Блок передачи мощности - Power transfer unit

В авиации блок передачи энергии (PTU) - это устройство, которое передает гидравлическая мощность от одной гидравлической системы самолета к другой в случае отказа или отключения второй системы.

PTU используется, когда, например, есть давление в правой гидравлической системе, но нет давления в левой гидравлической системе. В этом примере PTU передает гидравлическую мощность от правой гидравлической системы к левой гидравлической системе. PTU состоит из гидравлического двигателя, соединенного с гидравлическим насосом через вал.

^[1] Поскольку соединение чисто механическое, смешивание гидравлическая жидкость между левой и правой гидравлическими системами во время работы PTU.

Философия дизайна

Самолеты большой транспортной категории с гидравлическими системами управления полетом и коммунальными службами обычно имеют несколько независимых гидравлических систем, приводимых в действие комбинацией гидравлических насосов с приводом от двигателя и с электрическим приводом. Для резервирования обычно требуется несколько гидравлических систем, где, например, если одна система выходит из строя или теряет гидравлическую жидкость, уцелевшая система может по-прежнему обеспечивать достаточную мощность для критических систем для продолжения безопасного полета и посадки.

На авиалайнерах или бизнес-джетах с механическими средствами управления полетом обычно имеется не менее двух блоков управления гидравлической мощностью (исполнительных механизмов) для каждой критической поверхности управления полетом - это руль высоты, руль направления и элероны. Только два источника могут использоваться, если присутствует какая-либо форма механического реверса (т.е. пилот все еще может управлять самолетом вручную, но с некоторыми трудностями, через механические соединения и кабели, если гидравлическая мощность потеряна).

На самолетах с электродистанционным управлением необходимо как минимум три независимых источника энергии. Между тем интерцепторы и закрылки считаются второстепенными органами управления полетом и могут иметь только один источник гидравлической энергии, при условии, что управление полетом может быть развернуто симметрично.

Аналогичным образом, шасси, тормоза и рулевое управление носовым колесом не считаются критически важными для полета, и поэтому они обычно приводятся в действие только одной гидравлической системой на авиалайнере или бизнес-джете.

В тех случаях, когда воздушное судно приводится в действие одной гидравлической системой, PTU становятся полезными, поскольку позволяют использовать один источник энергии, например насос, приводимый в действие одним уцелевшим двигателем, для питания более чем одной гидравлической системы, если источник энергии в этой системе вышел из строя. PTU работают только при условии, что система не пробита и не потеряла жидкость, потому что они не допускают передачу жидкости, а только передачу механической работы.

Например, в оригинальной конструкции Airbus A320 гидравлика шасси (выдвижение / уборка, тормоза и рулевое управление) приводилась исключительно в действие системой Green (левая), приводимой в действие насосом с приводом от левого двигателя. В случае отказа левого двигателя во время взлета шасси не сможет втягиваться, поскольку в зеленой гидравлической системе на A320 нет вспомогательного мотонасоса. (На современных А320 рулевое управление передним колесом приводится в действие желтой системой.)

PTU решает эту проблему, обеспечивая вращающееся механическое соединение между обеими системами, поэтому насос с приводом от двигателя для желтой (правой) системы на двигателе правого борта, размер которого слишком велик для нормальной гидравлической нагрузки, может сбрасывать избыточную мощность в зеленую систему. через PTU, и позволяют продолжить втягивание шасси с приводом, одновременно поддерживая гидравлическое давление на органы управления полетом зеленой системы.

Обеспечение уборки шасси в случае отказа - одна из потенциальных гарантий, предоставляемых PTU. В качестве альтернативы разработчик может выбрать второй электродвигательный насос, выполняющий эту роль, если PTU не требуется. Однако дополнительный моторный насос может быть тяжелее PTU, и сложные торговые исследования могут отдавать предпочтение тому или иному варианту, в зависимости от того, какие случаи отказа вы учитываете и насколько важен вес в компромиссе.

Однонаправленные и двунаправленные PTU

На Airbus A320 желтая система может питать зеленую систему, но поскольку она также является двунаправленной, в случае отказа двигателя правого борта зеленая система может помочь запитать желтую систему, сбрасывая в нее избыточную мощность через тот же механизм. Это также известно как «обратимый» PTU.

На некоторых других самолетах направление вращения PTU и, следовательно, поток жидкости через него может быть рассчитан на работу только в одном направлении. Бизнес-джет Citation X - один из таких самолетов с однонаправленным PTU, защищенным контрольными заслонками и линией сваливания противодавления, предназначенной для того, чтобы правая гидравлическая система могла помочь левой гидравлической системе и левому вспомогательному моторному насосу втягиваться. шасси только при отказе двигателя левого борта.

На других самолетах функция двунаправленного реверсивного PTU может быть выполнена с помощью двух однонаправленных PTU, установленных бок о бок, расположенных в противоположных направлениях друг к другу. Гидравлическая система вертолета CH-47 Chinook использует таким образом сдвоенные однонаправленные PTU.

Проточные и наклонно-осевые PTU

Гидравлические блоки передачи энергии, по сути, представляют собой не что иное, как гидравлический двигатель, соединенный с гидравлическим насосом через вал, поэтому концептуально они могут быть любым типом двигателя или насоса, например флюгер, передача, крыльчатка или линейный поршень, или рядный поршень переменного рабочего объема типы.

Обычно, хотя PTU являются парными линейными поршневыми двигателями / насосами, либо с изогнутой, либо с прямой осью.

Линейный поршневой насос / двигатель с прямой осью имеет наклонный внутренний автомат перекоса для перемещения башмаков поршней вверх и вниз по внутреннему плунжеру поршня насоса, смазываемого самой жидкостью - этот вид PTU может напоминать два цилиндра, соединенных болтами, с впускным и выпускным портами на обоих концах. Пример линейного PTU с прямой осью можно найти в гидравлической системе Cessna Citation X.

Рядный поршневой насос с изогнутой осью работает так же, но без наклонной качающейся шайбы, вместо этого вся вращающаяся группа наклоняется для достижения смещения поршня. Пример поточного PTU с изогнутой осью можно найти на гидравлической системе Hawker 4000 система.

В других представлениях двигатель / насос постоянного рабочего объема с изогнутой осью может быть соединен с двигателем переменного рабочего объема с прямолинейной осью, как в случае Airbus A320 PTU.

Механизм работы и характерные шумы

Механизм, с помощью которого работает PTU, - это помпаж, самозапуск PTU только за счет чисто механического воздействия, возникающего в результате перепада давления между двумя гидравлическими системами, к которым он подключен. Следовательно, PTU очень быстро ускоряется под нагрузкой, вызванной дельта-P, а затем останавливается так же внезапно, как только давление выравнивается. Каждый скачок давления может длиться всего секунду, вызывая режим остановки-запуска.

На практике это приводит к внезапному «свист-свист», когда катушка поднимается и опускается, что издает громкий звук, который можно сравнить с лаем собаки. Пассажиры, летавшие на Airbus A320, часто слышат «лай собаки» PTU. обычно, когда работает только один двигатель, или когда желтый системный электродвигатель является единственным активным источником гидравлической энергии, PTU активируется механически. Следовательно, обычно PTU слышен только при запуске или выключении. Он очень редко слышен в полете, кроме случаев кратковременного дефицита мощности при втягивании шасси или неисправности гидравлической системы.

В литературе Airbus указано, что PTU выполняет «самотестирование» при запуске, однако PTU не содержит никакой электронной помощи двигателю и не может получить команду на запуск, он запускается сам по себе только при наличии гидравлического давления. Однако запорные клапаны с электромагнитным питанием могут изолировать PTU через автоматический выключатель в кабине экипажа, но эта функция используется редко.

Заметки

1. «Блок передачи энергии (ПТУ)». okigihan.blogspot.ca. Получено 2016-11-03.

внешние ссылки

Видео запуска Aer Lingus A320, с характерным звуком PTU

Видео Airbus-PTU, работающего в отсеке