某型飛機(jī)壓力加油假滿原因分析

蔡文 楊忠耀 文旭 吳汝艷

摘要：某型飛機(jī)在按照給定的加油流量值進(jìn)行壓力加油試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力加油控制器顯示滿油信號時，飛機(jī)實(shí)際加油量明顯小于飛機(jī)載油量，即出現(xiàn)假滿現(xiàn)象。本文針對這一現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，可為同類型問題的排故提供參考。

關(guān)鍵詞：假滿；壓力加油；輸油能力

Keywords：false full；pressure refueling；oil transportation capacity

壓力加油系統(tǒng)[1]是燃油系統(tǒng)的重要組成部分。由于壓力加油的效率較高[2]，除不具備壓力加油系統(tǒng)的飛機(jī)外，機(jī)上存儲的燃油通常是通過壓力加油方式加入的。相比重力加油，壓力加油具有操作便捷、快速準(zhǔn)確等特點(diǎn)，能在各類條件下減少機(jī)務(wù)準(zhǔn)備時間，極大提高飛機(jī)出勤效率。

1 故障情況

1.1 故障發(fā)生背景

飛機(jī)在進(jìn)行壓力加油試驗(yàn)時，首先按照加油流量600L/min進(jìn)行加油，自動關(guān)斷時加油量與飛機(jī)載油量一致，油箱加滿；隨后按照加油流量1000L/min進(jìn)行加油，自動關(guān)斷時實(shí)際加油量與飛機(jī)載油量相差約800L，即出現(xiàn)假滿現(xiàn)象。

1.2 燃油系統(tǒng)加輸油原理

為便于分析研究飛機(jī)加油時燃油分布情況，按照相對飛機(jī)重心的位置將飛機(jī)油箱系統(tǒng)簡化為三大部分，分別為前組油箱、上組油箱（容量約1000L）和后組油箱（容量約1400L）。如圖1所示，壓力加油時燃油通過位于前組油箱的加油活門進(jìn)入油箱系統(tǒng)，前組油箱滿油后經(jīng)加油管路先進(jìn)入上組油箱，經(jīng)上組油箱轉(zhuǎn)輸至后組油箱，理論上要求后組油箱和上組油箱同時滿油或后組油箱先于上組油箱滿油。前組油箱頂部設(shè)有通氣管路，并通向上組油箱頂部的通氣系統(tǒng)，后組油箱頂部通氣管路也通向上組油箱。上組油箱通往后組油箱的輸油管共兩根，按飛機(jī)航向?qū)ΨQ分布。上組油箱中的燃油液面上升至滿油信號器設(shè)定位置時，觸發(fā)自動關(guān)斷機(jī)制。上組油箱向后組油箱輸油的管路布置如圖2所示，設(shè)置單向活門是為了防止飛行中倒飛時后組油箱油液倒灌入上組油箱，設(shè)置“┏”形短管是為了防止飛機(jī)機(jī)動時后組油箱的油液灌入上組油箱。

2 故障分析

通過試驗(yàn)現(xiàn)象及系統(tǒng)原理分析，判斷故障原因?yàn)樯辖M油箱往后組油箱的輸油能力不足導(dǎo)致出現(xiàn)假滿現(xiàn)象。當(dāng)上組油箱油面升高觸發(fā)滿油信號器關(guān)斷機(jī)制，此時上組油箱和前組油箱已滿油，而后組油箱由于轉(zhuǎn)輸油能力不足致使未加滿。若按照預(yù)設(shè)流量1000L/min進(jìn)行壓力加油，則上組油箱和后組油箱之間的平均輸油能力至少應(yīng)為584L/min（單側(cè)管路為292L/min）才能滿足要求。

本文對前組油箱滿油后上組油箱往后組油箱輸油的過程進(jìn)行分析研究。

假設(shè)在輸油過程中，進(jìn)入后組油箱的燃油流量和排出的氣體流量相等[3]，此時有：

由圖3可知，按照1000L/min進(jìn)行加油時，上組油箱向后組油箱輸油的平均流量小于584L/min，此時必然出現(xiàn)假滿現(xiàn)象。

3 分析結(jié)論

結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象與理論計(jì)算結(jié)果可知，本文的計(jì)算模型與該飛機(jī)上組油箱、后組油箱之間的實(shí)際輸油過程基本吻合，因此得出壓力加油假滿現(xiàn)象是由于燃油系統(tǒng)上組油箱往后組油箱的輸油能力不足造成，而根據(jù)計(jì)算分析，對系統(tǒng)輸油能力影響較大的兩個因素分別為輸油管的通徑與后組油箱通氣能力。

4 改進(jìn)思考

對系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)，原則上要求在滿足指標(biāo)要求的情況下使得改動量最小。通過上述計(jì)算分析，可在設(shè)計(jì)過程中調(diào)整匹配有關(guān)參數(shù)值，得出Q-h曲線變化情況并計(jì)算出平均流量。根據(jù)故障分析結(jié)論，有針對性地從兩個方面開展優(yōu)化改進(jìn)。

1）方案一：當(dāng)后組油箱通氣管通徑d調(diào)整為1.4d時，經(jīng)計(jì)算分析可得出如圖4所示曲線趨勢，平均輸油流量正好能滿足系統(tǒng)要求。

2）方案二：當(dāng)上組油箱通往后組油箱的輸油管通徑d0調(diào)整為1.55d0時，經(jīng)計(jì)算分析可得出如圖5所示曲線趨勢，平均輸油流量剛好能滿足系統(tǒng)要求，此改進(jìn)效果與方案一相當(dāng)。

優(yōu)化改進(jìn)實(shí)施時可視具體情況結(jié)合上述兩種方案計(jì)算結(jié)果，調(diào)整參數(shù)進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，即可解決壓力加油假滿現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

參考文獻(xiàn)

[1] 高翔.飛機(jī)壓力加油系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（34）：17.

[2] 王浩，李新軍，陳志濤，呂明.飛機(jī)壓力加油系統(tǒng)故障分析[J].科學(xué)技術(shù)，2017（7）：21.

[3]陳嵩祿，等.飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].第13冊.北京：航空工業(yè)出版社. 2006：607-681.

作者簡介

蔡文，助理工程師，主要從事飛機(jī)燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

楊忠耀，高級工程師，主要從事飛機(jī)燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

文旭，工程師，主要從事飛機(jī)燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

吳汝艷，高級工程師，主要從事飛機(jī)燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。