Измерители топлива

Дмитрий Шаповалов (Velocity)

Хвост в самолете лишняя деталь!
Откуда
Москва
Топливоизмерительные системы для авиации общего назначения

Дрюк В.Л., Сеитов Г.Д., Гришов А.П., (с) журнал ПОЛЕТ 2006    
02.02.2006 г.  
Каждому авиатору известны такие фундаментальные понятия, как «аэронавигационный запас топлива», «точка возврата», «критический остаток топлива». Ещё на заре авиации измерение количества топлива на борту летательных аппаратов стало важнейшей задачей, сравнимой разве что с определением скорости и высоты полёта. Указатель топливомера называли даже «бензочасы», потому что шкала его градуировалась не в литрах, а в часах и минутах с обратным счётом - т. е. пилот видел, на сколько времени ему осталось топлива.

Для воздушных судов АОН, которые эксплатируются, как правило, негосударственными структурами и на самых различных маршрутах вне трасс, точное определение количества топлива на борту по-прежнему актуально - как из соображений безопасности полётов, так и экономических. Поэтому специально для сегмента АОН была разработана целая гамма информационно-измерительных систем - это системы измерения запаса топлива СИТ9, СИТ12 и СИТ16. Расскажем о них несколько подробнее.Системы СИТ9 и СИТ12 обеспечивают:- измерение и индикацию массы топлива по выбору пилота - по бакам (группам баков) и по общей сумме во всех баках - постоянно;
- формирование и выдачу сигналов «СУММАРНОЕ КОЛИЧЕСТВО ТОПЛИВА», «РЕЗЕРВНЫЙ ОСТАТОК» и «БАЛАНСИРОВКА ПО ТОПЛИВУ» (продублировано световым сигналом на индикаторе для подачи команды пилоту для ручного управления выработкой топлива, если на воздушном судне нет автомата выравнивания топлива по группам);

- ввод значения паспортной плотности топлива;

- формирование и выдачу информации по цифровым кодовым каналам связи - общепромышленному интерфейсу RS-485 и стандартному авиационному, соответствующему ГОСТ-18977-79 (ARINC-429).
Заданием на проектирование предусматривалась погрешность измерения для всей системы ±2,0%; на практике для системы СИТ9 этот показатель составил ±1%, для системы СИТ12 - ±0,5%.

Датчиками уровня топлива, входящими в комплект систем СИТ9 и СИТ12, являются высокоточные электроёмкостные детекторные уровнемеры жидкости типа ДТ49, имеющего относительную погрешность (при встроенной регулировке) не более ±0,5% и ДТК50 с относительной погрешностью не более ± 1,0%. Встроенный в датчики ДТ49 и ДТК50 платиновый датчик температуры топлива формирует сигнал с относительной погрешностью не более ±1,0%. В датчиках отсутствуют подвижные конструктивные элементы, что предопределяет их достаточную надёжность: наработка на отказ составляет свыше 106 час. Датчики устанавливаются на стандартный фланец топливомера в топливный бак и его габариты и масса зависят лишь от объёма бака. Датчики имеют уменьшенный диаметр поперечного сечения. Рабочие жидкости для измерения - бензин и керосин с температурой в диапазоне ± 600С. Погонная масса чувствительного элемента датчика составляет 0,3 кг/м.
Выходной сигнал с датчиков - постоянный ток, что существенно повысило помехозащищённость измерительной системы, снизило требования по экранированию соединительных проводов, позволило уменьшить массу внутрисамолётных коммуникаций и упростить проектирование и монтаж. Обработка сигнала осуществляется в «интеллектуальном центре» систем СИТ9 (СИТ12) - блоке индикатора запаса топлива (соответственно ИЗТ9 и ИЗТ10) со встроенным микроконтроллером фирмы ATMEL. Программное обеспечение системы позволяет вычислять не только объёмное, но и массовое количество топлива в баках, существенно повысить точность измерений за счёт фильтрации сигналов, предусматривает встроенный контроль системы, реализует выдачу визуальных сигналов или сигналов для автомата выравнивания в случаях, если будет «замечен» неодинаковый расход из разных групп баков.

Отображение информации обеспечивается монохромным жидкокристаллическим дисплеем с оптимальным для восприятия пилотом размером знаков. На индикаторе размещены также три кнопки управления функциями системы и светодиодными индикаторами. Масса индикатора - 0,4 кг, габаритные размеры лицевой панели индикатора - 55Ч55 мм или 65Ч65 мм.

Питание системы осуществляется от бортовой сети с напряжением 27В, потребляемый при этом ток - не более 60мА. Системы могут эксплуатироваться при температурах воздуха ±60[ch730]С (датчики ДТ49) или от -40[ch730] до +70[ch730]С (индикатор типа ИЗТ9), вибрациях с частотой от 5 до 2000 Гц и ускорениями до 10g (для датчиков) и до 3g (для индикатора). Предельные значения эксплуатационных перегрузок систем СИТ9 и СИТ12 укладываются в эти величины для летательных аппаратов. К другим достоинствам описываемых систем относятся также возможность их адаптации к источникам питания переменного тока с номинальным напряжением 115 В 400 Гц или 220 В 50 Гц, возможность автоматической диагностики систем средствами встроенного контроля, возможность адаптации программного обеспечения для измерения массы, объёма и уровня жидкости с различными диэлектрическими свойствами.

По состоянию на март 2003 года система СИТ9 сертифицирована в составе приборного оборудования самолётов Ил-103 и М-101 (“Гжель”) в соответствии с нормами АП-23 и FAR-23. В состоянии опытной эксплуатации находятся модификации систем СИТ9 для самолёта-амфибии Бе-103, а также система СИТ12 для самолёта Ан-3Т. Кроме того, на самолёте М-101 в дополнение к системе СИТ9 эксплуатируется новейшая система измерения расхода и количества топлива СИРТ9.

Датчики, измерительные системы и комплексы СИТ являются универсальными, могут быть легко адаптированы к любым летательным аппаратам всех типов, в том числе и самолётам и вертолётам любительской постройки. Комплектация системы (состав и тип датчиков, используемые функции и т.п.) учитываются непосредственно для каждого типа.

Системы СИТ9 и СИТ12 производятся на Санкт-Петербургском предприятии ОАО «Техприбор», являющимся одним из крупнейших поставщиков авиационной топливоизмерительной аппаратуры. Изделия этого предприятия, имеющего 60-летний опыт проектирования и создания систем и комплексом авионики, эксплуатируются практически на каждом отечественном самолёте и вертолёте.

Отсюда:  http://www.aeroklub.spb.ru/engine/index.php?option=com_content&task=view&id=16&Itemid=38


Сайт производителя:  http://www.techpribor.ru
 

Вложения

lexa_

Это всего лишь моё скромное мнение
Откуда
Одесса
Это, конечно, всё прекрасно и замечательно, однако, мне кажется, для любительской авиации малоприменимо.
И вот почему:
1) Дорогой
2) Тяжелый и боьшой
3) Питание, наверняка, не автомобильные 12В
Так что я себе поставлю или простое "мерное стекло" (заодно и осадок буду видеть) или автомобильный.

Право же, такая система уместна на каком-нибудь АН-12 или ИЛ-18, но не на аппарате типа "Пайпер Каб"
 

Andrey12

Я люблю этот Форум!
Откуда
Moscow
Пиар чистой воды. Раньше покупал этот журнал. Потом перестал :(
http://www.freescale.com/ далее ищем MC33794. Думаю конструкция по сложности будет как радиоприемник, но кто возьмется делать ???
 

Дмитрий Шаповалов (Velocity)

Хвост в самолете лишняя деталь!
Откуда
Москва
Ногами прошу не пинать  ;D
Что нашел, то выложил. Автомобильные на катят, хотя в Сесснах 172-х стоят стрелочные типа автомобильных без заморочек (полный-3/4-1/2-1/4-пусто)  ;D. Ничего, народ летает и не жалуется  ;).
Мужики сделали грамотную штуку по всем законам и правилам, но в АОН нужны поменьше, подешевле, полегче. Сам думаю такую штуку создать. Прототип 1 канальный есть на 7-ми сегментниках, буду делать на 2 бака на ЖК с подсветкой. Должен быть совсем крохотный и малопотребляющий. Как сделаю - покажу.

Интересно, какая цена у их приборов  :-? Кто нить знает точно?
 
Откуда
Москва
Цену не знаю, но точно знаю, что приборы серии Стратомастер от МЖЛ (пишутся по английски  :), тут представлены) кроме показания кучи параметров, элентарно тарирует ЛЮБОЙ измеритель топлива и вполне точно его показывает. А модели покруче выдают на дисплей все данные. Ставя измеритель многовенного расхода (вертушка или простейший расчетник) он выдает и все остально. Года 4 назад все уже испытано у нас на МДП. Установлены десятки.
Не пинайте если похоже на рекламу, но что есть, то всякий может сам сможет увидетьи проверить. Успехов.
 

lexa_

Это всего лишь моё скромное мнение
Откуда
Одесса
2 Administrator
/Сам думаю такую штуку создать. Прототип 1 канальный есть на 7-ми сегментниках, буду делать на 2 бака на ЖК с подсветкой. Должен быть совсем крохотный и малопотребляющий. Как сделаю - покажу/
Что ж, могу пожелать Вам толко успехов в этом деле.

PS А какой датчик Вы хотите использовать в своей конструкции?
Будет интересно взглянуть на результат
 
Ногами прошу не пинать  ;D
Что нашел, то выложил. Автомобильные на катят, хотя в Сесснах 172-х стоят стрелочные типа автомобильных без заморочек (полный-3/4-1/2-1/4-пусто)  ;D. Ничего, народ летает и не жалуется  ;).
Мужики сделали грамотную штуку по всем законам и правилам, но в АОН нужны поменьше, подешевле, полегче. Сам думаю такую штуку создать. Прототип 1 канальный есть на 7-ми сегментниках, буду делать на 2 бака на ЖК с подсветкой. Должен быть совсем крохотный и малопотребляющий. Как сделаю - покажу.
Дмитрий, зайдите поутру на буднях на Митинский радиорынок в цокольный этаж (вход слева по контуру здания от лестницы на первый этаж). Там есть место, торгующее всякого рода индикаторами, в т.ч. с расширенным температурным диапазоном. Очень понравились.   :D

/me
 
Там 100 лет не был уже. Есть каталоги и куча справочников для этого дела.
Тоже подход  :-?. Только вот вживую увидеть изделие и поговорить с грамотными людьми (многие там раньше работали на престижных предприятиях) справочник не позволяет  :(.

/me
 
Дмитрий, на датчиках измерения состояния среды (конкретно термисторах-которыми можно измерять не только температуру, но и скорость, давление, влажность, уровень как частный случай изменения агрегатного состояния среды вокруг датчика, и ещё полсотни других применений) я много домашних животных съел  ;D. Проблемы с индикацией показаний после обработки результатов измерений были постоянно. Поэтому знаю что говорю.

/me
 

Дмитрий Шаповалов (Velocity)

Хвост в самолете лишняя деталь!
Откуда
Москва
Первым датчик будет поплавковый с резистором, как в авто.
Дешево и сердито  ;D. В дальнейшем можно будет и емкостной присобачить.
Пока будут 2 версии приборчика
1. 7-ми сегментник 4-х символьный - для одного бака
2. 10 символьная 7-ми сегментная ЖК панель на 2 бака (можно 1)

Насчет показаний не волнуюсь. Опыт построения систем контроля температуры технологического процесса и прочих параметров есть. Вот там была задачка  :eek:. Пришлось разрабатывать самому ПИД алгоритм с "умной" самомодификацией "на ходу" для обеспечения гарантированного поддержания параметров тех.процесса без ухода в аварино опасные режимы и всё это многоканальное. Писал на Си, но в системе без операционки, то есть весь ввод/вывод и прочие заморочки писались внутри программы да ещё и на проце Texas Instruments.
И вся эта "беда" ещё с графическим дисплеем, кучей графиков, всякими CAN интерфейсами.

Собственно 1-й приборчик я вчера дописал основную часть. Сейчас буду заниматься интерфейсом его настроек.
Хочется иметь возможность установки:
- объема бака в литрах (галонах)
- минимального остатка топлива
- тарировки нескольких уровней в случае использования нелинейного бака (там где глубина непропорциональна объему) это желательно для любых баков.
 
P

pilot29

С емкостными датчиками иногда бывают проблемы.
На "больших" сталкивался со следующим: КВ радиостанция через проходящий рядом с одним из её блоков топливопровод фонила в топливный бак, и при включении КВ-р/станции на передачу показания топливомера-расходомера (система как раз "Техприбора" по ссылке выше) менялись на сотни кг - до полутора тонн в "минус".
Но виноваты были производители КВ-р/станции  - они блочок втихую доработали, да слегка накосячили.
 
Хочется иметь возможность установки:
- объема бака в литрах (галонах)
- минимального остатка топлива
- тарировки нескольких уровней в случае использования нелинейного бака (там где глубина непропорциональна объему) это желательно для любых баков.
Проблем никаких нет- зашивается в ПЗУ таблица "показание АЦП- индикация" Подходит для любого хитровывернутого бака. Даже если в ней искать прямым перебором, проц не нагреется.

На МВСВ-2006 видел цифровые датчики для авто российской разработки с выходом на аналог и на CAN. Параметры были очень приятные, исполнение тоже радовало. Поскольку у меня с сапогами непринципиальные разногласия, уточнить кто делает (помню что ВУЗ не из столичных) более не могу.

/me
 

Дмитрий Шаповалов (Velocity)

Хвост в самолете лишняя деталь!
Откуда
Москва
Проблем никаких нет- зашивается в ПЗУ таблица "показание АЦП- индикация" Подходит для любого хитровывернутого бака. Даже если в ней искать прямым перебором, проц не нагреется.
Я себе представил процесс тарировки  ;D один по 1 литру заливает в бак, а второй фиксит показания и так на все 250 литров  :eek:. Обычно тарируют через большие промежутки, а внутри них интерполируют без труда. Точность получается очень приличная даже с очень кривыми баками.
Девайс должен быть удобным и в работе и в настройке. В аналогичных приборах делают 10 около интервалов для тарирования.

Навороченные датчики это здорово, но это привязка к производителю, причём конкретному, а этого не очень хочется.

По емкостным датчикам:
Проблемы не только у больших к сожалению. Ребята из RV прикупили на первый борт. Намаялись с тарировкой, и в процессе эксплуатации он показывал всё что угодно, только не уровень топлива. Выбросили и поставили обычный поплавковый резистор. Всё работает как часики и никуда в процессе эксплуатации не уезжает. Плюс, в цене сильно сэкономили.
 
А какой БЫЛ конструктивно датчик. Очень хочется приделать датчик без двигающихся деталек (сейчас стоИт удлиненный датчик от Газели). Пробовал ИК дальномеры, но для них вода и бензин - прозрачны (видел дальность до дна бака).  :)
 
P

pilot29

А вот что стоит на Як-52:
СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ТОПЛИВА СУТ4-2

Сигнализатор уровня топлива СУТ4-2 предназначен для:

- дискретного измерения запаса топлива в двух баках объекта с выдачей информации на 9 уровнях на световое табло индикатора:

- выдачи дублирующих сигналов аварийного остатка топлива в каждом баке во вторую кабину.

В состав сигнализатора входят:

- два датчика сигнализатора уровня ДСУ1-2

- один индикатор уровня топлива ИУТЗ-1.

Принцип действия сигнализатора основан на преобразовании неэлектрической величины (меняющегося уровня топлива) в электрическую (соответственно меняющиеся комбинации фаз выходных напряжений).

Для преобразования не электрической величины в электрическую служит поплавковый взаимоиндуктивный датчик. Индикатор ИУТЗ-1 предназначен для преобразования сигналов, поступающих с датчиков и выдачи информации на световое табло. На лицевой панели индикатора расположены кнопка контроля функционирования сигнализатора „К" и переключатель яркости светового табло „Д-Н".
Особых проблем с точностью и надёжностью не припомню.
Принцип действия по русски: В теле датчика есть несколько катушек разной длины. В поплавок заделано алюминиевое(?) кольцо. При нахождении поплавка на разных уровнях взаимоиндукция наводится через кольцо в разных катушках. Ну а дальше дело техники: определить, в каких катушках наводится ЭДС и выдать соответствующую информацию на индикатор.
Не смотря на дискретность, точности вполне хватает. На верхних уровнях индикация через 10л,  на нижних уровнях - через 5, ну и аварийный остаток.
 

nico

чем дальше в лес тем толще партизаны..
Откуда
Жуковский
На некоторых маленьких  буржуинских самолетах встречал комбинированную систему измерения емкости/расхода. обычный поплавок - емкость (плюс минус полведра ) более точно - расходомер(простая крыльчатка, раньше на жЫгуль такую прикручивал- типа бортовой компьютер ).  ;D.  :~~)
 
Откуда
Москва
Для инжекторных двигателей собрали схемку (блочек со спичечный коробок), которая по  режиму форсунки считает мгновенный расход. Для карбюраторов ставится вертушка.
Кстати отечественных вертушек уже  нет. Сняли с производсва года два назад :mad:.
 

nico

чем дальше в лес тем толще партизаны..
Откуда
Жуковский
Что да то да..не производят более вертушек в нашем государстве.. :'( поиду чип - дип изучать ;D)
 
Вверх