Гидравлическая система самолета
Общие сведения
Гидравлическая система самолета Як-42Д является сочетанием двух составляющих: сети источников давления потребителей.
Источники давления гидравлической системы создают давление, регулируют величину давления и распределяют жидкость по потребителям.
Сеть потребителей – это сочетание отдельных частей, которые служат энергоприводами разного рода механизмов.
Гидравлическая система состоит из двух подсистем: основной и аварийной.
Основная гидравлическая система обеспечивает работу следующих потребителей:
– выпуск/уборку стоек шасси;
– открытие/закрытие створок главных стоек шасси;
– торможение колес;
– подтормаживание колес носовой стойки при уборке шасси;
– поворот колес носовой стойки шасси;
– управление закрылками (предкрылками);
– питание гидроусилителя РН и механизма загрузки педалей;
– выпуск/уборку спойлеров (интерцепторов);
– привод винта стабилизатора;
– управление стеклоочистителями.
Аварийная гидравлическая система самолета служит для:
– привода гайки стабилизатора;
– управления закрылками (предкрылками);
– уборки интерцепторов в аварийном режиме;
– открытия створок главных стоек шасси при их аварийном выпуске;
– аварийного выпуска стоек шасси;
– торможения колес в аварийном режиме.
На земле аварийная гидравлическая система обеспечивает управление носовым коком, выпуск/уборку заднего трапа и стояночное торможение.
Потребители гидравлических систем, влияющие на безопасность полетов, имеют дублированное гидропитание. Менее важные потребители и работающие только на земле потребители, работают от одной системы.
Примечание: Работу потребителей удобнее рассматривать при изучении соответствующих функциональных систем совместно с теми агрегатами, которыми они управляют. Поэтому в данной главе будем рассматривать в основном конструкцию и эксплуатацию источников давления гидравлической системы.
Принцип работы гидросистемы
Давление в обоих гидросистемах составляет 140—170 кг/см2.
Жидкость размещается в гидробаке, установленном в негерметичном техническом отсеке слева от ниши входного трапа.
Гидробак разделен вертикальной стенкой на два отсека: в одном размещается жидкость для основной гидравлической системы, в другом – аварийной. При потере жидкости в одном из отсеков (системе) в другом жидкость сохраняется, что обеспечивает нормальную работу соответствующей системы. Общая емкость бака составляет 48 л. В бак заправляется – 39,5 л. На баке установлена трубка со стеклом для проверки уровня жидкости. Трубка имеет черную метку толщиной 10 мм для обозначения нормальной заправки бака. На крышке бака установлен датчик системы измерения количества гидрожидкости в баке.
Для обеспечения бескавитационной работы гидронасосов независимо от высоты полета бак оборудован системой наддува, давление в которой контролируется по индикатору, расположенному в нише для внутренней ручки входного трапа.
Наддув бака производится от основных двигателей или ВСУ.
До момента запуска основных авиадвигателей Д-36 наддув бака осуществляется от ВСУ.
После запуска авиадвигателей воздух обратный клапан поступает в систему наддува бака; там он сначала проходит через осушитель, где происходит удаление влаги из него. Затем воздух проходит через фильтр, где он подвергается очистке от механических примесей, и потом поступает в понижающий редуктор, который обеспечивает на выходе необходимое давление наддува 1,8—2,5 кг/см2.
После этого пройдя обратный клапан, воздух из редуктора поступает в гидробак. В случае повышения давления в гидробаке выше максимально допустимого (3—3,3 кг/см2) срабатывает предохранительный клапан, который стравливает давление.
В основной гидравлической системе источником давления являются два механических гидронасоса НП72МВ, которые установлены на левом и среднем двигателе.
Гидронасос НП72МВ имеет регулятор производительности, который изменяет его производительность в зависимости от давления в гидравлической системе. При давлении 140—170 кг/см2 насосы переводятся на «нулевую» (минимальную) производительность. Минимальная производительность насоса необходима для охлаждения и смазки самого насоса.
Во время работы авиадвигатель приводит во вращение блок цилиндров, который, скользя по зеркалу золотника, поочередно сообщает каждое поршневое отверстие то с дуговой фрезеровкой «Б», связанной с магистралью всасывания, то с дуговой фрезеровкой «А», связанной с магистралью нагнетания.
Так как ось блока цилиндров составляет некоторый угол с осью приводного вала, при вращении вала с блоком цилиндров поршни совершают возвратно-поступательное движение. При этом в тех камерах, где поршни выдвигаются нз блока, происходит всасывание гидросмеси из магистрали всасывания, а в камерах, где поршни вдвигаются в блок, – вытеснение ее под давлением через соответствующую дуговую фрезеровку в нагнетающую магистраль.
Производительность насоса зависит от хода поршней, т.е. от угла наклона люльки. Угол наклона люльки изменяется регулятором производительности. Давление жидкости линии нагнетания подводится к торцу золотника регулятора. Другой торец золотника опирается на пружину регулятора. Пока давление, поступающее из штуцера нагнетания, уравновешивается пружиной, золотник неподвижен и давление не может поступать на сервопоршень.
Люлька удерживается пружиной в положении максимального угла, что определяет получение максимальной производительности насоса.
Когда, давление в линии нагнетания достигнет величины, достаточной для преодоления усилия пружины регулятора, золотник открывает канал подачи и жидкость под давлением перемещает сервопоршень, который разворачивает люльку, уменьшая угол ее наклона. Это приводит к уменьшению хода поршней, что дает снижение производительности насоса.
При возрастании давления в нагнетающей магистрали до максимально заданного уменьшение производительности продолжается до тех пор, пока люлька, не дойдет до упора, что соответствует режиму «минимальной» производительности.
При отказе регулятора производительности для предохранения гидросистемы от чрезмерного давления в гидравлической системе установлен предохранительный клапан, обеспечивающий сброс жидкости в линию слива при давлении 180 кг/см2. В линиях всасывания и нагнетания гидронасосов НП72МВ установлены разъемные клапаны, позволяющие производить разъединение этих магистралей без потери жидкости из гидравлической системы (при замене двигателя или гидронасоса).
Кроме того, в линии всасывания каждого насоса установлены отсечные клапаны, служащие для перекрытия потока жидкости при пожаре. Выключатели «ОТСЕЧНЫЕ КЛАПАНЫ ГИДРО» установлены на верхнем пульте. Исходное положение выключателей – «ОТКР.». В положение «ЗАКР.» включаются при пожарной опасности.
Для подключения наземной установки с целью создания давления в основной гидравлической системе предусмотрены бортовой клапан всасывания и бортовой клапан нагнетания.
К магистралям нагнетания обоих гидронасосов подключены реле давления, которые позволяют контролировать работу насосов. При понижении давления в магистрали нагнетания насоса до 40 кг/см2 реле срабатывает и включает на верхнем пульте соответствующее желтое сигнальное табло отказа гидравлической системы и ЦО «ГИДРО».
При повышении давления до 65 кг/см2 табло гаснут.
При падении давления в линии нагнетания обоих гидронасосов поступает сигнал на запись в систему МСРП-64М-2.
В линии нагнетания каждого насоса установлен обратный клапан, пропускающий жидкость под давлением только от насоса и не пропускающий ее в обратном направлении: при неработающем насосе давление жидкости от другого насоса или наземной установки к нему не подводится.
В нагнетающей линии гидросистемы от насосов к силовым приводам установлен фильтр тонкой очистки с тонкостью фильтрации 12—16 микрон.
В сливной магистрали системы на входе в гидробак также установлен фильтр тонкой очистки с тонкостью фильтрации 12—16 микрон.
Для сглаживания пульсаций давления и обеспечения выпуска спойлеров в заданное время в основной гидравлической системе установлен гидроаккумулятор с зарядным давлением азота 40 кг/см2.
Стравливание давления из основной гидравлической системы осуществляется стравливающим клапаном, размещенным на гидропанели технического отсека слева от ниши трапа.
Гидроагрегаты уборки/выпуска шасси подключаются к основной гидравлической системе через подпорный клапан, отрегулированный на давление 70 кг/см2.
Резервными источниками давления гидравлической системы являются электрические насосные станции, создающие давление при отказах основных гидронасосов или работе на земле.
Источниками давления в аварийной гидравлической системе являются: резервная насосная станция НС46—3 и аварийная станция НС-55.
На случай отказа автоматического регулирования производительности НС46—3 и НС-55 в аварийной гидравлической системе имеется предохранительный клапан, срабатывающий при давлении 180 кг/см2.
В линии нагнетания каждой насосной станции установлен обратный клапан, пропускающий жидкость под давлением только от насосной станции и не пропускающий ее в обратном направлении, т.е. при неработающей станции давление к ней не подводится.
В магистралях нагнетания и слива аварийной гидросистемы для очистки рабочей жидкости от механических частиц установлены фильтры тонкой очистки.
НС46—3 состоит из электромотора и гидронасоса. Электромотор переменного тока запитан от генераторов основных двигателей, от генератора ВСУ, а на земле – от наземного источника переменного тока.
НС-55 состоит из электромотора постоянного тока и гидронасоса.
При отказе всех двигателей в полете НС-55 может работать от аккумуляторов.
При отсутствии наземного источника питания гидросистемы, в случае необходимости наземных проверок и отладок гидросистемы, НС46—3 и НС-55 на земле могут быть переключены на питание основной гидросистемы. Переключение осуществляется ручным клапаном переключения, в хвостовой негерметичной зоне фюзеляжа.
Управление работой гидросистемы осуществляется переключателями отсечных клапанов и НС46—3 и НС-55.
Выключатель «НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ РЕЗЕРВН.», установленный на центральном пульте [2], служит для управления НС46—3.
Позиции выключателя «ВКЛ.» и «ОТКЛ.» используются для ручного управления станцией.
В исходной позиции «АВТОМ.» выключатель закрыт крышкой. В этом положении выключателя НС46—3 включается при открывании крышки одного из переключателей: аварийного выпуска стоек шасси, резервного управления стабилизатора и при включении режима ускоренного перемещения стабилизатора.
Автоматическое включение и отключение НС46—3 производится также при выпуске-уборке предкрылков и закрылков.
Переключатель «НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ АВАР.», установленный на центральном пульте, обеспечивает ручное и автоматическое включение НС-55.
НС-55 включается автоматически от выключателя ускоренного перемещения стабилизатора или от выключателя аварийного управления закрылками. Кроме этого, при отказе всех двигателей и не работающей вспомогательной силовой установке НС-55 автоматически включается во время нажатия выключателя резервного управления стабилизатора.
Дополнительно, НС-55 включается автоматически при установке переключателя аварийной уборки интерцептора, а также при включении выключателя «ПРЕДКРЫЛКИ ВЫПУЩЕНЫ. ЗАКРЫЛКИ 0» в случае, если перед этим использовался выключатель аварийного управления закрылками.
Контроль за работой гидравлической системы осуществляют по индикатору давления, светосигнальным табло отказов гидросистемы и системе измерения количества гидрожидкости.
Двухстрелочный индикатор гидросистемы установлен на правой части приборной доски. Датчик давления основной гидравлической системы присоединен к воздушной полости аккумулятора. Поэтому при отсутствии давления в основной гидравлической системе стрелка «ОСН.» индикатора показывает рабочее давление 30—60 кг/см2. Датчик давления в аварийной гидравлической системе присоединен к нагнетающей линии аварийной гидравлической системы, поэтому стрелка «АВАР.» индикатора показывает фактическое давление в гидросистеме.
Контроль давления в аккумуляторах аварийного торможения осуществляется по двухстрелочному индикатору «ГИДРОАККУМ. ТОРМОЗОВ» на левом боковом пульте. При отсутствии давления в аварийной гидравлической системе стрелки этого индикатора показывают 20—50 кг/см2 (зарядное давление аккумуляторов азотом).
Система измерения количества гидрожидкости обеспечивает контроль уровня гидрожидкости в баке. Система состоит из датчика-сигнализатора, установленного в баке, и столбикового индикатора «ГИДРОЖИДКОСТЬ», расположенного на левом боковом пульте.
Сигналы датчика-сигнализатора отражаются на светосигнальном табло индикатора светящимся столбцом, высота которого соответствует количеству жидкости в гидробаке.
Цветовая окраска светящегося столбца говорит о следующем: желтая полоска (40—42 л) – бак переполнен; зеленая полоска (40—23 л) – нормально; мигающая желтая полоска (менее 23 л) – мало жидкости.
Проверка ламп индикатора осуществляется кнопкой «КОНТРОЛЬ ЛАМП».
Проверка функционирования электроцепей сигнализатора осуществляется кнопкой «К» на лицевой панели индикатора. При нажатии на кнопку «К» должен отключиться светящийся столб, соответствующий количеству рабочей жидкости в баке, и должна включиться желтая зона ниже 23 литров.
Желтое светосигнальное табло «ЗАРЯДИ АВАР. ТОРМ.» горит при давлении в системе аварийного торможения 90—110 кг/см2. При этом горит ЦО «ГИДРО».
Красное табло «ОТКАЗ ГИДРО», размещенное на приборной доске, горит при падении гидравлического давления в обоих гидросистемы.
Эксплуатация гидравлической системы
При осмотре кабины экипажа (до запуска двигателей) бортинженер должен убедиться в том, что:
– давление азота по индикатору гидроаккумулятора тормозов равно 20—50 кг/см2 (при отсутствии давления в системе аварийного торможения);
– переключатели отсечных клапанов гидросистем – закрыты крышками и опломбированы;
– переключатель насосной аварийной станции закрыт крышкой и опломбирован;
– крышка переключателя резервной насосной станции закрыта.
Бортинженер и командир ВС должны проконтролировать:
– давление в гидравлической системе;
– давление в системе аварийного торможения.
Давление по индикатору гидравлической системы по шкале «ОСН.» должно быть 140—170 кг/см2 по шкале «АВАР.» – 0 кг/см2, по индикатору гидроаккумулятора тормозов – 140—170 кг/см2.
Бортинженер и командир воздушного судна должны убедиться, что светосигнальное табло «ЗАРЯДИ АВАР. ТОРМОЗ» не горит. В случае загорания этого табло бортинженер по команде командира воздушного судна должен включить НС46—3 и зарядить гидроаккумуляторы тормозов.
После зарядки гидроаккумуляторов НС46—3 выключается.
В наборе высоты работа гидросистемы контролируется вторым пилотом и бортинженером.
В горизонтальном полете контроль за работой осуществляет второй пилот.
Контроль осуществляется по индикаторам и табло. Давление по индикатору гидросистемы по шкале «ОСН.» должно быть 140—170 кг/см2, по шкале «АВАР.» – 0 кг/см2, если не срабатывают соответствующие потребители.
При заруливании на стоянку второй пилот и бортинженер убеждаются в наличии полного давления в гидросистеме, и бортинженер докладывает об этом командиру воздушного судна.
В случае отказа основной гидравлической системы:
1. Мигает желтый ЦО «ГИДРО»;
2. Загораются желтые сигнальные табло отказа гидронасосов;
3. Давление по индикатору гидросистемы по шкале «ОСН.» падает до 40 кг/см2;
4. Возможна утечка гидрожидкости. В этом случае гаснет зеленый свет на табло индикатора гидробака в зоне 40—23 л, мигает желтый свет ниже 23 л.
При этом не работают:
– режим основного управления стабилизатора;
– выпуск и уборка интерцепторов;
– выпуск спойлеров на пробеге;
– управление поворотом колес передней опоры шасси;
– АДР-42;
– гидроусилитель руля направления;
– ускоренная перекладка стабилизатора;
– основная тормозная система;
– управление выпуском и уборкой шасси в основном режиме;
– стеклоочистители.
Командир воздушного судна при этом отказе должен действовать следующим образом:
1. Отключает САУ-42.
2. Отключает АДР-42 выключателями «АДР 1,2».
3. Отключает переключатель «АВАР. ОТКЛ. ГИДРО АДР».
4. Отключает поворот передней опоры.
5. Включает демпфер рыскания САУ.
6. Докладывает органу УВД.
7. выполняет перестановку стабилизатора от резервного управления с включением резервной насосной станции.
8. При заходе на посадку отключает демпфер САУ.
9. Подает команду второму пилоту выпустить шасси от аварийной гидравлической системы, выпускает предкрылки и закрылки в посадочное положение.
10. Посадку выполняет с включенной резервной насосной станцией.
11. После приземления самолета и опускания передней опоры подает команду второму пилоту удерживать штурвал.
12. Торможение на пробеге выполняет рукоятками аварийного торможения.
13. Боковые уклонения парирует рулем направления и несимметричным подтормаживанием колес.
Действия второго пилота при этом отказе по команде КВС:
1. Включает переключатель резервной насосной станции.
2. Проверяет по индикатору гидравлической системы по шкале «АВАР.» нарастание давления в гидросистеме и количество жидкости в гидробаке.
3. Гасит ЦО «ГИДРО».
4. Докладывает КВС место самолета и расчетные данные полета до аэродрома посадки.
5. Выпускает шасси от аварийной гидравлической системы, выпускает предкрылки и закрылки. Время выпуска и уборки закрылков и предкрылков увеличивается.
6. Удерживает штурвал на пробеге.
Бортинженер при этом отказе проверяет количество жидкости в гидробаке по индикатору гидробака и докладывает КВС.
В случае отказа резервной насосной станции при ее включении на индикаторе гидросистемы по шкале «АВАР.» нет давления.
Если отказ НС46—3 произошел дополнительно к отказу основной гидросистемы, то необходимо создать давление от НС-55.
От НС-55 обеспечивается работа резервного управления перестановкой стабилизатора со скоростью 0,2°/сек и торможение колес в аварийном режиме.
Остальные потребители гидросистемы не работают, поэтому необходимо выключить АДР-42, гидроусилитель руля направления и управление поворотом передней опоры.
Выпуск шасси при этом осуществляется ручкой «ЗАМКИ ШАССИ».
Посадка производится при положении механизации крыла, в котором она находилась в момент отказа. НС-55 должна быть включена.