КОНУС-ДАТЧИК АГРЕГАТА ЗАПРАВКИ ТОПЛИВОМ В ПОЛЕТЕ

Изобретение относится к области авиации, в частности, к системам дозаправки летательных аппаратов топливом в полете по типу «шланг-конус».

Известен конус-датчик агрегата заправки топливом в полете, содержащий корпус, шаровой шарнир, стабилизирующий аэродинамический конус (патент РФ №1778983, приоритет 02.09.1980 г).

В процессе заправки в результате колебаний конуса в момент контакта возникает усложнение процесса заправки, что приводит к ненадежности процесса заправки. Для исключения этой ненадежности необходимо стабилизировать положение конуса до момента контакта с приемником топлива.

Недостатком прототипа является невозможность стабилизации конуса до момента контакта.

Задачей изобретения является стабилизация конуса до момента контакта его с приемником топлива.

Поставленная задача решается конусом-датчиком, в котором на корпус установлен кожух. На передней стороне кожуха выполнены три кольцевых канала, на боковых сторонах кожуха выполнены три щелевых окна, на которых установлены три заслонки с тремя устройствами для их перемещения. На корпусе конуса установлены два акселерометра в двух взаимно перпендикулярных плоскостях относительно оси симметрии конуса. Выходы акселерометров подключены к входам двух систем управления перемещением заслонок, расположенных на корпусе конуса, каждая из которых состоит из интегратора ускорения, интегратора скорости, делителя, двухвходового сумматора, включенного в обе системы двухвходового логического коммутатора, причем выходы интеграторов ускорения соединены с входами интеграторов скорости и одного из входов сумматоров, выходы интеграторов скорости подсоединены к входам делителей, выходы делителей подсоединены ко вторым входам сумматоров, а выходы сумматоров подсоединены к соответствующим входам логического коммутатора.

Заявляемое устройство представлено фигурами 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Фиг.1 - заявляемый конус-датчик в сборе.

Фиг.2 - вид конуса с переднего торца.

Фиг.3 - привод заслонок.

Фиг.4 - сечение конуса по линии Б-Б.

Фиг.5 - структурная схема системы управления устройствами перемещения заслонок.

Фиг.6 - схема направления управляющих струй.

Заявляемое устройство состоит из кожуха 1, в котором выполнены три щелевых канала 2, заканчивающихся щелевыми окнами 3, которые закрываются заслонками 4, соединенными с приводами заслонок 5. На корпусе конуса 6 установлены во взаимно перпендикулярных плоскостях два акселерометра 7.

Система управления устройствами перемещения заслонок (тремя приводами заслонок) (фиг.5) состоит из датчиков перегрузки -акселерометров 7, интеграторов ускорения 8, интеграторов скорости 9, делителей 10, двухвходовых сумматоров 11, логического коммутатора 12, приводов перемещения заслонок T₁, Т₂, Т₃.

Заявляемый конус-датчик работает следующим образом.

Набегающий воздушный поток попадает через щелевые каналы 2 внутрь кожуха конуса 1 и выходит через щелевые окна 3 наружу конуса, создавая при этом реактивный импульс, воздействующий на перемещение конуса, в направлении, обратном открытому щелевому окну.

При открытии или изменении степени открытия того или иного окна путем перемещения заслонок 4, приводимых в движение приводами 5, конус принудительно перемещается в требуемом направлении, компенсируя возникающие колебания конуса в потоке.

Система управления перемещением заслонок щелевых окон работает следующим образом.

В двух взаимно перпендикулярных плоскостях симметрии конуса-датчика устанавливаются датчики перегрузки 7, ориентированные перпендикулярно оси симметрии конуса в направлениях осей OY и OZ (фиг.6).

Результаты измерения ускорений a_y и a_z поступают соответственно в интеграторы 8, результатом работы которых являются относительные скорости конуса-датчика v_y1 и v_z1, которые не равны фактическим скоростям конуса-датчика в направлениях соответствующих осей, так как работа интеграторов начинается в произвольный момент времени, когда начальные значения этих скоростей не известны и поэтому принимаются равными нулю.

Значения относительных скоростей v_y1 и v_z1 поступают соответственно в интеграторы 9, результатом работы которых являются относительные смещения s_y1 и s_z1 конуса-датчика вдоль соответствующих осей. Они не являются отклонениями конуса-датчика от равновесного положения, так как не известны ни начальные значения этих смещений в момент начала работы интеграторов, ни начальные скорости.

Значения s_y1 и s_z1 поступают в делители 10, где делятся на время t, прошедшее с момента начала работы интеграторов 8.

Все элементы схемы начинают работать одновременно, а процессы интегрирования выполняются синхронно в режиме реального времени.

Полученные в делителях 10 значения Δv_y и Δv_z поступают соответственно в сумматоры 11, где вычитаются из относительных скоростей v_y1 и v_z1, а полученные в результате v_y и v_z стремятся со временем к истинным скоростям поперечных колебаний конуса-датчика в направлениях соответствующих осей, так как начальные скорости, соответствующие началу процесса интегрирования, равны предельным значениям величин -Δv_y и -Δv_z при t→∞.

Величины скоростей v_y и v_z поступают в логический коммутатор, управляющий перемещением заслонок Т₁, Т₂, Т₃ трех щелевых окон, из которых выпускается воздух в направлениях осей 1, 2 и 3 (фиг.3).

Степень открытия соответствующих каналов выбирается из условий, обеспечивающих значения соответствующих реактивных сил F_v, которые удовлетворяют следующим условиям:

где силы F_y и F_z задаются пропорциональными составляющими скоростей v_y и v_z соответственно.

Таким образом, перемещая конус-датчик в требуемом направлении, тем самым компенсируя возникающие колебания конуса в потоке, и используя систему управления перемещением заслонок, решается задача стабилизации положения конуса-датчика агрегата заправки в полете перед контактом.