Средства управления двигателем самолета предоставляют пилоту возможность контролировать и отслеживать работу силовой установки самолета. В этой статье описываются средства управления, используемые с базовым двигателем внутреннего сгорания, приводящим в движение пропеллер . Некоторые дополнительные или более продвинутые конфигурации описаны в конце статьи. Реактивные турбинные двигатели используют различные принципы работы и имеют собственные наборы средств управления и датчиков.
Основные элементы управления и индикаторы
Управление дроссельной заслонкой - Устанавливает желаемый уровень мощности обычно с помощью рычага в кабине. В карбюраторных двигателях рычаг называется рычагом дроссельной заслонки и управляет массовым расходом топливовоздушной смеси, подаваемой в цилиндры, за счет величины открытия дроссельной заслонки. В двигателях с системой впрыска топлива рычаг обычно называется рычагом мощности и управляет количеством топлива, впрыскиваемого в цилиндры.
Управление смесью - Устанавливает количество топлива, добавляемого к потоку всасываемого воздуха. На больших высотах давление воздуха (и, следовательно, уровень кислорода) снижается, поэтому объем топлива также должен быть уменьшен, чтобы обеспечить правильную воздушно-топливную смесь . Этот процесс известен как «обеднение».
Главный выключатель - Чаще всего это два отдельных выключателя, главный выключатель батареи и главный выключатель генератора . Главный выключатель батареи активирует реле (иногда называемое контактором батареи), которое подключает батарею к главной электрической шине самолета. Главный выключатель генератора активирует генератор , подавая питание на цепь возбуждения генератора. Эти два выключателя обеспечивают электропитание всех систем самолета.
Выключатель зажигания - активирует магнето , размыкая цепь заземления или «p-вывода»; при незаземленном p-выводе магнето может свободно посылать свой высоковольтный выход на свечи зажигания . В большинстве самолетов выключатель зажигания также подает питание на стартер во время запуска двигателя. В поршневых авиационных двигателях аккумулятор не генерирует искру для сгорания. Это достигается с помощью устройств, называемых магнето. Магнето соединены с двигателем с помощью зубчатой передачи. Когда коленчатый вал вращается, он вращает магнето, которые механически генерируют напряжение для искры. В случае отказа электрооборудования двигатель продолжит работать. Выключатель зажигания имеет следующие положения:
Выкл. - Оба магнето p-вывода подключены к электрическому заземлению. Это отключает оба магнето, искра не образуется.
Правый - Левый магнето p-вывод заземлен, а правый открыт. Это отключает левый магнето и включает только правый магнето.
Слева - Правый магнето p-вывод заземлен, а левый открыт. Это отключает правый магнето и включает только левый магнето.
Оба — это нормальная рабочая конфигурация, оба p-вывода открыты, что позволяет включать оба магнето.
Запуск - Шестерня стартера входит в зацепление с маховиком, и стартер вращается, чтобы провернуть двигатель. В большинстве случаев активен только левый магнето (правый p-вывод заземлен) из-за разницы во времени между магнето на низких оборотах. [1]
Тахометр — прибор, показывающий частоту вращения двигателя в оборотах в минуту или в процентах от максимума.
Манометр давления во впускном коллекторе (MP) — показывает абсолютное давление во впускном коллекторе . Для самолета, оснащенного винтом с постоянной скоростью, это самый прямой показатель рабочей мощности двигателя. Полностью открытая дроссельная заслонка покажет давление в коллекторе, примерно равное давлению окружающего воздуха, т. е. полную мощность; обратите внимание, что максимум, таким образом, меняется с высотой, если только двигатель не оснащен турбокомпрессором или аналогичной системой увеличения давления впускного воздуха. Когда дроссельная заслонка закрыта, это давление уменьшается из-за ограничения смеси топлива и воздуха, доступной для двигателя, т. е. заставляя его работать на более низкой мощности, чем он способен вырабатывать.
Указатель температуры масла — показывает температуру масла в двигателе.
Датчик температуры выхлопных газов (EGT) — показывает температуру выхлопных газов сразу после сгорания. Если указано только одно показание, он измеряет выхлоп самого горячего цилиндра. Используется для правильной настройки воздушно-топливной смеси (обеднения).
Датчик температуры головки цилиндра (CHT) — показывает температуру как минимум одной головки цилиндра. На CHT напрямую влияют объем и температура воздушного потока, проходящего через головки цилиндров с воздушным охлаждением . Большинство высокопроизводительных двигателей оснащены регулируемыми заслонками капота для управления этим воздушным потоком и поддержания соответствующей CHT.
Альтернативный воздух — обходит воздушный фильтр в двигателе с впрыском топлива.
Топливо
Топливный насос подкачки - Ручной насос для добавления небольшого количества топлива в цилиндры для облегчения запуска холодного двигателя. Впрысковые двигатели не имеют такого управления. Для впрысковых двигателей подкачивающий топливный насос используется для подкачки топлива перед запуском.
Указатель количества топлива — показывает количество топлива, оставшегося в указанном баке. Один на каждый топливный бак. Некоторые самолеты используют один указатель для всех баков с переключателем выбора, который можно повернуть, чтобы выбрать бак, который вы хотите отобразить на общем указателе, включая настройку для отображения общего количества топлива во всех баках. Примером настроек переключателя может быть «Левый, Правый, Фюзеляж, Всего». Это экономит место на приборной панели, устраняя необходимость в четырех различных специальных указателях топлива.
Клапан выбора топлива — подключает поток топлива из выбранного бака к двигателю.
Манометр давления топлива — показывает давление подачи топлива в карбюратор (или, в случае двигателя с впрыском топлива, в топливный контроллер).
Переключатель насоса подкачки топлива - управляет работой вспомогательного электрического топливного насоса для подачи топлива в двигатель перед его запуском или в случае отказа топливного насоса с питанием от двигателя. Некоторые большие самолеты имеют топливную систему, которая позволяет летному экипажу сбрасывать или выливать топливо. При работе насосы подкачки в топливных баках перекачивают топливо в сливные желоба или сопла сброса и за борт в атмосферу.
Пропеллер
В самолете с винтом фиксированного шага нет прямого управления скоростью вращения винта , которая зависит от скорости полета и нагрузки. Поэтому пилот должен обращать внимание на индикатор RPM и регулировать рычаг газа/мощности, чтобы поддерживать желаемую постоянную скорость вращения винта. Например, когда скорость полета уменьшается, а нагрузка увеличивается (например, при подъеме), RPM будет уменьшаться, и пилот должен увеличить газ/мощность. Когда скорость полета увеличивается, а нагрузка уменьшается (например, при пикировании), RPM будет увеличиваться, и пилот должен уменьшить газ/мощность, чтобы не допустить превышения RPM эксплуатационных пределов и повреждения двигателя.
Если самолет оборудован винтом(ами) с регулируемым шагом или постоянной скоростью вращения :
Управление шагом лопасти - максимизирует эффективность винта в различных рабочих условиях (например, скорость воздуха) путем управления желаемой скоростью вращения винта. В системе управления винтом с регулируемым шагом пилот должен регулировать угол шага винта и, таким образом, угол атаки лопастей винта (обычно с помощью рычага) для достижения желаемой скорости вращения винта. Увеличенный шаг (угол атаки лопасти) увеличивает нагрузку на двигатель и, следовательно, замедляет его, и наоборот. Однако фактическая скорость винта остается стабильной только в том случае, если рабочие условия (например, скорость воздуха) не меняются, в противном случае пилоту приходится постоянно регулировать шаг, чтобы поддерживать желаемую скорость винта. Система управления винтом с постоянной скоростью упрощает это для пилота, вводя регулятор винта , где рычаг управляет желаемой скоростью винта вместо угла шага. После того, как пилот установил желаемую скорость винта, регулятор винта поддерживает эту скорость винта, регулируя шаг лопастей винта, используя давление масла двигателя для перемещения гидравлического поршня в ступице винта. Многие современные самолеты используют однорычажную систему управления мощностью (SLPC), где бортовой компьютер ( FADEC ) автоматически управляет скоростью вращения винта на основе желаемой настройки мощности и условий эксплуатации. Выходная мощность винта равна произведению эффективности винта и входной мощности двигателя.
Манометр впускного коллектора - Когда двигатель работает нормально, существует хорошая корреляция между давлением во впускном коллекторе и крутящим моментом, который развивает двигатель. Входная мощность в пропеллер равна произведению скорости вращения пропеллера и крутящего момента.
Клобук
Если самолет оборудован регулируемыми закрылками капота:
Управление положением заслонок капота . Створки капота открываются во время полетов на высокой мощности/низкой скорости, например, при взлете, чтобы максимально увеличить объем охлаждающего воздуха, проходящего через охлаждающие ребра двигателя.
Датчик температуры головки цилиндра - показывает температуру всех головок цилиндра или в одной системе CHT - самой горячей головки. Датчик температуры головки цилиндра имеет гораздо более короткое время отклика, чем датчик температуры масла, поэтому он может быстрее предупредить пилота о развивающейся проблеме охлаждения. Перегрев двигателя может быть вызван:
Слишком длительная работа на высокой мощности.
Плохая техника наклона.
Слишком большое ограничение объема охлаждающего воздушного потока.
Недостаточная подача смазочного масла к движущимся частям двигателя.
