают азот от наземного источника. При заданном расположении выходов дренажных трубопроводов определяют в каждом топливном баке правильность установки коллекторов ввода азота в надтопливное пространство, путем оценки идентичности уменьшения содержания кислорода паровоздушной смеси во всех отсеках бака с помощью приборов, контролирующих содержание кислорода. Определяют эффективность работы системы ввода нейтрального газа, а затем отключают подачу азота от наземного источника. Производят подачу нейтрального газа от работающего генератора НГ и определяют эффективность работы генератора НГ.

Таким образом, установленная очередность испытаний позволит повысить надежность работы системы по снижению содержания кислорода в паровоздушной смеси.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена схема самолетной системы нейтрального газа, где на схеме показаны:

1 – штуцер отбора воздуха от СКВ;

2 – перекрывной кран;

3 – расходомер;

4 – обратный клапан;

5 – фильтр;

6 – охладитель;

7 – подогреватель;

8 – осушитель;

9 – датчик температуры;

10 – мембранные модули;

11 – отвод воздуха с повышенным содержанием кислорода;

12 – регулятор расхода нейтрального газа;

13 – датчик кислорода;

14 – штуцер подачи азота от наземного источника;

15 – датчик давления;

16 – коллектор ввода нейтрального газа;

17 – дренажный трубопровод;

18 – топливные баки;

19 – дренажный бак;

20 – заборный штуцер дренажа;

21 – трубопровод подачи нейтрального газа;

22 – патрубок дренажа;

23 – межбаковая перегородка;

24 – передняя стенка бака;

23 – задняя стенка бака;

26 – трубопровод подачи воздуха.

Способ осуществляется следующим образом.

В настоящее время отечественные и зарубежные Нормы летной годности – Авиационные правила АП 25 и FAR/CS 25 дополнены требованием [п.25.981(с)] об оснащении самолетов средствами по минимизации образования в топливных баках воспламеняемых паров топлива. Одним из таких средств является подача в надтопливное пространство баков ингибитора (нейтрального газа) с целью уменьшения содержания кислорода в смеси паров топлива с воздухом до огнебезопасного значения. Для выполнения этих условий самолет оснащается системой нейтрального газа (НГ), включающей в своем составе генератор НГ, систему ввода НГ в баки и приборы, контролирующие содержание кислорода в парогазовой смеси баков.

Предлагаемый способ показывает очередность и условия определения эффективности системы НГ по снижению содержания кислорода в паровоздушной смеси баков до огнебезопасного значения в наземных испытаниях самолета.

Системы НГ, которыми оснащаются самолеты транспортной категории, базируются на генераторах с мембранными модулями, в которых воздух, отобранный из системы кондиционирования самолета, разделяется на две части: одну, содержащую повышенное содержание азота, и вторую, содержащую повышенное содержание кислорода. Составляющая с повышенным содержанием азота (нейтрального газа) подается через систему ввода НГ в топливные баки, а составляющая с повышенным содержание кислорода выводится в атмосферу. Схема приведена на чертеже.

Воздух, отобранный ив системы кондиционирования, перед поступлением в мембранные модули 10 проходит через трубопровод 26, фильтры 5, теплообменники 6, 7 и осушитель 8, включенные в состав генератора НГ, после модулей нейтральный газ с заданными температурой, давлением и содержанием кислорода вводится в топливные баки 18.

На самолетах надтопливное пространство баков сообщается трубопроводами дренажа 17 с дренажным баком 19, оснащенным заборным штуцером дренажа 20 выхода в атмосферу. Дренажные трубопроводы 17 в каждом баке обычно имеют два выхода 22, размещенные так, чтобы в них не попадало топливо. Сами баки внутри перегорожены межбаковыми перегородками 23 нервюрами, уменьшающими колебание и плескание топлива. Поэтому введение нейтрального газа в каждый бак должно быть согласовано с расположением выходов дренажных трубопроводов 17, чтобы во всех отсеках бака паровоздушная смесь с уменьшенным содержанием кислорода была идентична. Нейтральный газ, поступающий в бак, перемешивается с находящейся там паровоздушной смесью, а избыток смеси по трубопроводу дренажа выходит в дренажный бак и далее удаляется в атмосферу.

Эффективность работы системы НГ оценивается по содержанию кислорода в парогазовой смеси в баках, которое измеряется датчиками кислорода 13 и которое должно быть огнебезопасным. Место установки датчиков в баках также следует согласовывать для получения представительных результатов с местами ввода НГ и выходами дренажных трубопроводов в баке.

Работа системы НГ обеспечивает огнебезопасность, если содержание кислорода в парогазовой смеси топливного бака меньше 12% (объем).

Перед установкой на самолет генератор НГ должен пройти у изготовителя испытания, в процессе которых для каждого режима работы генератора должны быть определены:

– концентрация кислорода в выходящем из генератора нейтральном газе и его часть в общем расходе воздуха через генератор;

– гидравлические и тепловые характеристики теплообменников в составе генератора;

– величины давления и температуры нейтрального газа на выходе из генератора.

Перечисленные показатели должны содержаться в материалах, представляемых с генератором.

Началу наземных испытаний системы НГ на самолете должна предшествовать конструктивная проработка размещения в баках коллекторов 16 ввода нейтрального газа и датчиков кислорода.

Первый этап наземных испытаний на самолете при выключенном генераторе НГ после оснащения баков коллекторами ввода 16 и датчиками выполняется с подачей азота во входной трубопровод 21 самолетной части системы ввода НГ из наземного источника, например, от автомобильного азотозаправщика. Входной трубопровод следует оснастить штуцером 14 для подсоединения шланга азотозаправщика. В этих условиях следует определить правильность установки в баках коллекторов ввода 16 азота, обеспечивающих получение огнебезопасного содержания кислорода в парогазовой смеси баков, и работоспособность датчиков кислорода 13. Определение эффективности системы ввода НГ следует провести при различных количествах топлива в баках и при различных расходах подачи азота. Затем отключают подачу азота от наземного источника.

Второй этап наземных испытаний выполняется с подачей нейтрального газа от работающего генератора НГ. Оценка эффективности такой системы НГ производится при различных режимах подачи в генератор воздуха с одновременным определением соответствия получаемых показателей воздуха, на входе в генератор и показателей нейтрального газа на выходе генератора требуемым значениям. Испытания следует проводить при различных количествах топлива в баках и различных режимах работы генератора НГ.

В испытаниях по второму этапу, кроме определения содержания кислорода в парогазовой смеси баков, следует измерять датчиками давления 15, температуры 9 воздуха и датчиком кислорода 13 следующие параметры:

– давление и температуру воздуха на входе генератора НГ;

– давление нейтрального газа на выходе генератора и содержание в газе кислорода.

– давление в надтопливном пространстве баков.

Средства измерения и контроля, а также оборудование, инструменты и приспособления, имеющие точностные и нормативные метрологические характеристики, должны быть подтверждены.

Формула изобретения

Способ испытания самолетной системы нейтрального газа, содержащей генератор нейтрального газа, систему ввода нейтрального газа в баки, включающий операции подачи нейтрального газа от работающего генератора нейтрального газа через входной коллекторный трубопровод самолетной части системы нейтрального газа в надтопливное пространство баков, определения эффективности работы системы с различным расходом нейтрального газа с изменением количества топлива в баках путем измерения давления в трубопроводе подачи нейтрального газа и в дренажном баке, контроля за температурой у мембранного модуля генератора нейтрального газа, определения с помощью датчиков кислорода снижения концентрации кислорода в паровоздушной смеси до огнеопасного значения во всех отсеках топливных баках в наземных испытаниях, отличающийся тем, что дополнительно при выключенном генераторе нейтрального газа в первую очередь оценивают эффективность работы системы ввода нейтрального газа в топливные баки, во входной трубопровод самолетной части системы нейтрального газа подают азот от наземного источника, определяют в каждом топливном баке правильность установки коллекторов ввода азота в надтопливное пространство путем оценки идентичности уменьшения содержания кислорода паровоздушной смеси во всех отсеках бака с помощью приборов, контролирующих содержание кислорода, а затем отключают подачу азота от наземного источника, производят подачу нейтрального газа от работающего генератора НГ и определяют эффективность работы генератора нейтрального газа.

РИСУНКИ