Основные технические характеристики низковольтной системы зажигания с эрозионной свечой
Напряжение питания 24 В
Потребляемый ток 2,25 А
Потребляемая мощность 54 Вт
Число разрядов на свече в секунду 1000
Продолжительность разряда 1 мкс
Максимальное напряжение на вторичной обмотке 3 кВ
Запасенная энергия 1-2 Дж
Энергия единичного разряда 20 мДж
Мгновенная мощность разряда 20 мДж
Средняя выходная мощность 1 Вт
Комбинированные системы зажигания характеризуются высоковольтным ионизирующим искровым разрядом и последующим разрядом по поверхности металлизированного изолятора. Схема одной из таких систем зажигания показана на рис. 14.2, г. Она состоит из индукционной катушки ИК, имеющей первичную обмотку w 1 и вторичную w 2. Последовательно с первичной обмоткой включены контакты К (контакты электромагнитного прерывателя), зашунтированные конденсатором С1. Вторичная цепь системы зажигания, кроме обмотки w 2, состоит из разрядника РИ, активизатора А, свечи Се и диода V . Параллельно диоду V и обмотке w 2 подключен накопительный конденсатор СН, зашунтированный резистором R 1. Активизатор А состоит из первичной обмотки w1A высокочастотного трансформатора и конденсатора активизатора СА, подключенных параллельно разряднику РИ и вторичной обмотке w2A, подключенной одним концом (как и первичная обмотка w1A) к разряднику, а вторым — к свече С8, и резистора активизатора RA, подключенного к высоковольтному зажиму разрядника.
Принцип действия системы состоит в следующем. При замыкании выключателя S катушка ИК вступает в работу. Напряжением U 2 обмотки w 2 заряжаются конденсатор СН через диод V и конденсатор СА через обмотку w1Н и резистор RA . Когда напряжение на конденсаторах СН и СА станет больше напряжения, необходимого для пробоя ионного промежутка разрядника РИ, он пробивается. С этого момента напряжение конденсатора СН прикладывается к свече и вызывает мощный разряд, энергия которого достаточна для воспламенения горючей смеси. Запасенная энергия в обмотке w1A активизатора трансформаторным путем передается в обмотку w2A и также подводится к свече. Для стабилизации напряжения на разряднике в него введен радиоактивный изотоп. Поэтому вскрывать герметический корпус газового разрядника в процессе эксплуатации категорически запрещено. Комбинированная система зажигания может работать как с искровыми свечами, так и со свечами полупроводниковыми и эрозионными.
14.4. Переходные процессы во взаимосвязанных контурах индукционной катушки
Упрощенная схема замещения индукционной катушки после размыкания контактов прерывателя приведена на рис. 14.3,а.
У нее два контура: первичный и вторичный. Каждый.из них имеет индуктивность, емкость и резисторы: L 1, C 1, R 1 - в первичной цепи, L 2, С2, R 2 - во вторичной. Значения L 1 и L 2 определяются при данной магнитной системе катушки числом витков обмоток w 1 и w 2. Резистор RШ имитирует утечку тока на свече Св. Процесс работы индукционной катушки разделяется на два этапа. Первый этап характеризуется скоростью нарастания тока в первичной цепи при замкнутых контактах и включенном выключателе S 1. Если пренебречь влиянием процессов, происходящих во вторичной цепи, то 
, где i1 - мгновенное значение тока в первичной цепи; U б - напряжение аккумуляторной батареи; L1 - индуктивность первичной обмотки w 1 индукционной катушки ИК, K1 - сопротивление обмотки w 1.
При токе i=IР (рис. 14.3, б), называемом током разрыва, сила электромагнита равна силе пружины. Контакты прерывателя замкнуты в течение времени tЗ, за которое ток i1 возрастет до значения IР. Превышение силы электромагнита над силой пружины зависит от механической силы инерции движущихся частей и электрической инерции размыкания контактов.
При медленном размыкании контактов, как правило, возникает дуга.
Возникновение дуги приводит к уменьшению вторичного напряжения, а также обгоранию контактов и сокращению их срока службы. Факторами, влияющими на скорость размыкания контактов, являются масса подвижных частей системы, емкость первичной цепи (конденсатор С1 - см. рис. 14.3, а), определяющая разрывную электромагнитную энергию, индуктивность L 1 обмотки w 1 и сопротивление (редуктор R 1). Чем больше L 1 и R 1, тем больше допустимая электромагнитная мощность. У катушек скорость размыкания контактов 0,1-0,4 м/с, а разрывная электромагнитная энергия 150 мДж.
Второй этап работы индукционной катушки наступает с момента размыкания контактов первичной цепи. При работе системы на чистые свечи допускают, что RШ=∞, ток i1=IР, напряжение на конденсаторе С1 равно U1 вторичное напряжение U2 на индукционной катушке и ток i2 во вторичной цепи равны нулю.
Дифференциальные уравнения для первичных и вторичных контуров с учетом начальных условий в операторной форме имеют вид:
p=d/dt - оператор дифференцирования; М - взаимоиндуктивность между обмотками w 1 и w 2 ( 
, здесь к - коэффициент магнитной связи этих же обмоток).
Решая эти уравнения относительно токов и напряжений, находят, что
(14.1)
где А – характеристическое уравнение:
(14.2)
Уравнения (14.1) и (14.2), приведенные без вывода, описывают переходные процессы соответственно в первичной и вторичной цепях индукционной катушки. Характеристическое уравнение А имеет обычно две пары комплексных сопряженных корней
здесь α1 и α2- вещественные части комплексных корней, λ1 и λ2 - частоты, характеризующие колебательный процесс; j λ1 и j λ2 - мнимая часть комплексных корней.
Колебательный процесс имеет форму импульсов тока и напряжения. Их амплитуда и форма в первую очередь зависят от параметров контуров, коэффициента магнитной связи и значения шунтирующего сопротивления. Чем больше сопротивление резисторов R1 и R2 и меньше шунтирующее сопротивление резистора RШ, тем меньше значение вторичного напряжения. Если допустить, что Rl = R 2 = 0, a RШ = ∞, выражение для вторичного напряжения может быть представлено в виде
где ip - ток, при котором размыкаются контакты К.
На вторичные напряжения влияют также потери на контактах прерывателя при их размыкании с возникновением дуги. Кроме того, дугообразование на контактах приводит к эрозии и обгоранию контактов и перебоям в искрообразовании на свечах вследствие понижения вторичного напряжения.
Магнитные потери в стали (потери на гистерезис и вихревые токи) в индукционной катушке невелики, так как магнитные цепи катушки в большинстве случаев выполняют разомкнутыми.
При ориентировочных подсчетах максимального значения вторичного напряжения считают, что
где U 2max - вторичное максимальное напряжение; η - коэффициент, учитывающий потери мощности в контурах при RШ =∞ (обычно η = 0,75-0,85).
Если нет дуги на контактах и потерь из-за утечки тока во вторичной цепи, напряжение U2 пропорционально току разрыва IP. При больших токах разрыва, вследствие потерь на дуге между контактами и потерь на утечку тока во вторичной цепи, рост напряжения замедляется и даже прекращается.
При эксплуатации систем зажигания следят за исправностью корпусов блоков индукционных катушек и их электрическим контактом с металлическими частями ЛА. Со свечами работают аккуратно, так как при ударах и чрезмерных усилиях во время их ввертывания возможно появление трещин в керамическом изоляторе. Рабочие поверхности полупроводниковых и эрозионных свечей не разрешается чистить, промывать и протирать: это может привести к нарушению слоя металлических частиц на полупроводнике. Для восстановления напыленных металлических частиц на поверхности эрозионных свечей аппараты зажигания включают до подачи топлива, т. е. выполняют тренировку свечей.
При проверке работоспособности высоковольтный провод присоединяют к свече, а ее корпус надежно соединяют с металлическим корпусом ЛА. При проверке «на искру», когда высоковольтный провод отсоединен от свечи и разряд происходит между проводом и металлическим корпусом ЛА, вторичное напряжение может превысить допустимое значение и вызвать повреждение изоляции в индукционной катушке. При замене отказавшей свечи на новую проверяют исправность форсунки пускового топлива, так как отказ свечи может быть из-за неправильного распыления пускового топлива вследствие засорения форсунки.
Глава 15
ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК ЛА
15.1. Управление расходом топлива авиадвигателей
Под управлением расходом топлива авиадвигателей понимают бесперебойную его подачу в камеры сгорания авиадвигателей. Этого достигаю! применением насосов с приводом от авиадвигателей или с приводом от электродвигателей. Насосы, подающие топливо в камеры сгорания приводом от авиадвигателей, монтируют непосредственно на корпусах авиадвигателей. Их подача зависит от положения рычага управления авиадвигателем. Насосы с приводом от электродвигателей являются, как правило, перекачивающими. С их помощью топливо из баков подают в расходные отсеки и перекачивают топливо из одних баков в другие для обеспечения центровки ЛА во время полета. В последнем случае в систему перекачки топлива включают элементы автоматики, обеспечивающие программное управление расходом топлива. Эти насосы вместе с приводным электродвигателем размещают на трубопроводах вблизи топливных баков.
На некоторых ЛА предусматривают две системы управления подачей топлива: основную и аварийную (резервную). Основная система (в ее составе - центробежные насосы с электроприводом) перекачки топлива обеспечивает перекачку топлива из основных баков в расходные отсеки, из дополнительных баков в основные и из дренажных баков в основные. Аварийная система перекачки топлива служит для перекачки топлива в случае неисправности топливной системы или устройств расхода топлива в авиадвигателях.
Выключатели топливной системы расположены на панели центрального пульта пилотов. Работу насосов контролируют с помощью сигнальных ламп, установленных рядом с выключателями. При нормальной работе лампы не горят.
Насосы, перекачивающие топливо из одних баков в другие, включают вручную, однако отключиться они могут автоматически при поступлении сигнала от датчика топливомера, если топлива осталось не более 1000±200 л, или от сигнализатора давления, установленного на трубопроводе перекачки, после полной перекачки топлива. Оповещает экипаж о том, что перекачивающие насосы не включены, включение зеленых ламп «Включи перекачку», цепь которых замыкают концевые выключатели при уборке шасси. В аварийных ситуациях топливо в основных баках выравнивают с помощью кранов кольцевания и резервной системы перекачки. При переполнении основного бака насосы перекачки отключаются автоматически по сигналу датчика при избыточном давлении 2 Н/см2.
Насосы перекачки топлива из дренажных баков в основные включаются автоматически (от сигнализатора уровня топлива в баке), отключаются также автоматически (от сигнализатора давления, установленного на трубопроводе) после полной выработки топлива. Возможно и ручное включение насоса перекачки топлива из дренажных баков в основные. Работу насосов контролируют с помощью лампы зеленого цвета. Резервную систему перекачки топлива применяют для ускоренной перекачки с помощью двух насосов. Включают ее только вручную.