Найти тему
Мой разум

Как применяют поршневые насосы в гражданских самолётах? Продолжение

Начало

Первоначальная концепция поршневых насосов берет свое начало в ХVI веке, когда Ramelli создал поршневой насос для забора воды в шахты. Однако только в 1905 году американский инженер Reynold, разработал первый клапанный насос типа плит для системы управления на военных судах и представил минеральное масло в качестве трансмиссии, что было прелюдией к современной гидротехнике.

В последующие десятилетия оптимизация и модификация на базе насоса Reynold не прекращалась, и особенно в 1950-х годах, Denison и Lucas разработали новый насос с наклонной плитой, который увеличил давление, сделав скачок вперед для поршневых насосов.

После Второй мировой войны поршневые насосы начали использоваться в гражданской авиации, и потребовалось разработать специальные конструкции, чтобы приспособиться к суровым условиям эксплуатации на большой высоте. Являясь мировыми лидерами в производстве аэрокосмических гидравлических систем и компонентов, Eaton и Parker постоянно совершенствуют свою продукцию, проводя всесторонние аналитические и проверочные испытания, и в настоящее время гидравлические насосы имеют многочисленные конструктивные особенности для повышения эффективности, надежности и ремонтопригодности установки.

Для того чтобы понять физические явления поршневого насоса, ранние исследователи обычно проводили теоретический анализ с помощью упрощенных испытательных устройств.

В 1960-х годах Yamaguchi вывел формулу расчета изменения давления в цилиндре для выявления эффектов явлений захвата и пульсаций давления. В последующие десятилетия он и его коллеги продолжили исследования движения поршней внутри скважин цилиндра и смазочных характеристик интерфейсов.

В 1980 году Рвачев и Слесаренко провели сравнение результатов эксперимента по определению распределения температуры в блоке цилиндров осевого поршня и насосов. Компания Edge и другие специалисты Центра гидроэнергетики Университета Bath впервые провели теоретическое и экспериментальное исследование колебаний давления, генерируемых гидравлическими насосами.

-2

В 1990-е годы, эта группа экспертов примечательно представила творческий метод измерения пульсаций потока источника и сопротивления источника гидравлических насосов. Метод был "вторичным", принятым в 1996 году как стандарт ISO. Хотя первые работы произвели впечатление, их отклонение от фактических результатов является значительным из-за ограничений, накладываемых условиями испытаний.

Для поршневого насоса характерна пульсация потока, которая накладывается на среднюю скорость потока; ее основная частотная составляющая зависит от скорости вращения насоса.

Пульсации потока можно разделить на две части: кинематические пульсации потока, которые создаются геометрически определенными движениями ограниченного числа поршней, и сжимаемые пульсации потока из-за ограниченной жесткости масла. Эти пульсации потока взаимодействуют с подключенной трубопроводной системой и преобразуются в пульсации давления, которые затем распространяются по трубопроводам на другие части системы. Пульсации давления и сопровождающие их колебания часто являются источниками ненадежности и усталости гидросистемы самолета.

Некоторые случаи трещин в трубах наблюдались на ранних стадиях полетов самолетов из-за сильных пульсаций давления. Поэтому в соответствии с аэрокосмическим стандартом в спецификации закупки, предоставляемой покупателем, указывается максимально допустимая амплитуда пульсаций давления нагнетания.

В целом, амплитуда пульсаций давления не должна превышать 5% от номинального давления при любых условиях или диапазоне давления, указанных в технических характеристиках насоса. Пульсация давления в насосе может достигать ±1% в некоторых хорошо спроектированных системах, например, в гидравлической системе Airbus A380, и ±10% в более старых системах.

-3

Следовательно, уменьшение пульсаций давления, является постоянной темой для поршневого насоса самолета.