Расчёт гидросистемы МИГ-29 (стр. 2 из 9)

3. Выбор структурной схемы гидросистемы.

Создание гидросистемы минимального веса и объема, обслуживающей большое число жизненно важных потребителей и обладающей высокой надежностью невозможно без анализа существующих гидросистем. Выбор степени резервирования и схемы подключения гидропривода к гидросистеме определяется тем, в какой степени опасен для летчика отказ рассматриваемого гидропривода.

В первую очередь стоит резервировать гидроприводы, отказ которых даже при правильных действиях летчика может привести к катастрофе.

В эту группу входят гидроусилители рулевых поверхностей, вспомогательные гидроусилители и рулевые агрегаты, системы управления полетом, работающие на взлете и посадке. Гидроприводы подключаются параллельно к двум одновременно работающим автономным системам. Все элементы распределительных и вспомогательных устройств этих гидроприводов дублированы.

Автономная гидросистема, обеспечивающая питание всех потребителей, называется общей.

Автономная гидросистема, обеспечивающая питание гидроусилителей системы управления полетом, называется бустерной.

Название автономной гидросистемы, таким образом, определяется характером входящих в нее потребителей.

Возможно три способа подключения гидроприводов к автономным гидросистемам:

а) параллельное подключение гидропривода к двум работающим независимым гидравлическим системам - "горячее резервирование" или резервирование с включенным резервом. Рабочая жидкость в этом случае поступает одновременно к сдвоенным распределительным и исполнительным устройствам гидропривода. При выходе из строя одной из систем гидропривод продолжает работать, развивая при этом половинную мощность (для 1-ой группы потребителей);

б) последовательное подключение гидропривода к основной и резервной системам - "холодное резервирование" или резервирование замещением, или ненагруженный резерв. Рабочая жидкость в этом случае поступает к распределительному и исполнительному устройствам через переключатель в виде челночного клапана (ЧК). При выходе из строя основной системы осуществляется переключение (автоматическое или ручное) гидропривода на питание от исправной системы.

в) подключение гидропривода к одной из автономных систем. При выходе из строя данной системы гидропривод теряет способность выполнять свои функции

На современных CMC гидравлические рулевые приводы стабилизатора, элеронов, руля направления включены в две одновременно работающие независимые гидросистемы.

В одном случае одна из автономных систем выделяется только для обслуживания гидроусилителей системы управления полетом. Вторая автономная гидросистема обеспечивает питание и гидроусилителей системы управления полетом, и гидроприводы всех остальных потребителей. В этом случае роль резервной системы для некоторых потребителей системы играет воздушная система, установленная на самолете.

В другом случае - две автономные гидравлические системы выделяются для обслуживания гидроусилителей системы управления полетом, а третья автономная система обеспечивает питание всех остальных потребителей. В этом случае для некоторых потребителей "вспомогательной" системы также необходима резервная пневматическая система.

На большинстве самолетов, гидросистемы которых состоят из двух автономных систем, в "общей" системе устанавливается отсечной (приоритетный) клапан, отключающий при появлении неисправности значительную группу потребителей.

Отсечной клапан как бы делит "общую" систему на две части - "бустерную" и "вспомогательную", отключая отдельные потребители "вспомогательной" части системы и обеспечивая при возникновении неисправности в первую очередь питание гидроусилителей системы управления полетом.

Для двухдвигательных машин характерны три варианта подключения насосов к автономным системам.

Вариант № 1 является простейшим решением, когда надежность гидросистем напрямую зависит от надежности насоса и двигателя самолета.

Вариант № 2 характеризуется более высокой надежностью по насосам, но требует наличия противопожарных кранов (ПК), установленных на линиях всасывания перед каждым насосом.

Вариант № 3 трехсистемный вариант; в нем противопожарные краны не используются.

В гидросистемах СМС в качестве аварийных источников питания используется аварийная насосная станция, приводимая во вращение электродвигателем, турбиной или гидромотором.

Анализ применяемых АНС позволяет сделать следующие выводы:

1. Использование электродвигателей постоянного тока для привода аварийного насоса целесообразно при небольших мощностях АНС (приблизительно до 2 КВт).

2.Использование воздушной турбины целесообразно на больших скоростях, т.к. из – за снижения мощности турбины при падении скорости самолета, снижается мощность приводимого его аварийного насоса и падает давление или производительность.

3.Наиболее целесообразно использовать АНС с приводом от топливной системы самолета. Преимущества такой АНС заключаются в следующем:

-подключение гидромотора одновременно к топливным системам двух двигателей повышает надежность самой АНС;

-обеспечивается питание потребителей даже на малых скоростях полета.

На основе проведенного анализа современных СМС и их гидросистем, для проектируемого самолета предпочтение следует отдать двухсистемному варианту. Питание автономных систем осуществляется от насосов, расположенных по одному на каждом двигателе.

Такое схемное построение гидросистемы не уступает трехсистемному варианту и двухсистемному варианту с двумя насосами на каждом двигателе. Кроме того, она имеет выигрыш в весе. Система относительно проста в эксплуатации и обслуживании и при достаточно надежных насосах не уступает другим вариантам системы в надежности.

Кроме того, подключение двух насосов к одной линии нагнетания может привести к увеличению пульсаций давления в системе из-за наложения спектра колебаний и, соответственно, к снижению ресурса гидросистемы.

Схема резервирования и подключения гидроприводов к независимым каналам гидросистемы выбирается с учетом надежности данного потребителя, относящегося к одной из трех групп классифицируемых по последствиям отказов.

Следует перечислить функциональные подсистемы, которые присутствуют на проектируемом самолете:

1. Первая группа потребителей:

· стабилизатор,

· элероны,

· руль направления,

· цилиндр РУС.

2. Вторая группа потребителей:

· носки,

· закрылки,

· шасси.

3. Третья группа потребителей:

· РДМ,

· тормозные щитки,

· воздухозаборники,

· створка турбостартера,

· цилиндр загрузки педалей.

Рис.2. Блок-схема гидросистемы.
4. Выбор рабочей жидкости.

Выбор рабочей жидкости определяется теми наиболее жесткими условиями, в которых должна работать гидросистема или отдельный привод.

На выбор типа рабочей жидкости прежде всего влияет диапазон рабочих температур, наличие радиации, срок надежной работы гидросистемы и ее экономические показатели.

Известно, что надёжность работы отдельных агрегатов гидросистемы, устойчивость их эксплуатационных характеристик, ресурсные показатели значительной степени зависят от применяемой рабочей жидкости.

Минеральное масло АМГ-10 ГОСТ 6794-75, которая имеет достаточно хорошие эксплуатационные характеристики, низкую плотность и приемлемые стоимостные характеристики, однако, рабочий диапазон минеральных жидкостей и АМГ-10 в их числе по положительным температурам ограничен +125°С при длительной эксплуатации и +150°С кратковременно. Превышение этих температур приводит к резкому снижению вязкости, смазывающей способности и достаточно частой замене всей жидкости в гидросистеме.

Выбор марки рабочей жидкости для проектируемой гидросистемы производится путём оценки ряда факторов, характеризующих технические показатели, связанные с эксплуатацией данной жидкости в составе указанной гидросистемы.

К числу указанных факторов можно отнести:

· величину рабочего давления в гидросистеме;

· эксплуатационный диапазон рабочих температур;

· плотность рабочей жидкости;

· износостойкость жидкости, стабильность её физических свойств;

· состав и объём номенклатуры гидроагрегатов, предназначенных для работы на данной жидкости.

Учитывая вышесказанное, наиболее целесообразно использовать рас-пространенную жидкость АМГ-10. по сравнению с другими жидкостями (7-50С-3, ХС-21, НГЖ) она имеет следующие преимущества:

· малый удельный вес;

· коррозионную пассивность;

· малую токсичность;

· может работать в контакте практически с любыми материалами.

Параметры	Рабочая жидкость АМГ-10 ГОСТ6794-75
Интервал рабочих температур	-60….+125(длительно) ресурс жидкости при +150 С до 10 часов
Сырьё	нефть
Температура вспышки	Не менее 92°С
Температура самовоспламенения	230°С-280°С
Температура застывания	Не выше -60°С
Растворимость газа	9%
Плотность	0,833-0,85
Вязкость	1,65-3500 сст
Токсичность	Малотоксична
Горючесть	Горит и поддерживает горение

5. Принципиальная схема гидросистемы и описание блока питания.