В статье представлены основные типы гидравлических аппаратов (гидроаппаратов), которые применяются в системах летательных аппаратов. Раскрыты функции гидроаппаратов, их достоинства и недостатки, а также случаи их применения.
Ключевые слова: гидравлический аппарат, гидроаппарат, летательный аппарат, системы самолета, рабочая жидкость, гидрораспределитель, клапан, дроссель.
Гидроаппаратами называются устройства, служащие для регулировки и изменения основных параметров потока рабочей жидкости: давления потока, расхода и направления движения [1]. Гидроаппараты установлены в гидравлической системе самолетов.
Основными типами гидроаппаратов, применяемых на летательных аппаратах, являются гидрораспределители, клапаны и дроссели.
Гидрораспределители предназначены для изменения направления движения потоков рабочей жидкости с помощью внешнего управляющего воздействия. Наибольшее распространение в авиации получили золотниковые распределители, они просты в изготовлении, компактны и обладают высокой надежностью в работе, применяются при весьма высоких значениях давления (до 32 МПа). Рабочим (запорно-регулирующим) элементом является золотник. Золотник перемещается в осевом направлении в цилиндре, который имеет окна для подвода и отвода рабочей жидкости.
По числу внешних гидролиний, подводимых к распределителю, выделяют двух-, трех- и четырехходовые золотниковые распределители. Двухходовый золотник служит для изменения направления движения потока жидкости, но не может выполнять регулирующие функции. Четырехходовой золотниковый распределитель выполняет функции как позиционного переключателя, так и регулирующего органа.
Золотниковые распределители удобны не только для позиционного переключения, но и для регулирования работы гидродвигателей. Главным недостатком золотниковых распределителей являются утечки, не позволяющие удерживать гидродвигатель в неподвижном состоянии под действием нагрузки. В таких случаях для позиционного переключения предпочтительны клапанные распределители.
Гидроклапаном называется гидроаппарат, который способен изменять степень открытия проходного сечения (положение запорно-регулирующего органа) под воздействием напора проходящей через него рабочей жидкости. Гидроклапаны бывают регулирующие и направляющие. К регулирующим относится, в первую очередь, клапан давления, который предназначен для регулирования давления в потоке рабочей жидкости. Широкое применение имеют напорные, редукционные и обратные клапаны.
Напорный гидроклапан — регулирующий гидроаппарат, который предназначен для ограничения давления в подводимом к нему потоке рабочей жидкости. По назначению напорные гидроклапаны бывают предохранительные и переливные. Предохранительные клапаны поддерживают давление не выше определенного уровня на входе в клапан, то есть ограничивают верхний предел давления в системе. В качестве предохранительных клапанов обычно применяют клапаны шарикового и конусного типа, так как они надежно работают в случаях эпизодического действия, которое характерно для предохранительных клапанов. Переливные поддерживают давление на входе в клапан на заданном уровне. В качестве переливных клапанов, для которых характерно непрерывное движение запорно-регулирующего элемента, применяются напорные клапаны золотникового типа. В системах с высоким рабочим давлением применяют напорные гидроклапаны непрямого действия, в которых поток рабочей жидкости воздействует на запорно-регулирующий элемент через вспомогательное устройство. Принцип действия напорных клапанов основан на уравновешивании силы давления рабочей жидкости, действующей на клапан: при достижении определенного давления жидкости запорно-регулирующий элемент (золотник) смещается, перепуская рабочую жидкость. Напорные гидроклапаны устанавливают ближе к агрегатам, для защиты которых они предназначены.
Редукционный гидроклапан — регулирующий гидроаппарат, который предназначен для регулировки и поддержания давления на постоянном уровне в отводимом от него потоке жидкости. Редукционные клапаны применяются в тех случаях, когда от одного насоса нужно запитать несколько потребителей, работающих одновременно с разными значениями рабочего давления. Насос в таком случае выбирается с давлением, необходимым для питания потребителя с максимальным значением рабочего давления, а перед другими устанавливаются редукционные клапаны. Кроме того, эти клапаны являются стабилизаторами рабочего давления, поддерживающими постоянное давление на выходе при изменяющемся давлении на входе в клапан. Например, рабочее давление в гидросистеме самолета Ту-154 210 кгс/см 2 , а давление в тормозах 110 кгс/см 2 , поэтому для понижения давления в системе торможения используется редукционный клапан [2, с. 54].
Обратный гидроклапан — направляющий гидроаппарат, который пропускает поток жидкости только в одном направлении. При изменении направления потока обратный клапан закрывается, прекращая подачу рабочей жидкости. Основные требования, предъявляемые к обратным гидроклапанам: полная герметичность при закрытом положении и минимальное гидравлическое сопротивление потоку жидкости в открытом положении. Обратные клапаны могут использоваться не только в гидравлической системе самолета, но и в топливной для предотвращения перетекание топлива из расходного бака обратно в основные при эволюциях самолета.
Гидродроссель — это регулирующий гидроаппарат, предназначенный для создания местного гидравлического сопротивления, благодаря которому снижается давление в потоке рабочей жидкости, проходящей через него.
Часто гидроаппараты совмещают в себе функции основных типов. Например, часто гидрораспределители кроме распределительных функций выполняют функции дросселей, а клапаны могут использоваться в качестве элементов, распределяющих потоки [3]. Совместно с насосами и гидродвигателями гидроаппараты образуют гидросистемы.
Литература:
- Электронный ресурс [https://studopedia.ru/20_51392_gidroapparatura-raspredeleniya-i-upravleniya.html] (дата обращения: 19.07.2021).
- Руководство по технической эксплуатации самолета Ту-154.
- Электронный ресурс [https://remobr.ru/articles/gidroapparatura/] (дата обращения: 20.07.2021).
