Система дренажа топливных баков. Открытая система дренажа

Назначение системы дренажа топливных баков состоит в поддержании в надтопливном пространстве баков давления в пределах, обеспечивающих надежное питание двигателей топливом, заправку и слив его. При выработке топлива из бака необходимо, чтобы он заполнялся воздухом или нейтральными газами. Если это не происходит, то затрудняется выработка топлива из бака и возможно смятие бака. При заправке баков топливом, особенно при закрытой, необходимо дать возможность воздуху выйти из бака. В противном случае произойдет образование воздушных пробок и возможна деформация бака.

Открытая система дренажа топливных баков выполнена таким образом, что баки сообщаются с атмосферой через наружные патрубки дренажных трубопроводов. В некоторых случаях последние находятся в области повышенного давления или их устанавливают против потока воздуха. Такое устройство обеспечивает наддув бака и создает в его надтопливном пространстве давление больше атмосферного.

На летательных аппаратах с большим числом топливных баков дренаж осуществляют путем индивидуального или коллекторного сообщения баков с атмосферой. При индивидуальном сообщении баков с атмосферой вес магистралей системы дренажа меньше, но давление над топливом в баках может быть разное. В случае коллекторного сообщения баков с атмосферой вес магистралей несколько больше, чем при индивидуальном, но давление в баках более равномерное.

Для обеспечения дренажа полностью заправленного топливного бака и предотвращения выброса топлива дренажный трубопровод подключают к баку в верхней точке. Наружный патрубок этого трубопровода обычно располагают в верхней части летательного аппарата, чтобы на земле в топливную систему вместе с воздухом не попадала пыль.

Для предотвращения выброса топлива через дренажные трубопроводы при эволюциях летательного аппарата применяю петлеобразные участки трубопровода. Однако в нижних частях этих участков скапливается топливо.

Для сбора топлива иногда устанавливают дренажные бачки или отсеки баков, при переполнении которых топливо автоматически перекачивается в баки.

На некоторых типах летательных аппаратов при наличии поперечного V крыла для большей надежности дренажные трубопроводы дублируют. Один (основной) трубопровод дренажа присоединяют к более высокой точке бака, другой (вспомогательный) к другой части бака и несколько ниже. Если при эволюциях летательного аппарата более высокая точка полностью заполненного бака опустится вниз и дренаж через основной трубопровод будет неэффективен, то в этом случае вспомогательный трубопровод обеспечит дренаж. Наличие обратного клапана на вспомогательном дренажном петлеобразном трубопроводе предотвращает выброс топлива при полностью заполненном баке.

Минимальное давление в системе дренажа топливных баков обеспечивается в необходимых случаях путем установки вакуумно-предохранительных клапанов, которые при небольшом разрежении (0,02—0,05 кГ/см²) открывают доступ воздуха в систему. Эти клапаны располагают внутри крыла.

При обмерзании наружного патрубка открываются клапаны и этим обеспечивается дренаж.

Скоростной напор потока воздуха зависит от массовой плотности воздуха р_в и скорости полета V:

. На малых высотах даже при дозвуковой скорости полета ве­личина скоростного напора доходит до 50—60 кн/м², что может оказаться чрезмерным.

Для ограничения величины скоростного напора в системе дренажа устанавливают предохранительные клапаны или изменяют степень использования скоростного напора.

Величина скоростного напора воздуха, используемого для повышения давления над топливом в баке,

, где коэффициент использования скоростного напора, зависящий от угла скоса конца наружного патрубка дренажного трубопровода: .

Давление воздуха после наружного патрубка будет равна при М>1: . При М>1 перед наружным патрубком дренажного трубопровода образуется прямой скачок уплотнения и избыточное давление надтопливном пространстве бака может быть больше. Для снижения его, задняя часть патрубка делается открытой. Кроме таких патрубков используются предохранительные клапаны за счет продува потока через сечение 2 давление при М> 1 будет достаточным за счет дросселирования скорости в сечении диаметра диффузора.