RU26524U1 - ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH CORRECTION ON FUEL HEAT CONDUCTIVITY - Google Patents
ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH CORRECTION ON FUEL HEAT CONDUCTIVITY Download PDFInfo
- Publication number
- RU26524U1 RU26524U1 RU2002120119/20U RU2002120119U RU26524U1 RU 26524 U1 RU26524 U1 RU 26524U1 RU 2002120119/20 U RU2002120119/20 U RU 2002120119/20U RU 2002120119 U RU2002120119 U RU 2002120119U RU 26524 U1 RU26524 U1 RU 26524U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- tank
- inputs
- temperature
- sensors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
20021201192002120119
iiiiiiiiHiiiiniHimn- R.iiiiiiiiHiiiiniHimn- R.
Бортовая топливоизмерительная система с коррекцией по теплоироводностиOn-board fuel metering system with correction for thermal conductivity
Полезная модель относится к авиаприборостроению и может быть использована для контроля запаса топлива в топливных баках топливной системы самолета.The utility model relates to aircraft instrumentation and can be used to control the fuel supply in the fuel tanks of the aircraft fuel system.
Известна топливоизмерительная система, содержащая датчики уровня топлива в топливных баках самолета, блок преобразования и нормирования сигналов датчиков и бортовой вычислитель, содержащий устройство вычисления количества топлива в топливном баке в функции уровня топлива в баке с учетом геометрических характеристик этого бака и с коррекцией вычисленного в бортовом вычислителе запаса топлива на борту самолета по измеренным текущим значениям углов крена и тангажа самолета. Л. Б. Лещинер и др. Проектирование топливных систем, М., «Машиностроение, стр.30-32,1991.A fuel measuring system is known comprising fuel level sensors in aircraft fuel tanks, a unit for converting and normalizing sensor signals and an on-board computer, comprising a device for calculating the amount of fuel in the fuel tank as a function of the fuel level in the tank, taking into account the geometric characteristics of this tank and with the correction calculated in the on-board computer fuel supply on board the aircraft according to the measured current values of the roll angle and pitch of the aircraft. LB Leshchiner et al. Design of fuel systems, M., "Engineering, pp. 30-32,1991.
Недостатком этой системы является наличие значительной методической эволютивной погрешности определения запаса топлива на борту самолета, возникающей при пространственных эволюциях самолета, во-первых, вследствие того, что в бортовом вычислителе корректируется не запас топлива в каждом отдельном топливном баке, а сразу весь запас топлива на борту самолета и, во-вторых, из-за того, что при пространственных эволюциях углы крена и тангажа самолета могут значительно отличаться от углов наклона поверхности топлива в баке.От этого недостатка частично свободна наиболее близкая к предлагаемой и принятая за прототип топливоизмерительная система самолета Патент РоссийскойThe disadvantage of this system is the presence of a significant methodological evolutionary error in determining the fuel supply on board the aircraft arising from spatial evolutions of the aircraft, firstly, because the on-board computer does not correct the fuel supply in each individual fuel tank, but immediately the entire fuel supply on board and, secondly, due to the fact that during spatial evolutions, the roll and pitch angles of the aircraft can differ significantly from the tilt angles of the fuel surface in the tank. and partially free the closest to the proposed and accepted as a prototype fuel measuring system of the aircraft
г 0 0 г 1 2 d 1 1 37/UUg 0 0 g 1 2 d 1 1 37 / UU
тоиливаtoiliva
Федерации № 2156444, МКИ GO IF 23/26, B64D 37/00, опубл. 2000 г, содержащая датчики уровня топлива и датчики углов наклона поверхности топлива, установленные в топливных баках самолета, датчик температуры топлива, установленный в одном из топливных баков самолета, блок преобразования и нормирования сигналов упомянутых датчиков, блок геометрических характеристик баков, суммирующее устройство и бортовой вычислитель, содержащий формирователь параметров топлива и устройство вычисления объема топлива в баке, состоящее из формирователя функции объема, формирователя функции наклона и блока выбора и сравнения, причем выход каждого из датчиков уровня топлива и углов наклона поверхности топлива, а также выход датчика температуры топлива соединен с соответствующим входом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, уровнемерные входы устройства вычисления объема топлива в баке соединены с соответствующими выходами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, входы исходных данных этого устройства подключены к выходам блока геометрических характеристик баков, а температурный вход формирователя параметров топлива соединен с соответствующим выходом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков.Federation No. 2156444, MKI GO IF 23/26, B64D 37/00, publ. 2000 g, comprising fuel level sensors and fuel surface angle sensors installed in the aircraft’s fuel tanks, a fuel temperature sensor installed in one of the aircraft’s fuel tanks, a unit for converting and normalizing the signals of said sensors, a tank geometric characteristics unit, an adder and an on-board computer comprising a shaper of fuel parameters and a device for calculating a fuel volume in a tank, consisting of a shaper of a volume function, a shaper of a tilt function and a selection unit and comparisons, the output of each of the fuel level sensors and the angles of inclination of the fuel surface, as well as the output of the fuel temperature sensor connected to the corresponding input of the conversion and normalization unit of the sensor signals, the level inputs of the device for calculating the fuel volume in the tank are connected to the corresponding outputs of the conversion and normalization unit of signals sensors, the inputs of the source data of this device are connected to the outputs of the block of geometric characteristics of the tanks, and the temperature input of the parameter shaper t Pliva connected to a corresponding output of the conversion unit normalization and sensor signals.
Однако известная топливоизмерительная система характеризуется тремя недостатками, затрудняющими ее использование на борту самолета.However, the known fuel metering system is characterized by three drawbacks that impede its use on board the aircraft.
В этой системе предусмотрена возможность определения массового запаса топлива на борту самолета путем коррекции в формирователе параметров топлива, входящем в состав бортового вычислителя, вычисленного значения объемного запаса топлива на борту самолета по температуре и характеристическомуThis system provides for the possibility of determining the mass fuel supply on board an aircraft by correcting the calculated value of the volume fuel supply on board the aircraft in terms of temperature and characteristic in the on-board calculator, which is part of the on-board computer
параметру топлива. Однако операция коррекции объемного запаеа топлива на борту самолета сопровождается значительной методической погрешностью, т.к. температура топлива в известной системе измеряется с помощью единственного датчика температуры, установленного только в одном из топливных баков самолета, а текущие значения характеристического параметра топлива в известной системе вообще не измеряются с помощью соответствующих датчиков, а вычисляются в формирователе параметров топлива на основании номинальных паспортных данных заправленного топлива, которые вводят в память формирователя при предполетной подготовке самолета, например, на основании номинальной плотности Poi топлива марки Mj при температуре .fuel parameter. However, the operation to correct the volume of fuel on board an aircraft is accompanied by a significant methodological error, because the fuel temperature in the known system is measured using a single temperature sensor installed in only one of the fuel tanks of the aircraft, and the current values of the characteristic fuel parameter in the known system are not measured at all using the corresponding sensors, but are calculated in the fuel parameter generator based on the nominal passport data of the refueling fuels, which are introduced into the memory of the former during pre-flight preparation of the aircraft, for example, based on the nominal density Poi of the fuel Mj brand at temperature.
Первым недостатком известной системы является наличие значительной методической погрещности определения массового запаса топлива на борту самолета.The first disadvantage of the known system is the presence of a significant methodological error in determining the mass supply of fuel on board an aircraft.
Указанный недостаток вь1зван двумя причинами.The indicated drawback is caused by two reasons.
Во-первых, определение средней температуры всего топлива, находящегося в нескольких баках топливной системы самолета, по температуре, измеренной только в одном из этих баков, связано со значительной погрешностью усреднения, вызванной реально существующим разбросом температур топлива между отдельными топливными баками. Разброс температуры топлива между отдельными баками топливной системы может достигать при эксплуатации самолета величины ± 35°С. Например, в случае нескольких последовательных дозаправок самолета, не полностью израсходовавщего запас топлива в предыдущем перелете, в аэропортах, расположенных в меридиональном направлении, с температурами заправляемого топлива - 35°С (в северном аэропорту) и + 35°С (в южном аэропорту), температуры топлива в различных баках могут отличаться между собой на 70°С. Во-вторых, определение фактических параметров заправленного топлива в бортовом вычислителе известной системы производится не на основе измеряемых текущих значений характеристических параметров топлива, а по номинальным значениям этих параметров, указанным в сопроводительном паспорте на заправленное топливо, что также сопровождается значительной ошибкой, вызванной отклонением фактических значений параметров от номинальных. В качестве номинального параметра при определении массового запаса топлива цутем коррекции вычисленного объемного запаса обычно используется характеристический параметр заправленного топлива - номинальная плотность топлива марки Mj при нормальной температуре. Однако, при перелете дальнемагистрального самолета с дозаправками в нескольких аэропортах топливами различных марок, достоверно установить какоелибо конкретное значение плотности топлива в баке без измерения фактических характеристических параметров топлива в этом баке становится затруднительным, т.к. разные баки самолета могут оказаться заполненными топливами различных марок, а некоторые из баков - смесью топлив различных марок. При этом разброс плотности топлив различных марок, находящихся в различных баках самолета, даже при одинаковой температуре топлива может достигать ± 4%, а при разбросе температур топлива в различных баках с температурного коэффициента плотности топлива, составляющего около 0,1 % на градус, может достигать в диапазоне температур от + 35°С до - 35°С величины ± 7 % См., напр., справочник «Свойства авиационных топлив («Aviation fuel properties). Atlanta, Georqia, 1988.First, the determination of the average temperature of all fuel located in several tanks of the aircraft fuel system by the temperature measured in only one of these tanks is associated with a significant averaging error caused by the actually existing spread of fuel temperatures between individual fuel tanks. The spread of fuel temperature between individual tanks of the fuel system can reach ± 35 ° C during operation of the aircraft. For example, in the case of several successive refueling of an aircraft that did not fully consume fuel in the previous flight, at airports located in the meridional direction, with refueling temperatures of 35 ° С (at the northern airport) and + 35 ° С (at the southern airport), fuel temperatures in different tanks can differ by 70 ° C. Secondly, the determination of the actual parameters of the refueling fuel in the on-board computer of the known system is carried out not on the basis of the measured current values of the characteristic parameters of the fuel, but on the nominal values of these parameters indicated in the accompanying passport for the refueling, which is also accompanied by a significant error caused by the deviation of the actual values parameters from nominal. As a nominal parameter when determining the mass supply of fuel by correcting the calculated volume stock, the characteristic parameter of refueling fuel is usually used — the nominal density of Mj fuel at normal temperature. However, when flying a long-haul aircraft with refueling with various brands of fuel at several airports, it is difficult to establish any specific value of the fuel density in the tank without measuring the actual characteristic parameters of the fuel in this tank, as different tanks of the aircraft may be filled with fuels of various brands, and some of the tanks may be a mixture of fuels of various brands. In this case, the dispersion of the density of fuels of various grades located in different tanks of the aircraft, even at the same fuel temperature, can reach ± 4%, and with a spread of fuel temperatures in different tanks with a temperature coefficient of fuel density of about 0.1% per degree, it can reach in the temperature range from + 35 ° С to - 35 ° С the values are ± 7% See, for example, the reference book “Aviation fuel properties”. Atlanta, Georqia, 1988.
Т.к. сертификационные авиационные требования Единые нормы летной годности гражданских транспортных самолетов. Приложение 8.0; Снециальные требования. П 8.8.10; ц.2.1; -М., 1987. безусловно требуют измерения массового запаса топлива на борту самолета с ногрешностью, не превышающей + 3,5 % во всех условиях эксплуатации, и, в том числе, при любых, разрешенных для данного класса самолетов, марках заправленного топлива или смеси топлив различных марок, то очевидно, что известная система фактически не может быть применена для определения массового запаса топлива на борту гражданского транспортного самолета, так как не соответствует сертификационным требованиям по точности измерения.Because aviation certification requirements Unified airworthiness standards for civilian transport aircraft. Appendix 8.0; Special requirements. P 8.8.10; c.2.1; -M., 1987. unconditionally require measuring the mass fuel supply on board an aircraft with an accuracy not exceeding + 3.5% in all operating conditions, including, for any brands of refueling or mixture permitted for this class of aircraft fuels of various grades, it is obvious that the known system cannot actually be used to determine the mass fuel supply on board a civilian transport aircraft, since it does not meet certification requirements for measurement accuracy.
Вторым недостатком известной системы является невозможность определения массового запаса топлива в каждом отдельном баке топливной системы самолета.The second disadvantage of the known system is the inability to determine the mass supply of fuel in each individual tank of the aircraft fuel system.
Известная система; позволяет определить только суммарный массовый запас топлива на борту самолета. Этот недостаток обусловлен тем, что определение массового запаса топлива в известной системе производится путем коррекции суммарного объемного запаса топлива на борту самолета, что не дает возможности определения массового запаса топлива в отдельном баке. Поскольку вышеупомянутые единые нормы летной годности самолетов безусловно требуют измерения массового запаса топлива в каждом отдельном топливном баке самолета, то известная система не отвечает сертификационным требованиям и не может быть использована на борту самолета.Famous system; allows you to determine only the total mass supply of fuel on board the aircraft. This disadvantage is due to the fact that the determination of the mass fuel supply in the known system is made by correcting the total volume fuel supply on board the aircraft, which makes it impossible to determine the mass fuel supply in a separate tank. Since the aforementioned unified airworthiness standards for aircraft certainly require measuring the mass fuel supply in each individual fuel tank of an aircraft, the known system does not meet certification requirements and cannot be used on board an aircraft.
,,
Третьим недостатком известной системы является использование бортовых датчиков угла наклона поверхности топлива для измерения текущих значений угла наклона поверхности топлива в топливных баках самолета.The third disadvantage of the known system is the use of on-board sensors of the angle of inclination of the fuel surface to measure the current values of the angle of inclination of the fuel surface in the fuel tanks of the aircraft.
К сожалению, в описании изобретения к упомянутому патенту № 21564444 на известную систему отсутствуют сведения, подтверждающие возможность осуществления бортового датчика угла наклона поверхности топлива в топливном баке самолета.Unfortunately, in the description of the invention to the aforementioned patent No. 21564444 on the known system there is no information confirming the possibility of implementing an on-board sensor of the angle of inclination of the surface of the fuel in the aircraft fuel tank.
В известной технической литературе также отсутствуют сведения оThe well-known technical literature also lacks information about
применении таких датчиков на борту самолета. Известные датчики угла наклона, описанные в технической литературе и щироко используемые на борту самолета, измеряют не углы наклона поверхности топлива, а углы наклона самого самолета в вертикальной и горизонтальной плоскостях (углы крена и тангажа самолета). Однако при пространственных эволюциях самолета углы крена и тангажа могут существенно отличаться от углов наклона поверхности топлива в баке.the use of such sensors on board an aircraft. Known tilt angle sensors described in the technical literature and widely used on board an airplane measure not the tilt angles of the fuel surface, but the tilt angles of the airplane itself in the vertical and horizontal planes (roll and pitch angles of the airplane). However, with spatial evolutions of the aircraft, the roll and pitch angles can differ significantly from the tilt angles of the fuel surface in the tank.
Известные датчики угла наклона поверхности жидкости, описанные в технической литературе: буйковые датчики, содержащие плавающий на поверхности жидкости поплавковый буй с указателями углового положения буя, и жидкостные датчики, содержащие установленный в баке сосуд, представляющий собой уменьшенную геометрическую модель бака, заполненный постоянным количеством эталонной жидкости, с указателями углового положения поверхности этой жидкости, предназначены для использования в сугубо стационарных условиях, когда поверхность контролируемой ими жидкости находится в спокойном состоянии.Known liquid surface angle sensors described in the technical literature: buoy sensors containing a float buoy floating on a liquid surface with buoy angle indicators, and liquid sensors containing a vessel installed in the tank, which is a reduced geometric model of the tank filled with a constant amount of reference liquid , with indicators of the angular position of the surface of this liquid, are intended for use in purely stationary conditions when the surface is controlled liquid emoy them is at rest.
В нестационарных условиях показания этих датчиков характеризуются значительной погрешностью измерения, что затрудняет их использование в топливных баках самолета при пространственных эволюциях последнего. В связи с этим использование датчиков угла наклона поверхности топлива в известной бортовой топливоизмерительной системе самолета не только усложняет эту систему, но и вызывает существенную методическую эволютивную погрешность определения объемного запаса топлива в баке, а, следовательно, и массового запаса топлива на борту самолета.In non-stationary conditions, the readings of these sensors are characterized by a significant measurement error, which complicates their use in the fuel tanks of the aircraft during spatial evolutions of the latter. In this regard, the use of fuel surface angle sensors in the well-known on-board fuel-measuring system of an aircraft not only complicates this system, but also causes a significant methodological evolutionary error in determining the volume of fuel in the tank, and, consequently, in the mass of fuel on board the aircraft.
Для уменьшения влияния первого из отмеченных недостатков известной системы на точность определения массового запаса топлива на борту самолета в предлагаемой полезной модели, в отличие от известной системы, в которой массовый запас топлива на борту самолета определяется путем преобразования объемного запаса топлива на борту самолета, полученного суммированием в суммирующем устройстве объемов топлива в каждом отдельном баке, вычисленных в устройстве вычисления объема топлива в баке, входящем в состав бортового вычислителя, в массовый запас топлива на борту самолета путем коррекции объемного запаса топлива на борту самолета в формирователе параметров топлива, входящем в состав бортового вычислителя, на основе паспортных данных о номинальном значении характеристического параметра топлива, заправленного в топливные баки при предполетной подготовке самолета, и текущих значений температуры топлива, измеряемой в процессе полета только в одном из топливных баков, предложена топливоизмерительная система, в которой массовый запас топлива на борту самолета определяется методом преобразования объемного запаса топлива в баке, вычисленного в устройстве вычисления объемаTo reduce the effect of the first of the noted drawbacks of the known system on the accuracy of determining the mass fuel supply on board an aircraft in the proposed utility model, in contrast to the known system in which the mass fuel supply on board an aircraft is determined by converting the volume fuel supply on board an aircraft obtained by summing the summing device of the fuel volumes in each individual tank, calculated in the device for calculating the volume of fuel in the tank, which is part of the on-board computer, into the mass fuel supply on board the aircraft by correcting the volume of fuel on board the aircraft in the fuel parameter generator, which is part of the on-board computer, based on the passport data on the nominal value of the characteristic parameter of the fuel charged into the fuel tanks during pre-flight preparation of the aircraft, and the current values of the fuel temperature, measured during flight in only one of the fuel tanks, a fuel measuring system is proposed in which the mass fuel supply on board an aircraft is determined by by the method of converting the volume of fuel in the tank calculated in the volume calculator
топлива в баке, входящем в состав бортового вычислителя, путем коррекции объемного запаса в массовый запас топлива в этом баке на основе измеряемого на борту самолета значения характеристического параметра топлива - его теплопроводности, а также температуры топлива в каждом баке, с идентификацией в бортовом вычислителе марки фактически содержащегося в баке топлива по измеренному значению характеристического параметра топлива в каждом баке, определением в бортовом вычислителе фактической плотности топлива по идентифицированной марке топлива в каждом баке, коррекцией в формирователе параметров топлива фактической плотности топлива в баке по температуре топлива в этом баке и определением массового запаса топлива на борту самолета путем суммирования в суммирующем устройстве массовых запасов топлива в каждом отдельном баке.fuel in the tank, which is part of the on-board computer, by adjusting the volume reserve in the mass fuel supply in this tank based on the value of the characteristic fuel parameter measured on board the aircraft - its thermal conductivity, as well as the fuel temperature in each tank, with the brand identification in the on-board computer fuel contained in the tank according to the measured value of the characteristic parameter of the fuel in each tank, by determining in the on-board computer the actual density of the fuel by the identified brand fuel in each tank, by adjusting the actual density of the fuel in the tank in the fuel parameter generator using the temperature of the fuel in that tank and determining the mass fuel supply on board the aircraft by summing the mass fuel supplies in each tank in the totalizer.
Для устранения второго недостатка известной системы в бортовом вычислителе предлагаемой системы определяется массовый запас топлива в каждом баке.To eliminate the second drawback of the known system in the on-board computer of the proposed system is determined by the mass supply of fuel in each tank.
С этой целью бортовой вычислитель системы содержит устройство вычисления массы топлива в баке на основании поступающей на входы этого устройства информации об объеме топлива в баке и о фактической плотности топлива в баке, определяемой по идентифицированной в бортовом вычислителе марке топлива в баке и по фактическому значению температуры топлива в этом баке.For this purpose, the on-board computer system contains a device for calculating the mass of fuel in the tank based on information received at the inputs of this device about the amount of fuel in the tank and the actual density of the fuel in the tank, determined by the brand of fuel identified in the on-board computer and the actual value of the fuel temperature in this tank.
Для уменьшения влияния третьего из отмеченных недостатков известной системы на точность определения запаса топлива в баке при пространственных эволюциях самолета в предлагаемой полезной модели, в отличие от известнойTo reduce the influence of the third of the noted shortcomings of the known system on the accuracy of determining the fuel supply in the tank during spatial evolutions of the aircraft in the proposed utility model, in contrast to the known
топловоизмерительной системы, в которой объемный запас топлива в баке определяется на основе измеряемых текущих значений уровня топлива в баке с использованием измеряемых текущих значений углов наклона поверхности топлива в баке и, как исходных данных, геометрических характеристик бака, предложена топливоизмерительная система, в которой объемный запас топлива в баке определяется на основе текущих значений уровня топлива в баке, измеряемых не менее, чем в трех различных точках поверхности топлива в баке, не лежащих на одной прямой линии, с использованием, как исходных данных, геометрических характеристик бака, что позволяет вычислять объем топлива в баке при пространственных эволюциях самолета без использования дополнительной информации о текущих значениях углов наклона поверхности топлива в баке и без учета влияния эволютивной погрещности измерения углов наклона поверхности топлива на точность определения запаса топлива в баке.fuel measuring system, in which the volume of fuel in the tank is determined based on the measured current values of the fuel level in the tank using the measured current values of the angle of inclination of the surface of the fuel in the tank and, as the initial data, the geometric characteristics of the tank, a fuel measuring system in which the volume of fuel is proposed in the tank is determined based on the current values of the fuel level in the tank, measured at least at three different points on the surface of the fuel in the tank, not lying on one straight line , using, as the initial data, the geometric characteristics of the tank, which allows you to calculate the amount of fuel in the tank during spatial evolutions of the aircraft without using additional information about the current values of the angle of inclination of the surface of the fuel in the tank and without taking into account the influence of the evolutionary error of measuring the angle of inclination of the fuel surface fuel in the tank.
Таким образом, в основу предлагаемой полезной модели поставлена задача повыщения точности определения массового запаса топлива на борту самолета при пространственных эволюциях самолета, разбросе температур и марок топлива, находящегося в различных баках топливной системы самолета, а также задача определения массового запаса топлива в каждом топливном баке.Thus, the proposed utility model is based on the task of increasing the accuracy of determining the mass fuel supply on board an aircraft during spatial evolutions of the aircraft, the temperature and grade of fuel in different tanks of the aircraft fuel system, as well as the task of determining the mass fuel supply in each fuel tank.
Поставленная задача достигается тем, что в топливоизмерительной системе, содержащей датчики уровня топлива в топливных .баках самолета, датчик температуры топлива в топливном баке, блок преобразования и нормирования сигналов .датчиков, блок геометрических характеристик баков, суммирующее устройство и бортовой вычислитель, содержащий устройство вычисления объема топлива в баке и формирователь параметров топлива, причем выход каждого изThe problem is achieved in that in a fuel metering system containing fuel level sensors in the fuel tanks of the aircraft, a temperature sensor of the fuel in the fuel tank, a unit for converting and normalizing the signals of the sensors, a block of geometric characteristics of the tanks, an adder and an on-board computer containing a volume calculating device fuel in the tank and the shaper of the fuel parameters, and the output of each of
датчиков уровня топлива и выход датчика температуры топлива соединен с соответствующим входом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, уровнемерные входы устройства вычисления объема топлива в баке соединены с соответствующими выходами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, входы исходных данных этого устройства подключены к выходам блока геометрических характеристик баков, формирователь параметров топлива снабжен температурным входом, соединенным с соответствующим выходом блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, новым является то, что в систему дополнительно введен преобразователь характеристического параметра топлива в топливных баках самолета преобразователь теплопроводности топлива, дополнительно для топливных баков, не содержащих датчиков температуры, введены датчики температуры топлива в баке, причем датчики температуры топлива выполнены терморезисторными и содержат каждый дополнительный выход, вход каждого преобразователя теплопроводности топлива соединен с дополнительным выходом одного из датчиков температуры топлива, датчики уровня топлива установлены в топливном баке не менее, чем в трех его различных точках, не лежащих на одной прямой линии, в бортовой вычислитель введены устройство вычисления массы топлива в баке и идентификатор марки топлива в. баке, формирователь параметров топлива снабжен дополнительными температурными входами по числу дополнительно введенных датчиков температуры топлива в баке, при этом выходы преобразователей характеристического параметра топлива и дополнительных датчиков температуры топлива соединены с соответствующими входами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, параметрические иfuel level sensors and the output of the fuel temperature sensor is connected to the corresponding input of the unit for converting and normalizing the sensor signals, the level inputs of the device for calculating the fuel volume in the tank are connected to the corresponding outputs of the unit for converting and normalizing the sensor signals, the inputs of the source data of this device are connected to the outputs of the unit of geometric characteristics of the tanks , the fuel parameter generator is equipped with a temperature input connected to the corresponding output of the conversion unit and of sensor signal generation, it is new that the system has a characteristic characteristic parameter converter for fuel in aircraft fuel tanks; a fuel thermal conductivity converter; in addition for fuel tanks that do not contain temperature sensors, fuel temperature sensors are introduced in the tank, and the fuel temperature sensors are made of thermistor and contain each additional output, the input of each fuel thermal conductivity converter is connected to the additional output of one of the sensors Temperature of fuel, fuel level sensors mounted in the fuel tank is not less than its three different points not lying on a straight line, on-board calculator introduced fuel mass calculation device and an identifier of the fuel tank in the brand. the tank, the fuel parameter generator is equipped with additional temperature inputs for the number of additional fuel temperature sensors in the tank, while the outputs of the characteristic fuel parameter converters and additional fuel temperature sensors are connected to the corresponding inputs of the sensor signal conversion and normalization unit, parametric and
.У / температурные входы идентификатора марки топлива в баке соединены с соответствующими выходами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, выходы этого идентификатора подключены к идентификационным входам формирователя параметров топлива, снабженного дополнительными температурными входами, соединенными с соответствующими выходами блока преобразования и нормирования сигналов датчиков, выходы устройства вычисления объема топлива в баке подключены к первой группе входов устройства вычисления массы топлива в баке, вторая группа входов которого соединена с выходами формирователя параметров топлива, а выходы подключены ко входам суммирующего устройства..U / temperature inputs of the fuel brand identifier in the tank are connected to the corresponding outputs of the sensor signal conversion and normalization unit, the outputs of this identifier are connected to the identification inputs of the fuel parameter generator equipped with additional temperature inputs connected to the corresponding outputs of the sensor signal conversion and normalization unit, device outputs calculating the amount of fuel in the tank is connected to the first group of inputs of the device for calculating the mass of fuel in the tank, Paradise group of inputs of which is connected to the outputs of the shaper of fuel parameters, and the outputs are connected to the inputs of the summing device.
Заявленная полезная модель поясняется представленной на Фигуре функциональной схемой предлагаемой топливоизмерительной системы.The claimed utility model is illustrated by the functional diagram of the proposed fuel metering system presented in the Figure.
Топливоизмерительная система содержит установленные в каждом из N топливных баков 1 топливной системы самолета датчики текущих параметров топлива: датчики 2 уровня (h) топлива и датчик 3 температуры (t) топлива. В каждом топливном баке 1 содержится не менее трех датчиков 2 уровня топлива, не лежащих на одной прямой линии, например, установленных, как это показано на виде «а бака 1, в трех различных точках этого бака, не лежащих на одной прямой. Датчик 3 температуры топлива выполнен терморезисторным и снабжен, помимо основного выхода, дополнительным выходом.The fuel measuring system comprises sensors for current fuel parameters installed in each of the N fuel tanks 1 of the aircraft fuel system: fuel level 2 sensors (h) and fuel temperature sensor 3 (t). Each fuel tank 1 contains at least three fuel level sensors 2 that are not lying on one straight line, for example, installed, as shown in the view of tank 1, at three different points of this tank that are not lying on one straight line. The fuel temperature sensor 3 is thermistor-made and provided, in addition to the main output, with an additional output.
Дополнительный выход датчика 3 соединен со входом преобразователя 4 теплопроводности топлива. Выходы каждого датчика 2 и основные выходы датчиков 3 каждого бака 1 подключены к одной из групп входов блока 5 преобразования и нормирования сигналов датчиков, предназначенного дляAn additional output of the sensor 3 is connected to the input of the Converter of thermal conductivity of the fuel. The outputs of each sensor 2 and the main outputs of the sensors 3 of each tank 1 are connected to one of the groups of inputs of the block 5 conversion and normalization of sensor signals, intended for
11eleven
приведения к единому нормализованному виду неунифицированных сигналов датчиков и преобразователей различных физических величин: уровня h, температуры t и теплопроводности Я,. Выходы каждого преобразователя 4 также подключены к одной из групп входов блока 5.reduction to a single normalized form of unified signals of sensors and transducers of various physical quantities: level h, temperature t and thermal conductivity I ,. The outputs of each Converter 4 are also connected to one of the groups of inputs of block 5.
Блок 5 имеет N групп входов (по числу N баков 1). Выходы датчиков 2 и 3 и преобразователя 4 каждого бака 1 подключены к группе входов блока 5, номер которой соответствует номеру этого бака, например, датчик 3 температуры топлива, установленный в первом баке 1, подключен своим основным выходом к одному их входов первой группы входов - входу Вх ti блока 5, а датчик 2 уровня топлива, установленный в точке «2 N - ого бака 1, подключен к одному из входов N- ной группы входов - входу Вх блока 5. Выходы блока 5 соединены со входами бортового вычислителя 6, в состав которого входят электронные модули: устройство 7 вычисления объема топлива в баке, идентификатор 8 марки топлива в баке, формирователь 9 параметров топлива и устройство 10 вычисления массы топлива в баке; кроме того, в состав системы входят блок И геометрических характеристик баков и суммирующее устройство 12.Block 5 has N input groups (according to the number of N tanks 1). The outputs of the sensors 2 and 3 and the converter 4 of each tank 1 are connected to the group of inputs of block 5, the number of which corresponds to the number of this tank, for example, the fuel temperature sensor 3 installed in the first tank 1 is connected by its main output to one of the inputs of the first group of inputs - input Вх ti of block 5, and the fuel level sensor 2 installed at point “2 of the Nth tank 1 is connected to one of the inputs of the N-th group of inputs - input Вх of block 5. The outputs of block 5 are connected to the inputs of the on-board computer 6, which includes electronic modules: device 7 calculating the volume of fuel in the tank, identifier 8 of the brand of fuel in the tank, driver 9 of the fuel parameters and device 10 for calculating the mass of fuel in the tank; in addition, the system includes a block And the geometric characteristics of the tanks and the adder 12.
Устройство 7 вычисления объема топлива в баке содержит группу уровнемерных входов и группу входов исходных данных. Уровнемерные входы Bxhjb Bxhi2 , Bxhi3, ... BxhNi, Bxhiv2 , BxhN3 устройства 7 соединены с соответствующими выходами блока 5, а входы Вх (Ь , bij , -bsOi Вх (Ьц , bjj , b3k)N исходных данных - с выходом блока 11 геометрических характеристик бака.The device 7 for calculating the volume of fuel in the tank contains a group of level inputs and a group of inputs of the source data. The level inputs Bxhjb Bxhi2, Bxhi3, ... BxhNi, Bxhiv2, BxhN3 of device 7 are connected to the corresponding outputs of block 5, and the inputs Bx (b, bij, -bsOi Bx (bc, bjj, b3k) N of the source data are output from block 11 geometric characteristics of the tank.
Идентификатор 8 марки топлива в баке содержит группу параметрических входов и группу температурных входов. Параметрические входыIdentifier 8 of the fuel grade in the tank contains a group of parametric inputs and a group of temperature inputs. Parametric inputs
ВхА,1 ... BxA.N идентификатора 8, предназначенные для приема нормализованных значений характеристического параметра топлива в баках, н температурные входы Bxti, ... BxtN идентификатора 8, предназначенные для приема нормализованных значений температуры топлива в баках, соединены с соответствующими выходами блока 5.ВхА, 1 ... BxA.N of identifier 8, intended for receiving normalized values of the characteristic parameter of fuel in tanks, and temperature inputs Bxti, ... BxtN of identifier 8, intended for receiving normalized values of fuel temperature in tanks, are connected to the corresponding outputs of the unit 5.
Выходы идентификатора 8 подключены к идентификационным входам BxMi, ... ВхМм формирователя 9 параметров топлива, выходы которого соединены со входами второй группы входов Bxp(t)i, ... Bxp(t)N устройства 10 вычисления массы топлива в баке. Температурные входы Bxti, ... Bxtiv формирователя 9 подключены к соответствующим выходам блока 5, а первая группа входов BxVi,... ВхУм устройства 10 соединена с выходами устройства 7.The outputs of the identifier 8 are connected to the identification inputs BxMi, ... VxMm of the fuel parameter generator 9, the outputs of which are connected to the inputs of the second group of inputs Bxp (t) i, ... Bxp (t) N of the device 10 for calculating the fuel mass in the tank. The temperature inputs Bxti, ... Bxtiv of the former 9 are connected to the corresponding outputs of block 5, and the first group of inputs BxVi, ... Vhum device 10 is connected to the outputs of the device 7.
Выходы устройства 10 соединены со входами ВхШ ... суммирующего устройства 12 и со входами Bxmi ... формирователя 13 выходной информации. Выход суммирующего устройства 12 соединен со входом Вхт формирователя 13 выходной информации, выход Выхт которого предназначен для выдачи во взаимодействующие системы самолета информации о массовом запасе m топлива на борту самолета, в выходы Bbixmi ... Выхт - для выдачи в эти системы информации о массе mi топлива в отдельных топливных баках.The outputs of the device 10 are connected to the inputs HxW ... of the summing device 12 and to the inputs Bxmi ... of the output driver 13. The output of the summing device 12 is connected to the input Vkht of the output driver 13 of the output, the output of which is intended for the output to the aircraft interacting systems of information about the mass fuel supply m of the aircraft, to the outputs Bbixmi ... Output - for the output of mass information mi to these systems fuel in separate fuel tanks.
Преобразователь 4 характеристического параметра топлива - его теплопроводности - представляет собой преобразователь электрического сопротивления погруженного в топливо терморезисторного датчика 3 температуры, величина выходного информативного параметра которого электрического сопротивления - зависит при подогреве датчика 3 протекающим поThe converter 4 of the characteristic parameter of the fuel — its thermal conductivity — is a converter of the electrical resistance of the thermistor temperature sensor 3 immersed in the fuel, the value of the output informative parameter of which electrical resistance depends on the heating of the sensor 3 flowing along
././
13thirteen
нему подогревным током, от теплопроводности окружающего датчик топлива, в теплопроводность Я, топлива.it with a heated current, from the thermal conductivity of the surrounding fuel sensor, to the thermal conductivity of I, fuel.
При работе предлагаемой топливоизмерительной системы предварительно в бортовой вычислитель бив блок 11 геометрических характеристик баков вводят исходные данные, алгоритмы преобразования и функциональные зависимости, необходимые для вычисления массового запаса топлива. Исходные данные вводят в память идентификатора 8, формирователя 9 и блока И. Алгоритмы преобразования вводят в память идентификатора 8 и формирователя 9, математические зависимости вводят в память устройств 7 и 10, а также в память формирователя 9.When the proposed fuel metering system is operating, the initial data, transformation algorithms and functional dependences necessary for calculating the mass fuel supply are first input into the on-board calculator biv block 11 of the geometric characteristics of the tanks. The initial data are entered into the memory of identifier 8, shaper 9 and block I. Transformation algorithms are entered into the memory of identifier 8 and shaper 9, mathematical dependencies are entered into the memory of devices 7 and 10, as well as into the memory of shaper 9.
В память идентификатора 8 марки топлива в баке вводят два массива исходных данных: массив (а{) характеристических констант топлива и массив (Mj) марок топлива в функции характеристического параметра Jj топлива при конкретном значении ti температуры топлива. В память блока 11 геометрических характеристик бака вводят два массива исходных данных: массив (1,2 ... п, ... N) номеров топливных баков и массив (Ьц , b2i , bsj ) констант для каждого бака, ставящих в соответствие любой паре значений () уровня топлива в точках «1 и «2 этого бака одно значение У„ объема топлива в баке. В память формирователя 9 параметров топлива вводят массив исходных данных (Cj) о значениях номинальньтх плотностей pi топлива и температурных коэффициентов Р; плотности топлива для группы топлив известных марок, используемых на данном классе самолетов, и для смесей топлив этих марок. Кроме того, в память идентификатора 8 и формирователя 9 вводят алгоритмы преобразования исходных данных в выходные сигналы этих электронных модулей. В память устройств 7 иTwo arrays of initial data are introduced into the fuel identifier 8 of the fuel grade in the tank: an array (a {) of characteristic fuel constants and an array (Mj) of fuel grades as a function of the fuel characteristic parameter Jj at a specific fuel temperature ti. Two arrays of source data are introduced into the memory of block 11 of the geometric characteristics of the tank: an array (1,2 ... n, ... N) of fuel tank numbers and an array (bc, b2i, bsj) of constants for each tank, matching any pair values () of the fuel level at points "1 and" 2 of this tank, one value Y „of the volume of fuel in the tank. An array of source data (Cj) about the values of nominal densities pi of the fuel and temperature coefficients P is introduced into the memory of the generator 9 of the fuel parameters; fuel density for a group of fuels of famous brands used on this class of aircraft, and for mixtures of fuels of these brands. In addition, algorithms for converting the source data into the output signals of these electronic modules are introduced into the memory of the identifier 8 and the shaper 9. In the memory of devices 7 and
, а также в память формирователя 9 вводят функциональные зависимости, необходимые для вычисления объема и массы топлива в баке., and also in the memory of the shaper 9 enter the functional dependencies necessary for calculating the volume and mass of fuel in the tank.
В процессе полета с выходов датчиков 2, 3 и преобразователя 4 на входы , Bxhi2 , Bxhi3 , BxXi, Bxti, ... Bxhivi, BxhNz BxhNs, , BxtN блока 5 поступают сигналы о текущих значениях уровней, характеристического параметра и температуры топлива в каждом из топливных баков 1. В блоке 5 эти сигналы преобразуются к нормализованному виду и с соответствующих выходов блока поступают на соответствующие входы электронных модулей 7, 8 и 9 бортового вычислителя 6. Нормализованные сигналы о текущих значениях трех различных уровней топлива в каждом баке, измеренных в трех точках бака, не лежащих на одной прямой линии, поступают с выходов блока 5 на уровнемерные входы ВхЬц, Bxhi2, Bxhi3, ... Bxhivi, , ВхЬмзустройства 7 вычисления объема топлива в баке, нормализованные сигналы о текущих значениях характеристического параметра А,; топлива в каждом из N баков 1 поступают с выходов блока 5 на параметрические входы BxA,i, ... BxXjv идентификатора 8 марки топлива в баке, а нормализованные сигналы о температуре топлива в каждом баке - с выходов блока 5 на температурные входы Bxti, ... Bxtjv этого идентификатора и на температурные входы Bxtj, ... Вх1м формирователя 9 параметров топлива.During the flight, from the outputs of sensors 2, 3 and converter 4 to the inputs, Bxhi2, Bxhi3, BxXi, Bxti, ... Bxhivi, BxhNz BxhNs,, BxtN of block 5, signals about the current values of the levels, characteristic parameter and fuel temperature in each of fuel tanks 1. In block 5, these signals are converted to normalized form and from the corresponding outputs of the block are fed to the corresponding inputs of electronic modules 7, 8 and 9 of the on-board computer 6. Normalized signals about the current values of three different fuel levels in each tank, measured at three points tank not lying on one straight line, they come from the outputs of block 5 to the level inputs Bxb, Bxhi2, Bxhi3, ... Bxhivi,, Bxbm device 7 to calculate the amount of fuel in the tank, normalized signals about the current values of the characteristic parameter A ,; the fuel in each of the N tanks 1 comes from the outputs of block 5 to the parametric inputs BxA, i, ... BxXjv of the identifier 8 of the fuel grade in the tank, and the normalized signals about the temperature of the fuel in each tank from the outputs of block 5 to the temperature inputs Bxti,. .. Bxtjv of this identifier and to the temperature inputs Bxtj, ... Bx1m of the shaper 9 fuel parameters.
В устройстве 7 вычисляется объем У„ топлива в п-ном топливном баке 1 на основании поступающих на уровнемерные входы этого устройства нормализованных сигналов о текущих значениях уровней топлива, измеренных в трех различных точках бака, и исходных данных о геометрических характеристиках этого бака, поступающих с выходов блока 11 на входыThe device 7 calculates the amount of fuel U in the fuel tank 1 based on the normalized signals arriving at the level inputs of this device about the current values of the fuel levels measured at three different points of the tank and the initial data on the geometric characteristics of this tank coming from the outputs block 11 to the inputs
Вх (bii , b2j , b3k)i, ... Bx (bii , b2j , b3k)N исходных данных устройства 7 в соответствии с введенной в память устройства 7 функциональной зависимостьюBx (bii, b2j, b3k) i, ... Bx (bii, b2j, b3k) N the initial data of the device 7 in accordance with the functional dependence entered in the memory of the device 7
(1)(Ь,,,Ь,.,Ь,,;Ь„,Ь,.,Ьз,)„, где(1) (b ,,, b,., B ,,; b „, b,., B3,)„, where
функция F ставит в соответствие каждой тройке (hj.jh.jhj) текущих значенийthe function F associates with each triple (hj.jh.jhj) of current values
аргументов одно и только одно значение объема У„ тонлива в п-ом баке, геометрические характеристики которого заданы массивом исходных данных констант (bii b2i , Ьзи)п Зависимость (1) может быть выражена, например, линейным полиномомarguments, one and only one value of the volume Y „is tint in the nth tank, the geometric characteristics of which are given by an array of initial data of constants (bii b2i, b3) З Dependence (1) can be expressed, for example, by a linear polynomial
(2)У„ (Ь,Ь.,+Ь,.Ь,. + Ьз,Ьз,)„,где(2) Yn (b, b., + B, .b,. + B3, b3,), where
коэффициенты bjjjb pbj характеризуют геометрию п-ного топливного бака, а уровни h,.,hjj и hj топлива измеряются в точках «Ъ, «2 и «3 этого бака, неthe coefficients bjjjb pbj characterize the geometry of the nth fuel tank, and the fuel levels h,., hjj and hj are measured at points "b," 2 and "3 of this tank, not
лежащих на одной прямой линии.lying on one straight line.
Полином (2) может быть задан для каждого из N топливных баков, например в численной форме, с помощью d квадратных численных матриц. Каждая из таких матриц содержит d строк и d столбцов, причем каждая из строк, в свою очередь, содержит d численных значений объема топлива, соответствующих значениям Ьц, ... h уровня топлива в точке «1 п-ного бака, и d столбцов, каждый из которых содержит d численных значений объемов топлива, соответствующих значениям h2i,... h2d уровня топлива в точке «2 п-ого бака. При этом каждая из d квадратных матриц соответствует одному из d значений уровня Ьзь -.. Ьза топлива в точке «3 п-ого бака. В целом, совокупность d квадратных матриц представляет собой кубическую матрицу размерности d, содержащую d дискретных численных значений объема топлива в каждом из 1, 2, ... п ... NPolynomial (2) can be defined for each of N fuel tanks, for example, in numerical form, using d square numerical matrices. Each of these matrices contains d rows and d columns, and each row, in turn, contains d numerical values of the fuel volume corresponding to the values bc, ... h of the fuel level at point “1 of the fifth tank, and d columns, each of which contains d numerical values of the fuel volumes corresponding to the values h2i, ... h2d of the fuel level at the point “2 of the fifth tank. Moreover, each of the d square matrices corresponds to one of the d values of the level b3 - .. b3 of fuel at the point "3 of the fifth tank. In general, the set of d square matrices is a cubic matrix of dimension d containing d discrete numerical values of the fuel volume in each of 1, 2, ... p ... N
топливных баков 1. В качестве примера числеппой матрицы пиже приведепа матрица (3), содерлсащая d численных значений Уц ... У объема топлива в топливном баке № 4 в функции уровней Ьц и h2j топлива, соответственно, в точках «1 и «2 этого бака.of fuel tanks 1. As an example, the same matrix as the one below shows the matrix (3) containing d numerical values of V ... V of the fuel volume in the fuel tank No. 4 as a function of the fuel levels bc and h2j, respectively, at points "1 and" 2 of this tank.
(3)(3)
Матрица значений объема y(hii, h2j)4 топлива в топливном баке № 4 при значении уровня Ьзк - const.The matrix of values of the volume y (hii, h2j) 4 of fuel in fuel tank No. 4 with a value of the level bzk is const.
Данная матрица является одной из d квадратных матриц, каждая из которых соответствует одному из d численных значений Ьзь ... hsk ... Ьза уровня топлива в точке «3 топливного бака № 4. Матрица позволяет для любых двух значений (Ьц, haj) уровня топлива, измеренных, соответственно, в точках «1 и «2 четвертого бака, указать однозначно соответствующее им численное значение объема топлива в этом баке. Например, значениям (h, h24) уровня топлива отвечает значение Уз4 объема топлива. Третъе значение h3k уровня топлива в точке «3 четвертого бака необходимо для выбора той из d квадратных матриц, которая соответствует значению Ьзи уровня, а именно, - матрицы с номером k. Выбор матрицы с номером k позволяет определить уточненное по значению Ьзи уровня топлива значение y34k объема топлива в топливном баке № 4. Данное значение объема вычисляют в модуле 9 в соответствии с полиномом (2):This matrix is one of the d square matrices, each of which corresponds to one of the d numerical values b3 ... hsk ... b3 of the fuel level at point "3 of the fuel tank number 4. The matrix allows for any two level values (bc, haj) fuel, measured, respectively, at points "1 and" 2 of the fourth tank, indicate uniquely the corresponding numerical value of the volume of fuel in this tank. For example, the fuel level values (h, h24) correspond to the Uz4 value of the fuel volume. The third value h3k of the fuel level at the point “3 of the fourth tank is necessary to select one of the d square matrices that corresponds to the bz level value, namely, the matrix number k. The choice of a matrix with the number k allows us to determine the value y34k of the fuel volume in fuel tank No. 4, refined by the value of b3 fuel level. This volume value is calculated in module 9 in accordance with polynomial (2):
Таким образом, в d матрицах типа (3) содержится d дискретных значений объема V4 топлива в топливном баке № 4, что позволяет вычислить объем топлива в этом баке с точностью до одного из d численных дискретных значений объема. Аналогичным образом вычисляют объем топлива и в любом другом баке 1 топливной системы самолета. Поскольку величина погрешности 5d дискретизацииThus, d matrices of type (3) contain d discrete values of the fuel volume V4 in fuel tank No. 4, which makes it possible to calculate the fuel volume in this tank with an accuracy of one of d numerical discrete volume values. Similarly calculate the amount of fuel in any other tank 1 of the fuel system of the aircraft. Since the magnitude of the sampling error 5d
объема топлива в баке с помощью функции F, заданной кубической численной матрицей размерности d, определяется неравенствомthe fuel volume in the tank using the function F, given by a cubic numerical matrix of dimension d, is determined by the inequality
Vn max- объем топлива в полностью заполненном баке с номером п,Vn max is the volume of fuel in a fully filled tank with number p,
то, задаваясь числом d, можно обеспечить любую требуемую точностьthen, given the number d, any required accuracy can be ensured
вычисления объема топлива в баке 1.calculating fuel volume in tank 1.
Массив (bii , b2i , b3k)n коэффициентов, характеризующих геометрию каждого из N топливных баков, можно получить, например, «а основе заданных в ТЗ на проектирование топливоизмерительной системы самолета геометрических обводов топливного бака, как трехмерного тела, пересеченного плоскостью, пространственное положение которой задано тремя точками «1, «2 и «3, расположенными внутри топливного бака и не лежащими на одной прямой. Координаты этих точек относительно бака соответствуют точкам отсчета уровней hi, h2 и Ьз топлива в баке. Численно определив значение объема бака, лежащее ниже секущей плоскости, и используя полином (2), можно найти для каждого дискретного значения объема соответствующие ему значения коэффициентов b2j 1 bak полинома (2) для d различных положений секущей плоскости. Число d устанавливают, исходя из заданной величины погрещности 6а дискретизацииAn array of (bii, b2i, b3k) n coefficients characterizing the geometry of each of the N fuel tanks can be obtained, for example, “based on the geometric contours of the fuel tank specified in the design specification for the design of the aircraft’s fuel measuring system as a three-dimensional body intersected by a plane whose spatial position defined by three points "1," 2 and "3, located inside the fuel tank and not lying on one straight line. The coordinates of these points relative to the tank correspond to the reference points of the levels hi, h2 and b3 of fuel in the tank. By numerically determining the volume of the tank below the secant plane and using polynomial (2), for each discrete value of the volume, we can find the corresponding values of the coefficients b2j 1 bak of polynomial (2) for d different positions of the secant plane. The number d is set based on a predetermined sampling error 6a
объема топливного бака. Например, если заданная величина погрешности дискретизации составляетfuel tank volume. For example, if the specified value of the sampling error is
d 100, что соответствует размерности числовой матрицы (3) d 5, если d 200, что соответствует размерности числовой матрицы (3) d 6.d 100, which corresponds to the dimension of the numeric matrix (3) d 5, if d 200, which corresponds to the dimension of the numeric matrix (3) d 6.
Значения вычисленных в устройстве 7 объемов У„ топлива в каждом из N баков топливной системы передаются с выходов этого устройства на входы BxVi ... BxVisi первой группы входов устройства 10, в котором вычисляются значения mi, m2, ... mn, ... тк массы топлива в каждом из N топливных баков 1 в соответствии с известной зависимостъюThe values of the fuel volumes calculated in the device 7 in each of the N tanks of the fuel system are transmitted from the outputs of this device to the inputs BxVi ... BxVisi of the first group of inputs of the device 10, in which the values mi, m2, ... mn, ... are calculated TC fuel mass in each of the N fuel tanks 1 in accordance with the known dependence
(4) (0„ ,где(4) (0 „, where
Р(0п - фактическая плотность топлива в п-ом баке при температуре t. Вычисление фактической плотности топлива, находящегося в в п-ом топливном баке, выполняют методом идентификации в идентификаторе 8 фактической марки топлива Mi, содерлсащегося в этом баке, по характеристическому параметру ъ топлива, измеренному при температуре tj топлива с последующим определением в формирователе 9 плотности топлива, соответствующей идентифицированной марке топлива в баке, и с коррекцией этой плотности по фактической температуре топлива в баке.P (0n is the actual density of the fuel in the fifth tank at a temperature t. The calculation of the actual density of the fuel in the fifth tank is performed by identifying in identifier 8 the actual brand of fuel Mi contained in this tank according to the characteristic parameter fuel measured at a temperature tj of fuel with subsequent determination in the former 9 of the fuel density corresponding to the identified brand of fuel in the tank, and with a correction of this density according to the actual temperature of the fuel in the tank.
Определение марки топлива в идентификаторе 8 выполняется на основе поступающих на его параметрические входы нормализованных сигналов об измеренных текущих значениях характеристического параметра A,i топлива в п-ом баке и поступающих на его температурные входы нормализованныхThe definition of the fuel grade in identifier 8 is based on the normalized signals arriving at its parametric inputs about the measured current values of the characteristic parameter A, i of the fuel in the fifth tank and the normalized ones arriving at its temperature inputs
5,1%,то5.1% then
5,, 0,5%, то 5 ,, 0.5%, then
сигналов об измеренных текущих значениях температуры tj топлива в этом баке. Идентификация марки топлива может быть выполнена на основе селективного алгоритма, заданного, например, квадратной численной матрицей, содержащей d строк d столбцов, заполненных индексами марок топлива, причем каждая из строк матрицы отвечает одному из d значений характеристического параметра топлива Я,, а каждый из столбцов - одному из d значений температуры tj топлива в баке.signals about the measured current values of temperature tj fuel in this tank. Identification of the fuel grade can be performed on the basis of a selective algorithm defined, for example, by a square numerical matrix containing d rows of d columns filled with fuel grade indices, each of the rows of the matrix corresponding to one of d values of the fuel characteristic parameter I ,, and each of the columns - one of the d values of the temperature tj of the fuel in the tank.
(6)(6)
Массив (Mj) численных исходных данных, представляющий собой совокупность числовых индексов, отвечающих маркам топлива, каждая из которых соответствует одной из пар значений (Л,; , tj) , вводят в память идентификатора 8. Массив (М|) можно получить, например, экспериментально установив соответствие между маркой MI исследуемого топлива и значением kAn array (Mj) of numerical source data, which is a set of numerical indices corresponding to the fuel brands, each of which corresponds to one of the pairs of values (Л ,;, tj), is entered into the identifier 8. The array (M |) can be obtained, for example, establishing experimentally the correspondence between the MI brand of the studied fuel and the value of k
его характеристического параметра при данной температуре tj для ряда значенийits characteristic parameter at a given temperature tj for a number of values
температуры и выразив результаты эксперимента в форме массива (МО численных исходных данных.temperature and expressing the results of the experiment in the form of an array (MO of numerical initial data.
После идентификации известной марки топлива в п-ном баке, например марки MI , числовой индекс, соответствующий этой марке, передается с выхода идентификатора 8 на п-ный вход первой группы входов BxMi, ... ВхМмAfter identifying a known brand of fuel in the p-th tank, for example, the MI brand, the numerical index corresponding to this brand is transmitted from the output of identifier 8 to the p-th input of the first group of inputs BxMi, ... ВхМм
Матрица марок M(A,i, tj) топлива в баке № п в функции характеристического параметра Л,| при температуре tj топлива.Matrix of grades M (A, i, tj) of fuel in tank No. p as a function of the characteristic parameter L, | at fuel temperature tj.
формирователя 9. При идентификации смеси топлив в п-ном баке, например смеси топлив марок М2 и М4 в соотношении 1:2, этой смеси присваивается условный числовой индекс Mj, который также передается с выхода идентификатора 9 на вход формирователя 9. В формирователе 9 определяются значение poi плотностиshaper 9. When identifying a mixture of fuels in the tank, for example, a mixture of fuels of brands M2 and M4 in a ratio of 1: 2, this mixture is assigned a conditional numerical index Mj, which is also transmitted from the output of identifier 9 to the input of shaper 9. In shaper 9 are determined density poi value
топлива и значение Pi температурного коэффициента плотности топлива, соответствующие марке Mi топлива или смеси марок топлива в п-ом баке, и вычисляется фактическое значение p(t)n плотности топлива в этом баке при температуре tj топлива в баке в соответствии с известной функциональной зависимостьюfuel and the value Pi of the temperature coefficient of the density of the fuel corresponding to the brand Mi of the fuel or mixture of fuel grades in the nth tank, and the actual value p (t) n of the density of the fuel in this tank is calculated at the temperature tj of the fuel in the tank in accordance with the known functional dependence
(8) p(,(l+P,t.),e(8) p (, (l + P, t.), E
значения poi и Pi для известных марок топлива, а также для смесей топливpoi and Pi values for well-known fuel grades, as well as for fuel mixtures
известных марок, например, для смеси топлив двух различных марок в соотношениях 1:2, 1:1 и 2:1, задаются массивом (Cj) констант, введенных в память формирователя 9. Константы С; получают на основании данных, приведенных в справочной литературе, например, в вышеупомянутом справочнике.well-known brands, for example, for a mixture of fuels of two different brands in the ratios 1: 2, 1: 1 and 2: 1, are set by an array (Cj) of constants entered in the memory of the former 9. Constants C; receive on the basis of data provided in the reference literature, for example, in the above reference.
С выходов формирователя 9 вычисленные значения фактических текуших плотностей топлива в каждом из N баков поступают на входы Bxp(t)i ... Bxp(t)N второй группы входов устройства 10, в котором определяются значения mi, ... т„, ... mN массы топлива в каждом из N баков в соответствии с известной функциональной зависимостью т„- масса топлива в п-ом баке.From the outputs of the shaper 9, the calculated values of the actual current density of the fuel in each of the N tanks are supplied to the inputs Bxp (t) i ... Bxp (t) N of the second group of inputs of the device 10, in which the values mi, ... t „, are determined. .. mN the mass of fuel in each of the N tanks in accordance with the known functional dependence t „is the mass of fuel in the nth tank.
(9) т„ р(0„У„, где (9) r „p (0„ Y „, where
С выходов устройства 10 значения mn масс топлива в каждом баке поступают на входы Bxmi, ... BxmN суммирующего устройства 12 и на выходы Bbixmi,... BbixmiM вычислителя 6 для передачи во внешние системы самолета.From the outputs of device 10, the values of mn masses of fuel in each tank are supplied to the inputs Bxmi, ... BxmN of the adder 12 and to the outputs Bbixmi, ... BbixmiM of calculator 6 for transmission to external aircraft systems.
В суммирующем устройстве 12 производится определение массового запаса m топлива на борту самолета путем суммирования масс mn в соответствии с известным выражениемIn the adder 12, the mass supply m of fuel on board the aircraft is determined by summing the masses mn in accordance with the known expression
Информация о значении массового запаса m топлива на борту самолета передается с выхода суммирующего устройства 12 на вход Вхт формирователя 13 выходной информации. С выхода Выхт формирователя 13 во взаимодействующие системы самолета передается информация о массовом запасе m топлива на борту самолета, а с выходов Bbixmi, ... Bbixmiy этого формирователя - о массе т; топлива в отдельных топливных баках.Information about the value of the mass supply m of fuel on board the aircraft is transmitted from the output of the summing device 12 to the input Vht of the output information shaper 13. From the output Exit of the shaper 13, information on the mass fuel supply m on board the aircraft is transmitted to the aircraft interacting systems, and from the outputs Bbixmi, ... Bbixmiy of this shaper - about the mass m; fuel in separate fuel tanks.
Предложенная топливоизмерительная система достаточно точно определяет массовый запас топлива как в отдельном баке топливной системы самолета, так и на борту самолета в целом. При этом точность измерения обеспечивается и в тех случаях, когда отдельные баки самолета заполнены топливами различных марок или смесями топлив различных марок, а температуры топлива, заполняющего отдельные баки, значительно отличаются между собой.The proposed fuel measuring system accurately determines the mass fuel supply both in a separate tank of the aircraft fuel system and on board the aircraft as a whole. Moreover, the measurement accuracy is ensured in cases where individual aircraft tanks are filled with fuels of various grades or mixtures of fuels of various grades, and the temperatures of the fuel filling individual tanks are significantly different.
Предложенная система достаточно точно определяет массовый запас топлива при пространственных эволюциях самолета без использования дополнительных датчиков измерения углов наклона поверхности топлива в баке иThe proposed system accurately determines the mass supply of fuel in the spatial evolution of the aircraft without the use of additional sensors for measuring the angle of inclination of the fuel surface in the tank and
(10) т 1:т„.(10) t 1: t „.
без учета влияния дополнительных погрешностей измерения, вызванных использованием таких датчиков..without taking into account the influence of additional measurement errors caused by the use of such sensors ..
Методическая погрешность определения массы Шд топлива в баке, заполненном топливом одной марки, составляет для предлагаемой системы незначительную величину, не превышающую ± 0,8 %. Незначительность погрешности объясняется тем, что масса mn топлива в баке вычисляется с учетом температуры топлива в этом баке и фактической марки топлива, идентифицированной в данном баке по текуш;ему значению характеристического параметра и температуры топлива в баке.The methodological error in determining the mass of fuel oil in a tank filled with fuel of the same brand is insignificant for the proposed system, not exceeding ± 0.8%. The insignificance of the error is explained by the fact that the mass mn of fuel in the tank is calculated taking into account the temperature of the fuel in this tank and the actual brand of fuel identified by the current in the tank; to it the value of the characteristic parameter and the temperature of the fuel in the tank.
В случае, когда бак заполнен смесью топлив двух различных марок, дополнительная методическая погрешность определения массы топлива в баке составляет не более ± 0,8 %.In the case when the tank is filled with a mixture of fuels of two different grades, the additional methodical error in determining the mass of fuel in the tank is not more than ± 0.8%.
Дополнительная эволютивная погрешность определения массы топлива в баке с учетом погрешности дискретизации объема топлива составляет при числе d 6 216 незначительную величину, не превосходящую 0,5%, а при числе d 6 составляет меньшую величину.An additional evolutionary error in determining the mass of fuel in the tank, taking into account the sampling error of the fuel volume, is at d 6 216 an insignificant value not exceeding 0.5%, and at d 6 it is a smaller value.
Таким образом, с учетом упомянутых дополнительных погрешностей, предложенная топливоизмерительная система дает возможность определять массовый запас топлива в топливном баке самолета с суммарной методической погрешностью, не превыщающей ±1,5 % (при среднеквадратической оценке погрешности).Thus, taking into account the mentioned additional errors, the proposed fuel measuring system makes it possible to determine the mass fuel supply in the aircraft fuel tank with a total methodological error not exceeding ± 1.5% (with a standard error estimate).
Это позволяет определить массовый запас топлива в баке с суммарной погрешностью, учитывающей инструментальную погрешность датчиков и воздействие реальных условий эксплуатации, не превыщающей ± 2,5 % во всехThis allows you to determine the mass fuel supply in the tank with a total error that takes into account the instrumental error of the sensors and the impact of actual operating conditions, not exceeding ± 2.5% in all
условиях эксплуатации, в том числе - при разбросе температур и марок топлива в различных баках топливпой системы, а также при ускорениях и пространственных эволюциях самолета, и массовый запас топлива на борту самолета с суммарной погрешностью не более ± 2,0 % во всех условиях эксплуатации (при среднеквадратической оценке погрешности).operating conditions, including when the temperature and fuel grades are spread in different tanks of the fuel system, as well as during accelerations and spatial evolutions of the aircraft, and the mass fuel supply on board the aircraft with a total error of not more than ± 2.0% in all operating conditions ( with the mean square error estimate).
сfrom
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002120119/20U RU26524U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH CORRECTION ON FUEL HEAT CONDUCTIVITY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002120119/20U RU26524U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH CORRECTION ON FUEL HEAT CONDUCTIVITY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU26524U1 true RU26524U1 (en) | 2002-12-10 |
Family
ID=38310882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002120119/20U RU26524U1 (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH CORRECTION ON FUEL HEAT CONDUCTIVITY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU26524U1 (en) |
-
2002
- 2002-07-26 RU RU2002120119/20U patent/RU26524U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8060296B2 (en) | Low cost aircraft center of gravity monitoring systems and methods | |
| US9567093B2 (en) | Time domain reflectometry aircraft fuel gauge | |
| EP0248121B1 (en) | Aircraft energy loading method and apparatus | |
| US4262531A (en) | Fluid-gauging methods and systems | |
| RU26524U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH CORRECTION ON FUEL HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU26519U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU26522U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH CORRECTION ON DIELECTRIC PERMEABILITY AND FUEL HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU26523U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH CORRECTION ON DIELECTRIC FUEL PERMEABILITY | |
| RU26521U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS LIGHT ABSORBING AND HEAT CONDUCTIVITY | |
| RU26518U1 (en) | ON-BOARD FUEL MEASURING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY | |
| RU26517U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS CHARACTERISTIC PARAMETERS | |
| RU2208550C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its heat conductivity | |
| RU2208553C1 (en) | Fuel gauging system at correction by fuel heat conductivity | |
| RU26526U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND LIGHT ABSORPTION | |
| RU26520U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS LIGHT ABSORPTION | |
| RU26525U1 (en) | ON-BOARD FUEL METERING SYSTEM WITH IDENTIFICATION OF THE FUEL BRAND BY ITS DIELECTRIC PERMEABILITY AND THERMAL CONDUCTIVITY | |
| RU2208551C1 (en) | Fuel gauging systemat correction by dielectric permeability and heat conductivity | |
| RU2208552C1 (en) | Fuel gauging system at correction by fuel dielectric permeability | |
| RU2208544C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its dielectric permeability and heat conductivity | |
| CN114237040A (en) | Satellite fuel allowance on-orbit real-time autonomous calculation and control system | |
| RU2189926C1 (en) | Airborne fuel gagging system with temperature compensation | |
| RU2208543C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its themal conductivity and light absorption | |
| RU2208549C1 (en) | Fuel gauging system at identification of fuel grade by its light absorption | |
| RU2208547C1 (en) | Method of determination of mass of fuel | |
| RU2156444C2 (en) | Method of determination of fuel capacity available on board aircraft and fuel gauging system for realization of this method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration |