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比传统铝制构件轻40%,碳纤维复合材料管用于飞机燃油测量仪检测探头

2022-11-21 14:405680
 总部位于美国佛蒙特州费尔法克斯的液体测量系统公司(Liquid Measurement Systems,LMS)成立于1989年,该公司是一家专业设计和制造旋翼和固定翼飞机上的燃油量测量仪的公司。其提供的产品包括一系列电容式燃料计量探头,而每个探头都有两个同心碳纤维复合材料管组成,碳纤维复合材料管可以作为两个导电板,介电电流在其间流动。
传统的电容式燃料计量系统由两个单独的硬件组成,通过电线连接:传感器(也称为探头)和信号调节单元(signal conditioning unit,SCU);其中探头是被动装置,由SCU激发和测量,以监控和报告油箱中的燃油高度。
 
 
 
而SCU调节来自油箱中所有探头的信号,以及探头位置、油箱几何结构、姿态(飞机方位)、燃料温度和其他变量的因素,以计算油箱中的燃料总量——以重量而不是体积表示。SCU中的嵌入式软件将接收到的所有数据转换为每个油箱中的燃油磅数,并将该信息传输到驾驶舱或加油面板上的显示单元。
虽然铝是计量探头使用的传统材料,但自1989年成立以来,LMS一直使用碳纤维增强聚合物(carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)复合材料作为其燃料计量探头的主要结构部件。
 
 
 
该公司使用卷绕工艺在现场制造所有的燃油表管,在卷绕工艺中,用手将预浸料层卷好并粘在芯轴上,然后在烘箱中固化。在组装之前,管子被解开,切割成一定长度,并加工成均匀的直径和壁厚。LMS表示,对于这些管子,它选择了具有专有树脂系统的碳纤维预浸料,因其优异的机械和电气性能,以及对喷气燃料的腐蚀和氧化作用的抵抗作用。
LMS表示,与铝相比,使用碳纤维复合材料制造这些部件的重量轻了40%。此外,复合材料抗压痕、划痕、裂缝和腐蚀,不会吸收手油,这会影响性能。铝管还需要用铆接连接到探头的电子元件,由于摩擦,这些部件可能会随着时间的推移而磨损,而复合材料管则可以与电气部件结合在一起。
 
 
 
LMS的碳纤维燃料计量探头提供了适用于一系列飞机油箱的选项。近,该公司决定开发一种专门针对小型飞机的产品,旨在在小型油箱内实现更高的安全性、更高的精度和更高的可靠性。
 
 
 
由此产生的板载处理探头(onboard processing probe,OPP)于2022年夏季推出。OPP采用与LMS其他产品相同的碳纤维复合材料双管设计,是一个将液位传感探头与SCU相结合的一体式系统,无需两件硬件或复杂的布线。
 
 
 
该系统设计用于在具有简单油箱几何结构的单油箱飞机上独立工作,或作为多个独立单元中的一个来测量一个或多个油箱中的燃料量,每个单元将其各自的燃油量返回到指定的飞机数据目的地。
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