Details

1. Функциональный обзор
Передовая испытательная и калибровочная установка для интегрированного топливного насоса и контроллера двигателей самолетов представляет собой сложный многофункциональный испытательный комплекс, предназначенный для воспроизведения гидравлических, пневматических и электрических условий, испытываемых топливным насосом и контроллером в рабочей среде самолета.  
Интегрированный топливный насос и контроллер являются критически важными элементами двигателя, обеспечивая подачу топлива при строго регулируемом давлении и расходе, одновременно регулируя положение направляющих лопаток входного сопла компрессора (IGV) в зависимости от оборотов двигателя, температуры воздуха на входе, давления на выходе компрессора и команд дросселя.  
Установка позволяет проводить предварительную регулировку этих блоков перед установкой, давая инженерам возможность калибровать, проверять и документировать характеристики в контролируемых лабораторных условиях. Это гарантирует, что каждый блок соответствует эксплуатационным допускам и не имеет дефектов, способных привести к отказам в работе. Помимо имитации реальной работы, установка включает систему консервации, которая после испытаний циркулирует нагретое защитное масло через блок, продлевая срок службы компонентов и предотвращая коррозию во время хранения или транспортировки.

2. Конфигурация системы и зонирование
Комплекс разделен на три физически обособленные зоны для обеспечения безопасности оператора, эффективного рабочего процесса и снижения взаимных помех между системами.  
Командно-управляющая зона (Control/Command Room) содержит основную панель оператора, интерфейс PLC/HMI и все приборные индикаторы, изолируя оператора от шума, вибраций и потенциальных опасностей в зоне испытаний.  
Испытательная камера (Test Cell) включает гидравлические, пневматические и консервационные подсистемы, расположенные для максимальной доступности при настройке и техническом обслуживании.  
Комната изоляции двигателя (Motor Isolation Room) содержит приводной электродвигатель и редуктор в акустически глушащем корпусе, предотвращая передачу высокочастотных вибраций и шума на топливную систему или испытательную среду.

Зонирование также поддерживает рабочий процесс с приоритетом безопасности, гарантируя, что любые горючие или сжатые среды остаются в контролируемых областях, а электрические и управляющие системы размещены в взрывозащищенных корпусах и на безопасном расстоянии от оборудования для работы с авиационным топливом (ATF).

3. Гидравлическая (топливная) цепь
Гидравлическая система является основой испытательной установки, отвечая за хранение, фильтрацию, кондиционирование и подачу авиационного турбинного топлива (ATF) в интегрированный топливный насос и контроллер при строго регулируемом давлении и температуре.  
Система включает сервисный бак из нержавеющей стали объёмом 100 литров (серия SS-300) с толщиной стенки 3 мм, способный выдерживать как скачки давления, так и механическую нагрузку. Бак оснащен датчиком низкого уровня, связанным с блокировкой, которая автоматически останавливает насосы для предотвращения кавитационных повреждений. Съемная крышка обеспечивает доступ для внутренней очистки и инспекции, гарантируя долгосрочную чистоту топлива.

Подача топлива осуществляется через два отдельных шестеренчатых насоса.  
Насос высокого давления рассчитан на 50 л/мин при 50 кгс/см², приводится в действие взрывозащищенным электродвигателем с монтажом «ножка-фланец» для надежного выравнивания. Этот насос подает топливо в основные линии тестирования, регулируемые высокоточным клапаном постоянного давления, установленным на 22 ± 0,2 кгс/см² и 11 ± 0,2 кгс/см².  
Второй шестеренчатый насос работает при 50 л/мин при 10 кгс/см² и обеспечивает циркуляцию и фильтрацию, позволяя очищать и кондиционировать топливо независимо от основной системы подачи.

Многоступенчатая фильтрация обеспечивает удаление частиц загрязнений размером до 3 микрон. Стадии фильтрации включают предварительный фильтр на 16 μм, промежуточный фильтр на 6 μм и финальный фильтр на 3 μм, каждый с коэффициентом бета более 1000 для гарантии высокой эффективности удержания загрязнений. Каждый корпус фильтра оснащен манометром дифференциального давления для индикации засорения и защищен байпасным клапаном, откалиброванным на 3,5 бар, обеспечивая непрерывный поток при возникновении засорения.

Перед подачей в испытательный блок топливо проходит через воздухоотделитель, который удаляет захваченные газовые пузырьки, способные повлиять на регулирование давления или вызвать кавитационные повреждения блока. Дренажный клапан с купольной регулировкой поддерживает постоянное обратное давление 2 ± 0,2 кгс/см² в обратной линии, точно имитируя сопротивление системы слива топлива двигателя. Температура топлива контролируется пластинчатым теплообменником, способным обрабатывать 50 л/мин ATF на горячей стороне с охлажденной водой при 6 кгс/см² на холодной стороне, обеспечивая стабильную рабочую температуру жидкости в диапазоне 15–40 °C.

4. Сеть пневматической имитации
Пневматическая система обеспечивает подачу воздуха как низкого, так и высокого давления для моделирования функций выдува воздуха из двигателя и сушки блока после тестирования топлива.

Цепь низкого давления предназначена для сушки после теста. Сжатый воздух проходит через влагосепаратор и периодически сливается через ручной клапан для удаления конденсированной воды. Затем воздух проходит через фильтр тонкой очистки перед подачей в блок через гибкий шланг, обеспечивая удаление всего остаточного топлива из внутренних каналов.

Цепь высокого давления имитирует воздух для охлаждения, подаваемый к элементам датчиков температуры, таким как датчик TDK-Tp внутри блока. Давление воздуха контролируется высокоточным регулятором, за которым установлен фильтр тонкой очистки для предотвращения загрязнения частицами. На выходе дроссельный клапан позволяет оператору выпускать воздух в атмосферу контролируемым образом, имитируя кратковременные события выдува. Давление контролируется как с помощью аналогового манометра для немедленного наблюдения оператором, так и с помощью высокоточного датчика, связанного с панелью управления для регистрации данных.

5. Электропривод и система управления
Механическая система привода состоит из высокоскоростного электродвигателя, соединенного с редуктором с передаточным числом 1:4,32, что позволяет приводить блок в движение со скоростью до 6200 об/мин, сохраняя высокий крутящий момент на малых скоростях. Контроль скорости осуществляется с помощью векторного инвертора (VFD) с замкнутым контуром и обратной связью от энкодера, обеспечивая точность регулирования скорости ±1 об/мин. Двигатель и редуктор установлены на виброизоляторах внутри комнаты изоляции двигателя, снижая передачу механических шумов в испытательную камеру.

Панель управления в командной комнате оснащена несколькими цифровыми индикаторами (DRO), отображающими данные в реальном времени, включая давление подачи и слива, пневматическое давление, температуры ATF и консервационного масла, потребляемую электроэнергию (ток и напряжение), а также скорости вращения выходных валов двигателя и редуктора. Операторы управляют последовательностью испытаний с помощью поворотных ручек для регулировки скорости и уставок, переключателя Auto/Manual и специализированных кнопок для запуска и остановки насосов, управления клапанами и инициирования циклов консервации.

Система включает генератор импульсного рабочего цикла для управления электромеханическими клапанами в испытуемом блоке. Генератор выдает 27 В постоянного тока на частоте 40 Гц с исходным рабочим циклом 50%, который можно регулировать с передней панели для имитации различных управляющих сигналов ЭБУ. Безопасность обеспечивается взрывозащищенными корпусами для всех электрических устройств, цепью аварийной остановки, предохранительными клапанами от избыточного давления в гидравлических и пневматических линиях, а также блокировкой отключения при низком уровне топлива.

6. Цепь консервации и кондиционирования
После завершения функциональных испытаний цепь консервации и кондиционирования циркулирует нагретое защитное масло через внутренние топливные каналы блока для предотвращения коррозии, окисления и накопления отложений. Система включает бак для консервационного масла из нержавеющей стали объемом 100 литров с датчиком низкого уровня, специализированный взрывозащищенный шестеренчатый насос и многоступенчатую фильтрацию, идентичную основной топливной системе.

Масло нагревается до 70 °C ± 2 °C для обеспечения оптимального покрытия и проникновения в узкие зазоры. Байпасный клапан предотвращает избыточное давление при блокировке потока, а предохранительный клапан обеспечивает безопасность оператора, перенаправляя излишки масла обратно в бак. Цепь может работать в статическом режиме выдержки, когда масло остается в блоке в течение установленного времени, или в динамическом режиме циркуляции с непрерывным потоком для длительной консервации.

7. Инженерные конструктивные особенности
Установка построена с использованием бесшовных труб из нержавеющей стали серии SS-300 с высококачественными фитингами от одобренных поставщиков аэрокосмического класса, таких как Swagelok или Parker, с коническими уплотнениями под 37° или 74°. На резьбовых соединениях не используется лента PTFE, чтобы предотвратить попадание частиц в гидравлические системы. Порты для измерения давления расположены не далее 150 мм от подключения к испытуемому блоку, минимизируя задержку сигнала и обеспечивая точные показания.

Все основные компоненты, включая насосы, фильтры и регуляторы, смонтированы на жестких рамах с демпфированием вибраций для сохранения выравнивания и снижения усталости трубопроводов. Конфигурация разработана с учетом удобства обслуживания: корпуса фильтров, клапаны давления и основные приборы доступны спереди установки без необходимости разбирать крупные узлы.

8. Таблица технических характеристик

    

        
Параметр
        
Характеристика
    
    

        
Рабочее топливо
        
Авиационное турбинное топливо (ATF)
    
    

        
Консервационная жидкость
        
Минеральное масло для консервации
    
    

        
Объем топливного бака
        
100 л (SS-300, толщина стенки 3 мм)
    
    

        
Объем бака для консервационного масла
        
100 л (SS-300, толщина стенки 3 мм)
    
    

        
Подача высокого давления
        
22 ± 0.2 кгс/см²
    
    

        
Подача низкого давления
        
11 ± 0.2 кгс/см²
    
    

        
Обратное давление слива
        
2 ± 0.2 кгс/см²
    
    

        
Максимальная производительность
        
50 л/мин
    
    

        
Стадии фильтрации
        
16 μм → 6 μм → 3 μм, β > 1000
    
    

        
Давление байпаса фильтра
        
3.5 бар
    
    

        
Теплообменник
        
Пластинчатый, 50 л/мин, охлаждающая вода 6 кгс/см²
    
    

        
Давление воздушной симуляции
        
Регулируемое, высокое и низкое давление
    
    

        
Приводная система
        
Электродвигатель с редуктором 1:4.32
    
    

        
Диапазон скорости двигателя
        
500–6200 об/мин
    
    

        
Точность скорости
        
± 1 об/мин (с обратной связью от энкодера)
    
    

        
Электропитание
        
415 В перем. тока ± 10%, 50 Гц, 3 фазы
    
    

        
Интерфейс управления
        
PLC/HMI с ручным управлением
    
    

        
Выход генератора импульсного цикла
        
27 В постоянного тока, 40 Гц, регулируемый рабочий цикл
    
    

        
Температура консервации масла
        
70 °C ± 2 °C
    
    

        
Элементы безопасности
        
Взрывозащищенная конструкция, аварийная остановка, клапаны сброса давления, отключение при низком уровне
    
    

        
Трубопроводы
        
Бесшовная SS-300, фитинги аэрокосмического класса
    
    

        
Доступ для обслуживания
        
Фильтры, клапаны и приборы с фронтальным доступом