Simulácia a modelovanie vybranýchpalivových systémov lietadla

Ing. Vladimír Beňo

2010

Technická Univerzita Košice

1

Školiteľ: doc. Ing. František Adamčík, PhD.Školiteľ špecialista: Ing. Róbert Bréda, PhD.

Obsah prezentáciePalivové systémy lietadiel- Úvod- Úlohy palivových systémov- Komponenty palivových systémov- Vyváženie ťažiska lietadla- Tézy- Návrh metódy riešenia- Literatúra- Prínos pre vedu- Prínos pre prax- Záver

2

Úvod

Návrh a realizácia palivových systémov lietadiel, je veľmi zložitý proces. Ktorý kladie konštruktérov a technikov pred neľahkú úlohy, zvládnuť a zahrnúť pri návrhu takýchto systémov, okrem prvok ktoré obsahujú aj sily pôsobiace na tento systém. A to nielen v ideálnom stave ako aj stave letovom, či pri vzniku poruchových stavov počas prevádzky

3

Palivové systémy lietadiel a ich úlohy

Primárna úloha:- Dodávka paliva do motorov

Sekundárne úlohy:- Vyváženie ťažiska lietadla

- Chladenie

- Zníženie ohybového momentu krídel pri vzlete a pristávaní lietadla

4

Komponenty palivového systému

Palivové čerpadlá

Palivové ventily

Palivové nádrže

Snímače

Zobrazovače údajov

Komponenty palivového systému:

Palivové potrubie

5

Vyváženie CG bodu

Obrázky zobrazujú koncept transferu predného a zadného paliva. Čím viac paliva je preneseného dozadu tým sa nám CG posúva viac dopredu

- Nádrže sú oddelené prepážkami

6

Kapacitné palivomeryVo väčšine leteckých palivomeroch sa pre meranie zásoby paliva v nádrži používa kapacitný snímač. V závislosti na zmene výšky hladiny paliva sa mení kapacita špecialného kondenzátora. Zmena kapacity je potom vyhodnotená pomocou meracieho elektrického obvodu.

Snímače množstva paliva

7

Spotrebomery

Spotrebomery sú určené na meranie okamžitej spotreby paliva za jednotku času alebo k meraniu celkovej spotreby paliva za určitý časový interval (sumárne spotrebomery).

Snímače spotreby paliva

Indukčný spotrebomer

Používajú sa pre kvapaliny, ktorých ρ< 103 Ω.m. V magnetickom poli sa pohybuje – tečie kvapalina – vodič a indukuje sa v nej napätie.

Turbínkový prietokomer

Pre meranie rýchlosti prúdenia paliva sa často využíva metóda merania otáčok vrtuľky, ktorá sa roztáča vplyvom prúdiaceho paliva.

8

Dodávka paliva k motorom

9

Tézy dizertačnej práce

• Návrh Metódy riešenia palivových systémov

• Výpočet statických a dynamických charakteristík palivových systémov

• Návrh a spracovanie matematického modelu palivového systému

• Overenie matematického modelu v simulačnom prostredí

• Optimalizácia navrhnutého palivové systému

• Verifikácia a validácia navrhnutého modelu s palivovým systémom lietadla

10

Návrh metódy riešenia- Metóda experimentu

- Metóda Analyticko – Syntetická

- Metóda počítačovej simulácie

11

Výpočet charakteristík v palivovom obvode

Statické Charakteristiky- Výpočet odporu proti pohybu

- Výpočet tlakového spádu v potrubí

- Výpočet statickej charakteristiky

- Výpočet kruhovej alebo rozvetvenej siete

Dynamické Charakteristiky- Výpočet odporu proti zrýchleniu

- Výpočet odporu proti deformácií

- Výpočet časovej konštanty

12

Literatúra

- BEJČEK L, ĎAĎO S, PLATIL A: Meření prutoku a výšky hladiny:

3. díl edice Senzory neelektrických veličín: BEN-technická literatúra: 2005:

ISBN 80-7300-156-X

- IEng, DSc, Mphil. Amraes. Frsa: Aircraft Instruments: ISBN 0-582-086-27-2

- Aircraft Systems: Mechanical, electrical and avionics subsystems integration, Third Edition. Ian Moir and Allan Seabridge, 2008. ISBN: 978-0-470-05996-8

- Aircraft fuel systems: Roy Langton, Chuck Clark, Martin Hewitt and Lonnie Richards, 2009. ISBN: 978-0-470-05708-7

- Modelovaní a Identifikace systému: Petr Noskievič, 1999,

- Příklady a úlohy z automatického řízení: Doc. Ing. Milan Hofreiter, CSc. a kolektív, 2003, ISBN: 80-01-02447-4

13

Prínos pre vedu

- Možnosť softvérovej zmeny parametrov a stavov palivového systému

- Vytvorenie softvérového pracoviska pre meranie množstva a spotreby paliva

- Návrh a vytvorenie obvodového riešenia, pre monitorovanie a reguláciu palivového systému

14

Prínos pre prax

- Zvýšenie presnosti merania množstva a spotreby paliva na lietadle

- Zníženie hmotnosti palivového systému lietadla

- Optimalizovaním prvkov palivového systému, dosiahnutie zvýšenia efektivity jeho práce

- Zvýšenie presnosti merania spotreby a množstva paliva

15

Záver

16

Cieľom mojej práce je návrh modelu konkrétneho palivového systému lietadla, simulovanie prečerpávanie paliva v tomto systéme, meranie množstva paliva a vyhodnotenie presnosti tohto merania. V tomto meraní zahrnúť návrh rozmerov palivových potrubí, použitých materiálov ako aj tvarov. Na základe týchto meraní overiť systémové požiadavky. Overiť optimalizáciu umiestenia prvkov v tomto systéme, ako sú palivové čerpadlá, palivové ventily, palivové snímače a senzory a taktiež palivové nádrže.

Ďakujem za pozornosť

17