Введение. Усовершенствование топливной системы самолета ИЛ-76 с целью повышения ее надежности в эксплуатации.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

Усовершенствование топливной системы самолета ИЛ-76 с целью повышения ее надежности в эксплуатации.

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

специальность 5В071400 Авиационная техника и технологии

Образовательная программа «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиационных двигателей»

Алматы 2015г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

«Допущена к защите»

Заведующий кафедрой № 10 ___________ Карипбаев С.Ж.

(подпись)

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему: «Усовершенствование топливной системы самолета ИЛ-76 с целью повышения ее надежности в эксплуатации»

По специальности 5В071400 Авиационная техника и технологии

Образовательная программа «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиационных двигателей»

Выполнила Исаева Ш.Н

Научный руководитель Бимагамбетов М.А.

Алматы 2015г.

Дипломная работа рекомендована к защите

Научный руководитель доцент, Бимагамбетов М.

«_______» _________________20___ г.

Дипломная работа допущена к защите

Зав. кафедрой № 10 Карипбаев С.Ж.

«_______» ________________20___ г.

Проректор по УМР:

__________________________

С рецензией ознакомлены:

Зав. кафедрой № 10 Карипбаев С.Ж.

Исполнитель Исаева Ш.

«_____»______________20______г.

Дипломная работа направлена в ГАК

Проректор по УМР

___________________________

«_______»__________________20_____г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АО «АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

ИНСТИТУТ ВЫСШЕГО И ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЗАДАНИЕ

НА ВЫПОЛНЕНИЕ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ

Студентке Исаевой Ш.

Специальность: Авиационная техника и технологии

Специализация: Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиационных двигателей

1.Тема дипломной работы: Усовершенствование топливной самолета ИЛ-76 с целью повышения ее надежности в эксплуатации

утверждена приказом ректора Академии ГА № ____ от «__» _____ 201_ г.

Срок сдачи студентом законченного проекта «__» ______ 201_г.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

ЗАДАНИЕ ВЫДАЛ РУКОВОДИТЕЛЬ

Карипбаев С.Ж.

_______________________

(подпись)

ЗАДАНИЕ ПРИНЯТО К ИСПОЛНЕНИЮ

____________________________

(подпись студента)

«____» _____________ 20____г.

Содержание

Стр.

Введение.................................................................................................................7

ОСНОВНАЯ ЧАТЬ...........................................................................................13

Военно-транспортный самолет Ил-76………………………………………..13

Особенности компоновки самолета…………………….………….....………20

Транспортный самолет Ил-76ТД…………………………………………..…26

Модифицированный военно-транспортный самолет Ил-76МФ………..….28

Транспортный самолет Ил-76ТФ…………………………………………….29

Транспортный самолет Ил-76ТФ-100……………………………………..…29

Транспортный самолет Ил-76МД(ТД)-90……………………………………29

ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ......................................................................................32

Влияние расхода топлива на центровку самолета............................................32

Прибор, определяющий центр масс..................................................................39

Конструкция датчика………………………………………………………….45

ОХРАНА ТРУДА…………………………………………………………......49

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........

Список использованной литературы...........

Введение

Топливная система самолета предназначеня для хранения на борту самолета необходимомго для выполнения полетного задания топлива и подачи его в работающие двигатели в необходимом количестве и под требуемым давлением. Конструктивно топлиная истема состоит из двух основных подсистем.

1. Самолетная топливная система

2. Двигательная топливная система

К двигательной топливной системе относятся все агрегаты топливной системы, находящиеся непосредственно на двигателе и поставляемые вместе с двигателем. Мы в данной дипломной работе двигательную топливную систему рассматривать не будем.

Самолетная топливная система состоит из следующих основных элементов: топливный бак, подкачивающие насосы, перекачивающие насосы систем перекачки, трубопроводы, топливные фильтры, обратные клапаны, краны различных видов, температурно-разгрузочные краны, противопожарные краны перекрытия, системы дренажа и наддува, система заправки топливом и т.п.. В некоторых самолетах имеются системы слива топлива.

Топливный бак служит для размещения и хранения необходимого количества топлива для выполнения полетного задания. Существуют три вида топливных баков: жесткие топливные баки, гибкие (резиновые) топливные баки и кессон баки. Жесткие топливные баки представляют собой обычные металлические емкости, в которые заливается топливо. Конструктивно очень простые, не требовательны в тех. эксплуатаций, но не выгодны в плане веса. Резиновые баки представляют собой резиновые мешки в металлических гондолах. Используются в основном в военной авиаций. Бали широко распространены в середине XX века. Резина имеет свойство самозатягивания при образований мелких отверстий (самолет то военный, всякое может случиться). Имеет недостатки. Резина с истечением времени разъедается топливом, а устойчивая к химической коррозий резина очень дорога. «Боится» прямых солнечных лучей. в современной авиаций широкое распространение получили кессонные баки. В этом случае, баков как таковых нет. Для размещения используется свободное пространство между нервюрами, верхней и нижней панелью обшивки самолета. Очень выгодно в весовом плане. Несуществующий бак не весит. Изготовление технологический сложно. К тому же требуется абсолютно герметичное соединение нервюр и панелей обшивки. Малейшая деформация может привести к разгерметизаций и утечке топлива. А это не есть хорошо.

В военной авиаций так же могут применяться дополнительные подвесные топливные баки. Но у нас в стране этот метод не используется (Этот метод применителен для истребителей сосровождения сверхдальных стратегических бомбардировшиков. Имеющиеся на воружений в ВС РК истребители и перехватчики способны перекрыть расстояние в пределах воздушного пространства РК, а наступательных кампаний мы пока не планируем).

Дальность полета напрямую зависит от вместимости топливных баков. В связи с этим различают три различных вида дальности.

1. Теоретическая дальность

2. Практическая дальность

3. Тактическая дальность

Теоретическая дальность – расстояние пролетаемое самолетом с полной заправкой до полного опустошения всех топливных баков.

Практическая дальность – расстояние пролетаемое самолетом с полной заправкой, до остатка баках 7-9% топлива от начального количества.

Тактическая дальность – дальность полета с учетом времени и расхода топлива на выполнения полетного задания. В основном применительна к военной авиаций, авиаций МЧС и АХР (сель. хоз. авиация).

Подкачивающие насосы предназначены для перекачки топлива под давлением к двигателям через трубопроводы. Некоторые легкомоторные самолеты не имеют таких насосов. У таких самолетов топливо в двигатели поступает самотеком. Баки таких самолетов, обычно, расположены выше уровня двигателей (как у мотоциклов). Перекачивающие насосы предназначены для перекачки топлива из одного бака в другой. Большинство самолетов имеют расходный бак. Топливо из остальных баков поступает в расходный бак, а от туда к двигателям. Перекачивающие насосы доставляют топливо в расходный бак из других баков, расположенных в ОЧК (отъемные части крыла). Во время перекачки важно следить за балансом количества топлива в баках. На некоторых самолетах это происходит автоматический.

Существует три основных вида насосов:

1. Плунженые

2. Центробежные

3. Шестеренчатые

В топливной системе самолетов используются центробежные и шестеренчетые насосы. Плунжерные насосы не используются в силу неравномерности расхода жидкости. Чаше всего используется центробежный насос. Так как в отличий от шестеренчатого насоса, центробежные насосы обладают большим расходом жидкости.

Топливные насосы питаются напряжением переменного или постоянного тока. Обычно на самолетах параллельно используются оба вида. Для повышения надежности. Что бы в случае отказа системы постоянного или переменного тока не потерять полностью систему подачи топлива в двигатели (Во многих случаях топливо будет подаваться в двигатели и без подкачки самотеком, но м меньшем количестве. Это негативно отразится на мощности двигателя, и в следствий на тяге и на всех энергетических системах ВС). Вероятность того, что обе системы откажут одновременно, очень мала (схемная надежность).

Трубопроводы предназначены для доставки топлива к двигателям. Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от механических примесей. Фильтры бывают тонкой и грубой очистки.

Обратные клапаны или блок обратных клапанов служат для того, что бы предотвратить (исключить) перетекание топлива в обратную сторону в случае отказа насоса или потери производительности и (или) мощности.

Краны могут перекрывать канал течения топлива при необходимости. Большинство самолетов имеют пожарные перекрывные краны. Эти краны в случае возникновения пожара на двигателе способны перекрыть доступ топлива в данный двигатель.

При изменений температуры топливо может расширяться или сжиматься. Во время расширения в трубопроводах создается избыточное давление, опасное для труб и отдельных агрегатов. Что бы избежать этого некоторые самолеты снабжены температурно-разгрузочным краном (клапаном). Этот кран сливает излишнее топливо обратно в бак. То есть работает как предохранительный клапан (клапан перепуска).

Очень важной является система дренажа и наддува. Через систему дренажа полость бака сообщается с атмосферой. Это нужно для того что бы во время заправки снизу не «разорвать» бак. Без системы дренажа заправка самолета топливом крайне затруднительна. При повышений давления выше нормы клапан перепуска на дренажном бачке открывается и сбрасывается избыточное давление.

Наддув наоборот, нагнетает давление в баки. Проблема в том что по мере выработки топлива в баках может образоваться пустота, что приведет к снижению давления у поверхности топлива в баках. Поддерживать давление, напрямую сообщаясь с атмосферой невозможно. Так как на большой высоте давление значительно мало. А снижение давления у поверхности может привести к кавитаций (появление и схлопывание пузырьков жидкости). Это приводит к снижению эффективности насосов и появлению опасных вибраций и гидроударов в трубопроводах. Что бы избежать этого, необходимо поддерживать повышенное давление в топливных баках. Система наддува может это обеспечить. Во многих самолетах система наддува и дренажа «пользуются» одни бачком. На бачке находятся и клапан перепуска системы дренажа и клапан впуска системы наддува. Наддув осуществляется воздухом высокого давления (Обычно из последней ступени компрессора, предварительно охлажденный, возможны и другие варианты). Некоторые самолеты могут не иметь систему наддува топливных баков. Но такие самолеты, обычно, маловысотные.

Некоторые самолеты снабжены системой слива топлива. Данная система предназначена для сброса некоторого количества топлива во премя полета. Это требуется в тех случаях, когда самолет вынужден совершит посадку через некоторое время после взлета. Но если от момена взлета не прошло много времени то в баках находится большое количество топлива. И шасси самолета можетны выдержать во время посадки слишком большой вес самолета, даже если шасси выдаржит, есть возможность образования остаточной деформаций. Поэтому в таких случаях в полете сливается некоторое количество топлива. Если самолет не имеет данную систему, то экипажу приходится кружа над аэродромом, выработаь (сжечь) необходимое количество топлива. Но в некоторых случаях может потребоваться срочно произвести вынужденную посадку, поэтому данная система является очень нужной в плане безопасности полета.

Система заправки топливом обеспечивает заправку топливом и равномерного распределения топлива по бакам. Обычно рядом с заправочной горловиной находится щиток (пульт) управления заправкой самолета топливом. Во время заправки самолета важно следить за уронем топлива в каждом баке. Есть множество способов определения количества топлива в баках. Но самым простым на мой взгляд, является мерная магнитная линейка. Мерная магнитная линейка представляет собой герметичную трубку внутри бака, в которм находится линейка с обозначенными на ней шкалами (градулировкой) уровня топлива. Нижнии конец линейки во время заправки выступает с нижней части бака наружу. И по длине пыступабщей части определяется уровень топлива в баках. Если баки наполнены топливом, то линейка полностю исчезает в баке. В верхней части линейки распологается сердечник (обычно из железа). Снаружи трубки расположен попловок, к которому закреплен постоянный магнит. При изменений уровня топлива, попловок перемещается вертикально вдоль трубки, а вместе с ним и магнит. А сердечник в верхней части линейки следует за магнитом. Таким образом линейка связана с поплавком, при этом герметичность бака остается ненарушенной.

Один из вариеатов такой мерной магнитной линейки показан на рисунке.

1 - винт; 2 - защёлка; 3 - линейка; 5 - фланец; 6 - кронштейн; 7-уплотнительное кольцо; 8 - фторопластовое кольцо; 9 - поплавок; 10 - корпус; 11 - магнит; 12 - чашка; 13 - пружина

При отказе системы централизованной заправки топливом, неоторые самолеты снабжены горловинами в верхнихчастях баков. И с этих горловин каждый бак заправляется по одтлеьности.

Одной из разновидностей систем заправки является, система заправки в полете. Но эта система характерна только для самолетов военной авиаций. И только для истребителей соправождения. Появление таких истем обусловлено историческим случаем того что две сверхдержавы второй половины XX века были расположены друг от друга на значительном расстояний и люто ненавидели друг друга. Ясно что бомбардировщики не долетят до цели без истребительного сопровождения (это стало известно еще во время первой мировой войны). Но проблема в том что истребители не имеют большого запаса хода в силу ограниченности вместимости топливных баков и прожорливости двигателей. Поэтому было решено производить дозаправку в полете.

Особенно в этом направлений продвинулись советские инженеры. Так как в отличий от сил НАТО, советская военная авиация того времени остро нуждалась в увеличений дальности полета самолетов. Это тоже сложилось исторически (Силы НАТО в этом не нуждались так остро, так как в те времена СССР был окружен со всех сторон базами сил НАТО. И бомбардировщики и истребители враждебных стран вылетев из этих баз, могли долететь, почти до любой точки СССР. Самолеты советской стратегической авиаций могли поразить эти базы и некоторые цели в Европе, но до США было очень и очень далеко). Но данный способ заправки самолета топливом является очень сложной операцией, и требует от пилота максимальной концентраций внимания, высоких профессиональных навыков и отлично слаженной работы экипажей и заправщика танкера и заправляемого самолета.

Важно отметить, что масса топлива на самолете составляет значительную долю взлетной массы самолета. Поэтому во время полета по мере выработки топлива изменяется масса и центровка самолета. Обычно топливные баки расположены в районе центроплана, что бы, не нарушать центровку самолета в полете. И это влияние мало, но все же сказывается на центровку. В топливных системах самолетов нет прибора, регистрирующего изменения центровки самолета по мере выработки топлива. И экипажу приходится во время полета производить расчеты в уме, отвлекаясь от других важных дел. Поэтому считаю необходимым разработать такой прибор, или предложит его варианты в виде принципиальных схем.