Echipamente și Sisteme Hidropneumatice

TEMA DE PROIECT

Pentru un avion de tipul Airbus A340 four-turbofan sa se proiecteze instalatia hidraulica de actionare a suprafetelor de comanda considerandu-se comenzile avionului de tip fly-by-wire.

Proiectul va cuprinde urmatoarele etape:

-definirea geometriei suprafetelor de comanda actionate(eleroane, profundor, directie)

-estimarea fortelor necesare actionarii fiecarei suprafete

-alegerea presiunii nominale a instalatiei hidraulice proiectate

-calculul si alegerea cilindrilor hidraulici de actionare

-calculul debitelor necesare actionarilor

-calculul pulsatiilor de rezonanta ale suprafetelor de comanda

-alegerea servovalvei electrohidraulice

-estimarea functiei de transfer a servovalvei electrohidraulice

-alegerea traductoarelor de pozitie

-stabilirea schemei bloc si a functiei de transfer a sistemelor de actionare proiectate

-dimensionarea surselor hidraulice

-simularea in SIMULINK a sistemelor de actionare proiectate

Proiectul va contine urmatoarele:

-memoriul de calcul

-desenele cu definirea geometrica a suprafetelor de comanda

-schemele bloc ale instalatiilor proiectate

-schema instalatiei hidraulice proiectate

-pozitionarea pe avion a instalatiilor proiectate

-graficele cu rezultatele simularilor realizate in SIMULINK

DATELE TEHNICE ALE AVIONULUI:

LUNGIMEA [m] 63.65

ANVERGURA [m] 58.65

ÎNĂLŢIMEA [m] 16.74

SUPRAFAŢA PORTANTĂ [m2] -

MASA GOL[Kg] 125.500

CANTITATE COMBUSTIBIL[Kg] 135.000

VITEZA MAXIMA[Mach] 0.86

MASA MAXIMA DE DECOLARE[Kg] -

TRACTIUNE MOTOR [KN] 28 kN la 0.8 Mach si 10.500 m

CONSUM SPECIFIC [mg/Kg sec] 15.45 mg/N*s la 0.8 Mach si 10.500 m

MASA UNUI MOTOR [KG] 2492 Kg

NUMAR PASAGERI 335 + 3

Suprafata de comanda Masa m [Kg] Momentul de inertie j[kg*m2] Forta necesara pentru actionare [daN] Viteza maxima de bracaj [ْ/s] Bratul parghiei de actionare [mm]

DIRECTIE 55 40 9000 50 180

ELERON 40 32 7000 45 150

PROFUNDOR 60 48 10000 70 200

1.ALEGEREA NOMINALE A INSTALAŢIEI DE ACŢIONARE PROIECTATE

Presiunea nominala a instalaţiei proiectate se alege in funcţie de şirul de presiuni specificate in standardul ISO 2944. In alegerea presiunii nominale se tine cont de următoarele consideraţii şi recomandări.

Un parametru foarte important in proiectarea instalaţiilor hidraulice de aviaţie este greutatea totala a instalaţiei. O presiune de lucru ridicata presupune conducte cu pereţi mai groşi, deci creste greutatea instalaţiei datorita conductelor, dar scade datorita diametrelor necesare mai mici ale cilindrilor hidraulici. Cilindrii hidraulici cu diametre mai mici necesita debite de acţionare mai mici, deci şi pompele vor avea dimensiuni mai mici. Urmărind acelaşi raţionament, presiuni mai mici de lucru vor duce la scăderea greutăţii conductelor, dar la creşterea greutăţii cilindrilor şi pompelor hidraulice. Va exista deci o presiune optima, care se situează in intervalul de 150-300 bar.

La avioanele mai vechi presiunea nominala a instalaţiei hidraulice era uzual de 150 bar. La avioanele moderne aceasta a crescut şi este in cele mai multe cazuri de 200 bar. Există şi avioane cu presiunea nominala a instalaţiei hidraulice de 250 bar.

Un alt considerent important pe care se alege presiunea nominala a instalaţiei hidraulice este prezenţa servovalvelor hidraulice pentru comanda profundorului, eleroanelor şi a stabilizatorului. In cataloagele firmelor care produc astfel de echipamente se recomanda ca la debitul maxim comandat sa se obţină o cădere de presiune pe servovalvă de aproximativ 30% din presiunea de alimentare. In multe cazuri, in cataloagele de servovalve electrohidraulice se specifica o presiune maxima de alimentare fie de 210 fie de 350 bar. In functie de aceste valori se poate alege şi presiunea hidraulica in instalaţia hidraulica proiectata.

In plus, pe conductele şi echipamentele hidraulice dintre pompa şi consumatori apar căderi de presiune, astfel incât la cilindrii hidraulici va ajunge o presiune considerabil mai mica decât cea de la refularea pompei. Deci se poate estima aceasta cădere de presiune la aproximativ 20% din presiunea la refularea pompei. Deci se poate spune ca presiunea de la refularea pompei este cu aproximativ 50% mai mare decât presiunea care ajunge la cilindrul de acţionare.

Pentru instalaţia proiectata se alege una din valorile standardizate din intervalul 150-350 bar.

S-a ales presiunea standardizata de 200 bar.