Топливная система Ту154

Оглавление

I. Общие сведения о топливных системах ЛА ГА и предъявляемые к ней требования

II. Оценка технического состояния топливной системы ВС

III. Технология ТО топливной системы

3.1 Осмотр и дефектация

3.2 Обслуживание топливной системы

3.3 Обслуживание трубопроводов топливной системы

3.4 Испытание топливной системы самолета на герметичность

3.5 Контроль жёсткости топливных баков

3.6 Контроль мягких топливных баков

3.7 Контроль топливных баков-отсеков крыла

3.8 Испытание трубопроводов на прочность

3.9 Коррозионные поражения трубопроводов

VIII. Расчёт магистрали слива топлива в полёте самотёком

I. Общие сведения о топливных системах ЛА ГА и предъявляемые к ней требования

Топливная система самолета предназначена для размещения и хранения необходимого для выполнения полета запаса топлива и подачи его в работающие двигатели в необходимом количестве и под требуемым давлением на всех режимах полета.

Основные требования, предъявляемые к топливной системе:

1. Топливная система должна обеспечивать бесперебойное питание двигателей топливом на всех режимах полета.
2. В случае выключения подкачивающего насоса топливная система должна обеспечивать питание двигателей от МГ до взлетного режима на высотах до 2000 м с сохранением центровки и кренящих моментов в допустимых пределах.
3. Ёмкость топливных баков должна быть достаточной для выполнения полета на заданную дальность и должна включать аварийный (аэронавигационный) запас на 45 мин. полёта на крейсерском режиме (по нормам FAR и JAR).
4. Выработка топлива не должна существенно влиять на центровку ВС.
5. Топливная система должна быть безопасной в пожарном отношении.
6. Топливная система должна обеспечивать централизованную заправку, а также должна иметь приспособления для заправки под давлением.
7. Должна предусматриваться возможность аварийного слива топлива в полёте в случае, если максимальная масса ВС превышает допустимую из условий посадки.
8. Топливная система должна иметь возможность надежного и непрерывного контроля за очередностью и количеством выработки топлива, как в отдельном баке, так и в группе баков.

Топливная система условно делится на две системы:

1. внутреннюю, или систему питания двигателей;
2. внешнюю, или самолетную.

К внутренней системе относятся топливные агрегаты и соединяющие их трубопроводы, установленные на двигателе и поставляемые вместе с двигателем Д-ЗОКУ-154.

Самолетная топливная система состоит из топливных баков и следующих функциональных систем:

1. питания топливом основных двигателей;
2. питания топливом двигателя вспомогательной силовой установки;
3. перекачки топлива;
4. дренажа топливных баков;
5. заправки топливом;
6. системы автоматики расхода и измерения топлива СУИТ4-1Т;
7. системы измерения расхода топлива СИРТ-1Т.

Топливо на самолете Ту-154 размещено в пяти кессон-баках. Три бака - один бак №1 и два бака № 2 - расположены в центроплане и два бака (баки № 3) - в отъемных частях крыла. Пространство в центроплане между бортовыми нервюрами № 3 и первым и вторым лонжеронами используется в качестве бака №4.

Питание двигателей осуществляется из расходного бака № 1, который пополняется топливом из баков № 2 и 3, а также из бака № 4.

Централизованная заправка баков топливом производится снизу, через две приёмные горловины, установленные в носке центроплана правого крыла. При отказе централизованной заправки под давлением, заправка всех баков (кроме расходного) может производиться через верхние заправочные горловины баков.

Ёмкость топливной системы Ту-154:

Бак № 1 (расходный) 3300кг

Бак № 2 (левый, правый) 9500кг

Бак № 3 (левый, правый) 5425кг

Бак № 4 (фюзеляжный) 6600кг

Общее количество топлива39750кг (при 0,8г/см³)

Каждый топливный бак представляет собой герметический отсек, образованный лонжеронами, нервюрами и верхней и нижней панелями крыла.

II. Оценка технического состояния топливной системы ВС

Оценка технического состояния топливной системы подразумевает, прежде всего, получение информации о возможных отказах и неисправностях, возможных в данной системе. Основными отказами и неисправностями топливной системы являются:

1. Отказы подкачивающих насосов из-за разрушения подшипников.
2. Отказы электромеханизмов запорных заслонок и кранов из-за отказов электродвигателей постоянного тока.
3. Утечки, вызванные износом уплотнительных колец и втулок, а также внешней негерметичностью соединений.
4. Падение и колебание давления топлива в результате разрегулирования и выхода из строя топливных насосов, редукционных клапанов и т.д.
5. Замерзание топлива в трубопроводах вследствие обводнения топлива, а также отказов системы радиаторов, насосов.

Длительное время для контроля технического состояния агрегатов топливной системы используется прибор "Тест", который контролирует состояние топливной системы, используя комплекс параметров:

1. Время открытия и закрытия заслонки (крана).
2. Потребляемый электродвигателем ток.
3. Уровень коммутационного шума (искрения), характеризующий техническое со стояние щеточно-коллекторного устройства электродвигателя.
4. Для диагностирования подшипников подкачивающих насосов топливной системы используется среднеквадратическое значение уровня виброускорения в характерных диапазонах частот.

Основное внимание при ТО топливных систем следуем уделять их герметичности. В первую очередь проверяются места стыков трубопроводов и агрегатов. Также необходимо проверять заборники системы дренажа.

Отказы и повреждения элементов топливных систем обусловлены:

1. конструктивно-производственными недостатками;
2. проявлением неблагоприятных свойств топлива, которые могут оказывать повре ждающее действие и на элементы конструкции двигателя;
3. нарушениями технологичности технического обслуживания и правил эксплуата ции систем питания двигателей топливом на земле и в полёте;
4. ошибками, допущенными при ремонте ЛА.

К характерным повреждениям систем относятся следующие:

1) Течь топлива из баков-кессонов и сливных клапанов.

Негерметичность баков и клапанов слива отстоя обнаруживается по следам течи топлива на нижних панелях крыла, нишах шасси или под центропланом. Основная причина течи баков - ослабление заклёпочных соединений панелей баков-кессонов, недоброкачественная их герметизация, а сливных клапанов - разрушение уплотнительных колец.

2) Отказы подкачивающих и перекачивающих насосов.

Они связаны с разрушением подшипника электродвигателей (сопровождается шумом при их работе, вибрацией), износом манжет уплотнения насоса и, как следствие, сопровождаются течью топлива из дренажных штуцеров насосов, износом щёток и разрушением коллекторного узла электродвигателя.

3) Нарушение работы кранов (пожарных, кольцевания и др.).

Оно происходит по причинам износа и разрушения уплотнений, элементов привода заслонок, отказа электромеханизмов.

4) Разрушение корпусов топливных фильтров.

Вызывается повышенными пульсациями топлива в системе.

5) Разрушение мембран, окисление контактов сигнализаторов давления.

6) Засорение фильтрующих элементов топливных фильтров кристаллами льда при низких температурах наружного воздуха.

топливная система самолет герметичность

Кристаллы льда засоряют фильтр магистрали низкого давления, что приводит к существенному увеличению гидравлического сопротивления магистрали и ухудшению кавитационных характеристик основного топливного насоса. Замерзание отстоя воды в полости подкачивающего насоса может вызвать примерзание его ротора к корпусу и разрушение валика привода насоса при запуске двигателя.

7) Засорение фильтрующих элементов и форсунок микрозагрязнениями при высоких температурах топлива (выше 100.110°С).

При этом из топлива в виде осадка выделяется сернистые соединения, оксиды металлов, смолы и твёрдые углеродные частицы, образующиеся в результате разложения термически нестабильных фракций топлива. Этот осадок вызывает также повышенный износ топливных насосов.

8) Попадание воздуха в систему.

Оно приводит к нарушению режимов работы топливных регуляторов, колебания частоты вращения ротора и выключению двигателя, кавитации в трубопроводах и насосах. Поэтому после длительной стоянки ЛА воздух удаляют из топливных магистралей через специальные клапаны.

9) Разрушения топливных трубопроводов.

Они происходят в результате их колебаний и составляют значительную часть всех отказов усталостного происхождения в ГТД. Разрушение трубопроводов наблюдаются, как правило, в местах концентрации напряжений: в зонах приварки и припайки ниппелей, по переходу цилиндрического участка трубы в развальцованной конический, под зажимами труб и в местах их максимальной изогнутости. Трещины вдоль образующей трубопровода возникают под действием пульсации давления топлива, а окружные трещины - в результате циклического изгиба вибрациями, передаваемыми от корпуса двигателя. Снижению усталостной прочности трубопроводов способствуют искажения формы их поперечного сечения, монтажные напряжения, поверхностные повреждения (вмятины, забоины, риски и т.п.). Поэтому к качеству монтажа трубопроводов предъявляются высокие требования.

III. Технология ТО топливной системы

3.1 Осмотр и дефектация

Основными работами по обслуживанию топливной системы являются: проверка состояния трубопроводов и агрегатов системы, проверка работы подкачивающих и перекачивающих насосов, порционера, топливного насоса ВСУ; проверка герметичности системы питания основных двигателей и перекрывных (пожарных) кранов; работы по заправке и сливу топлива

В процессе эксплуатации необходимо тщательно следить за герметичностью и надежностью всех соединений трубопроводов. При наличии течи по соединениям заменить в них уплотнительные кольца

При демонтаже соединительных металлических муфт трубопроводов надо слить топливо из трубопровода и расконтрить гайки муфты. Специальным ключом ослабить одну гайку, а другую полностью отвернуть. После этого сдвинуть муфту в сторону ослабленной гайки. Снять уплотнительные кольца. При снятых уплотнительных кольцах отвернутая соединительная муфта должна свободно перемещаться по концам труб.

При монтаже соединительной муфты гайки должны наворачиваться на муфту без скручивания уплотнительных резиновых колец

Детали, имеющие на уплотняемых поверхностях забоины, царапины и задиры установке на самолет не подлежат.

При соединении трубопроводов с помощью муфты необходимо обеспечить соосность трубопроводов на стыках. Допускается их несоосность не более 1 мм. Зазор между концами стыкуемых трубопроводов должен быть 9 ± 3 мм.

Осмотреть магистрали топливной и дренажной систем. На трубопроводах не должно быть вмятин, царапин, потертостей. Не допускается контакт между трубопроводами и элементами каркаса самолета.

Убедиться в отсутствии подтеков топлива в местах прокладки трубопроводов и крепления их к агрегатам.

Проверить целостность перемычек металлизации и их крепления

Для крепления трубопроводов, находящихся внутри кессон-баков, для избежания коррозии применять хомуты только с оцинкованной стальной лентой.

При осмотре агрегатов топливной системы необходимо убедиться в отсутствии течи, подтеков, трещин забоин, повреждения лакокрасочного покрытия, ослабления болтов крепления и нарушения центровки.

При осмотре поплавкового устройства порционера обратить особое внимание на состояние поплавков и их рычагов

При проведении работ необходимо следить, чтобы в кессон-баки, трубопроводы и агрегаты не попали посторонние предметы, вода, снег, грязь.

Для демонтажа насосов ЭЦН-323 и ЭЦН-325 необходимо сливать топливо из баков. Демонтаж насоса ЭЦН-319 проводить без слива топлива из бака. Запрещается поднанимать насосы за электропровода.

При монтаже насоса не допускается повреждение защитного кожуха электродвигателя

Перед монтажом агрегатов надо проверять целостность уплотнений, следить, чтобы на резиновых кольцах не было закусываний, подрезов, вмятин, деформаций, сеток старения. Резиновые уплотнительные кольца разрешается смазывать маслом МК-8.

После монтажа насосов проверить их работоспособность включением вручную в пилотской кабине и прослушиванием их.

После ремонта и демонтажа трубопроводов и агрегатов топливной системы необходимо перед первым запуском двигателя произвести промывку трубопроводов подачи топлива к двигателям, посредством включения топливных подкачивающих насосов.

В любое время года необходимо следить за чистотой заборников воздуха системы дренажа топливных баков.

Сливной трубопровод заправочной горловины не должен быть засорён, так как конденсат, находящийся в нем, может замерзнуть, разорвать его, и через этот разрыв топливо будет вытекать из бака.

Проверка работы подкачивающих насосов и герметичности системы питания основных двигателей производится поочередным включением насосов расходного бака.

Загорание сигнальных ламп свидетельствует об исправности насосов и системы сигнализации.

Эту работу, а также работы по проверке функционирования других топливных насосов, электромагнитных кранов и систем, требующих электропитания, осуществлять при включении АЗС систем. Для проверки герметичности системы питания основных двигателей открыть перекрывные краны и после 5 минут (не менее) работы подкачивающих насосов осмотреть топливные магистрали и убедиться в их герметичности. При наличии течи по соединениям трубопроводов между собой и агрегатами заменить уплотнительные резиновые кольца.

При проверке функционирования перекачивающих насосов выключатель переключения управления перекачивающими насосами установить в положение "Ручное". При поочередном включении перекачивающих насосов должны загораться соответствующие им сигнальные лампы, что свидетельствует об исправности насосов и системы сигнализации.

Работоспособность порционера проверяется при включенных топливомере и автомате расхода топлива при автоматическом управлении перекачивающими насосами (переключатель "Автомат - Ручное" должен стоять в положении "Авт. "). По зеленым сигнальным лампам перекачивающих насосов баков № 2 и 3 следить за работой насосов. Погасание этих ламп свидетельствует о том, что порционер неисправен.

Для проверки работоспособности топливного насоса ВСУ и герметичности перекрывных кранов 768600МА магистралей питания основных двигателей, выключатель запуска ВСУ установить во включенное положение, выключатель "Запуск - холодная прокрутка " установить в положение "Запуск".

Загорание табло "Р топлива" на панели запуска ВСУ свидетельствует об исправности насоса. Если после 5 минут работы насоса сигнальные табло "Р топлива" основных двигателей на панели приборов контроля двигателей не погаснут, то перекрывные краны герметичны.

Рукоятки на щитке заправки в открытом или закрытом положении кранов заправки должны быть в одной плоскости; допускается их отклонение от плоскости ±2 мм.

Заправка самолета топливом осуществляется в соответствии с заданием на полет с помощью системы заправки под давлением.

Основным топливом для двигателей самолета и двигателя ВСУ является керосин марок Т-1, ТС-1, Т-7 (ТС-1 Г), Т-7П и смеси указанных марок

Во время заправки самолета топливом необходимо соблюдать меры по обеспечению техники безопасности. До начала работ убедиться, что самолет и топливозаправщик заземлены, установлены упорные колодки под передние и задние колеса главных стоек шасси, а на шп. № 67 установлена страховочная штанга, сняты заглушки с заборников системы дренажа. На стоянке должны быть противопожарные средства. Курить и зажигать спички возле самолета запрещается. Запрещаются работы по обслуживанию радио - и прочего электроприборного оборудования и замене аккумуляторов. Топливо, слитое из отстойников топливозаправщика не должно иметь воды и механических примесей. В паспорте на топливо должна быть виза ответственного лица, разрешающего заправку.

Количество заправляемого топлива определяется в соответствии с заданием на полет и графиком его расхода и заправки.

При техническом обслуживании топливной системы самолета необходимо с особой тщательностью соблюдать указания по технике безопасности.

Работы по замене агрегатов, трубопроводов и другие работы, связанные с возможностью открытой течи топлива на землю или на конструкцию самолета, выполнять при обесточенной электросети самолета. Не допускается попадание топлива на электропровода и агрегаты электрооборудования самолета-Работы в топливных кессон-баках надо проводить в спецодежде, в маске или противогазе в присутствии связного для наблюдения.

Спецодежда должна быть из хлопчатобумажной ткани с застежками или пуговицами, не дающими искрения. Связной для наблюдения должен видеть работающего в баке и подаваемые им сигналы в течение всей работы, чтобы принять меры в случае сигнала о помощи. При работе внутри бака вынуть из карманов все ненужные инструменты и личные вещи не брать в бак металлические вещи, с острыми краями

Для предотвращения пожара при заправке самолета надо надежно заземлять самолет, заправочные шланги и топливозаправщики. Под колеса топливо-заправщика установить колодки. Необходимо помнить, что источником пожара могут быть разряды статического электричества и искры, появляющиеся в результате ударов металлических предметов друг о друга. Поэтому во избежание появления разрядов статического электричества запрещается пользоваться при промывочных, работах шерстяными и текстильными материалами.

Горловины кессон-баков и других емкостей с горючими материалами открывать руками, не ударяя по ним металлическими предметами, чтобы не допустить появления искры. Не допускается трение и волочение каких-либо металлических предметов (стремянок, ящиков и т.д.) вблизи самолета или под ним при открытых топливных баках. Не допускается хождение в ботинках, подбитых гвоздями и металлическими пластинам, в непосредственной близости от открытых баков.

3.2 Обслуживание топливной системы

Топливные системы предназначены для подачи необходимого количества топлива к двигателям. Они являются комплексом системы: питания двигателя топливом, дренажа топливных баков, автоматического управления расходом топлива и измерения его количества.

Подкачивающие насосы. ПНЛ проверяют по давлению (где имеются манометры), на слух или по загоранию (погасанию) ламп сигнализации, а также контролируют состояние их уплотнений. Наличие течи топлива из дренажных трубок подкачивающих насосов свидетельствует о нарушении сальниковых уплотнений. Проверяется исправная работа различных кранов (пожарных, перекрывных, перекрёстного питания), насосов подкачки и перекачки, сигнализаторов давления и других приборов контроля работы топливных систем.

Обслуживание топливных баков в эксплуатации сводится к периодическому их осмотру. Неисправностями мягких топливных баков являются: течь их вследствие некачественной склейки стенок баков; отрыв или отслоение от внутреннего слоя накладок (лент крепления) рёбер жидкости;

трещины внутреннего слоя в результате естественного старения резины, а также разрушения в местах заделки фланцев у заливных горловин, ПНЛ и межбаковых соединений.

Контроль внутренних поверхностен мягких баков осуществляется через монтажные люки. Баки вначале продувают в течение 20-30 мин. сжатым воздухом с целью уменьшения концентрации паров топлива. Работают внутри баков в специальном комбинезоне, мягкой обуви и противогазе с удлиненным шлангом, который выводят наружу топливного бака. При отрицательных температурах окружающего воздуха вследствие уменьшения эластичности резины монтаж и демонтаж мягких баков производят после их предварительного прогрева тёплым воздухом с температурой не выше 40-50 градусов.

Моменты затяжки болтов указываются в инструкциях. Их величина зависит от конструкции баков и диаметра болтов.

Проверка бака на герметичность производится путём заливки во всю группу баков топлива с выдержкой в течение 10 ч. Если течи нет, болты крепления крышки монтажного люка контрят и пломбируют, снимают ложную панель, устанавливают съёмную панель и опускают самолёт на колёса.

Дублирование ПНЛ выражается в установке двух параллельно работающих насосов, каждый из которых обладает производительностью, достаточной для самостоятельного питания двигателей топливом. При совместной работе каждый ПНЛ обеспечивает примерно половину расхода топлива двигателями, что снижает потребный кавитационный запас давления и повышает высотность.

Резервирование ПНЛ состоит в том, что при входе из строя одного насоса включается в работу другой. Последний для повышения живучести топливной системы может иметь другой тип привода.

3.3 Обслуживание трубопроводов топливной системы

Трубопроводы служат для соединения агрегатов данной магистрали и подачи жидкости. Они подвергаются деформации и вибрациям в результате влияния на них частей самолёта и двигателя.

Магистраль из жёстких трубопроводов должна иметь гибкие участки для снижения вибрационного воздействия.

Жёсткие трубопроводы изготовляют из дюралюминия, алюминиевомарганцевых сплавов, латуни и стали. Последняя применяется при наличии в магистрали высокого давления (подача топлива к форсункам). Для предохранения от коррозии трубопроводы из алюминиевомарганцевых сплавов анодируются, из стали - оцинковываются.

Гибкие трубопроводы (шланги) применяются для соединения жёстких трубопроводов или на участках, где затруднён монтаж.

При монтаже труб избегают возвышений, в которых мог бы скапливаться воздух, а также прогибов, препятствующих выработке и сливу жидкости из магистрали.

Малый радиус изгиба трубы увеличивает гидравлические сопротивления и концентрацию напряжений.

Выполняют изгиб трубы так, чтобы радиус изгиба (до оси трубы) был не менее трёх её наружных диаметров. В местах, где нельзя изогнуть трубопровод, ставят угольники.

Толщина стенки трубопровода не должна быть меньше 1мм для труб из алюминиевых сплавов и 0,5мм - из стали. Расчётные размеры диаметра и толщины стенки трубы уточняют по размерам, указанным ГОСТ 1947-56 на трубы из алюминия и алюминиевых сплавов и ГОСТ 8734-58 на трубы стальные бесшовные холоднотянутые и холоднокатаные.

Отбортовка. Обращается внимание на то, чтобы трубопроводы были закреплены к элементам конструкции планера специальными колодками или хомутами с прокладками из резины, кожи или фетра. Плохое крепление трубопроводов может явиться причиной их разрушения вследствие усталости материала или перетирания о детали планера, места прохода трубопроводов через перегородки должны быть отбортованы, А трубы на этом участке обшиты кожей (дерматином) или защищены от перетирания резиновыми прокладками.

Монтаж без натяга. При замене жёстких трубопроводов следят, чтобы длина и конфигурация их обеспечивала установку и присоединение трубопроводов без натяга. В свободном состоянии между торцами ниппельного соединения должен быть небольшой (0,5 - 1,0мм) зазор. Признаком правильного соединения трубопроводов является совпадение оси ниппеля с осью штуцера, при этом развальцованная часть трубопровода стыкуется с конусной поверхностью штуцера, а накидная гайка трубопровода навёртывается на штуцер от руки не менее чем на 2/3 длины резьбы.

Устранение течи. Запрещается устранять течь жидкости в резьбовом соединении большим затягиванием гаек. Если после потягивания гаек течь не прекращается, то выясняют причину неисправности и устраняют её. При низких температурах окружающего воздуха подтягивание соединений и резиновыми соединениями производят только после подогрева их тёплым воздухом. Трубопроводы не должны иметь резких изгибов и вмятин, могущих послужить причиной несоосности соединения.

Металлизация. Для хорошего электрического контакта соединяемых трубопроводов и предохранение от скопления в них зарядов статического электричества следят за надёжностью контакта металлизации каждого дюритового соединения. Для этого обращают внимание, чтобы на дюритовых трубках под хомутами проходила полоска алюминиевой фольги, концы которой должны быть загнуты под дюритовую трубку для соприкосновения с металлическими трубками, очищенными в этих местах лакокрасочного покрытия или анодной плёнки.