王朝暉，張永國，耿光輝，陳利安

(空軍勤務(wù)學院 航空軍需與燃料系，江蘇 徐州 221000)

機場供油技術(shù)實驗室是“2110工程”三期“軍事供油工程”學科專業(yè)領(lǐng)域的教學科研條件建設(shè)項目，總部專項建設(shè)經(jīng)費200萬元。通過開展多機種機場供油技術(shù)檢測評估系統(tǒng)和機場供油技術(shù)數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)等建設(shè)工作，力爭將此實驗室建設(shè)成為全軍唯一在機場供油工程領(lǐng)域集教學、科研、服務(wù)部隊等功能于一體的綜合性實驗平臺。

1 建設(shè)目標

機場供油技術(shù)實驗室是在空軍勤務(wù)學院原航空油料物資系教學油庫的基礎(chǔ)上進行升級改造，通過完善教學油庫的基本設(shè)施設(shè)備，補充機場供油系統(tǒng)參數(shù)檢測與評估的實驗條件，拓展模擬訓練和服務(wù)機關(guān)部隊的功能來實現(xiàn)以下建設(shè)目標。

1.1 教學目標

通過擴建輸油管線，增添飛機模擬受油裝置等硬件設(shè)施，進一步完善教學油庫的工藝流程，拓展教學實習實驗內(nèi)容。能夠開設(shè)管線拆裝、閥門維護、過濾分離器清洗維護、油料定量灌裝、飛行油料信息化保障等實驗(習)項目，能夠開展過濾分離器、壓力流量應(yīng)急控制器、水擊消除器等流體部件流動特性實驗分析，為《機場供油工程》《機場油庫》《油料業(yè)務(wù)建設(shè)》等課程的實踐教學提供實驗(習)平臺。

1.2 科研目標

通過完善硬件，強化教學油庫的輸、加油能力。設(shè)置檢測接口，安裝自動檢測與控制的儀器設(shè)備，開發(fā)數(shù)據(jù)分析評估軟件。能夠為軍事供油工程學科專業(yè)領(lǐng)域科研人員開展飛機地面加油工藝、地面大流量加油技術(shù)、機場供油工程新技術(shù)新設(shè)備、新型飛機機場供油工程標準規(guī)范等研究提供實驗平臺；能夠為流量應(yīng)急控制器、恒壓調(diào)節(jié)控制閥等機場供油工藝設(shè)備測試，單環(huán)、多環(huán)、直線供油模式下的機場供油系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整評估，機場供油信息化新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的調(diào)試、檢測、驗證及評價提供實驗條件。

1.3 服務(wù)部隊目標

結(jié)合機場供油技術(shù)相關(guān)標準規(guī)范，開發(fā)研制基于虛擬現(xiàn)實的數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)，為機關(guān)部隊機場供油工程建設(shè)與管理人員提供技術(shù)數(shù)據(jù)方面的決策參考；利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開展遠程技術(shù)咨詢服務(wù)，將多機種機場供油研究領(lǐng)域的新成果、新技術(shù)推廣到部隊應(yīng)用并進行指導(dǎo)，解決航空兵部隊在平戰(zhàn)時油料保障過程中遇到的難題。

2 建設(shè)方案

2.1 總體架構(gòu)

機場供油技術(shù)實驗室建設(shè)主要包括三部分，機場供油能力檢測與評估平臺、機場供油技術(shù)仿真訓練平臺、機場供油技術(shù)數(shù)據(jù)支持平臺，每個部分既可在數(shù)據(jù)上相互關(guān)聯(lián)又可單獨使用，提高教學實驗效果?？傮w架構(gòu)如圖1所示。

圖1 實驗室總體架構(gòu)

2.2 硬件建設(shè)

2.2.1 輸油管線

新建口徑150 mm的鋼制輸油管道1000 m，與教學油庫的輕油泵房及環(huán)形管線對接，在管線上安裝有壓力傳感器、流量傳感器及電動控制閥，用于采集數(shù)據(jù)、控制工藝。受場地限制和安全因素影響，輸油管線采用三層管架支撐、四根管道并列的安裝形式。

2.2.2 飛機模擬受油裝置

研制兩套模擬飛機受油裝置分別模擬蘇-27及殲-10油箱。蘇-27模擬受油裝置模擬四個結(jié)構(gòu)整體油箱，各油箱尺寸如下：1號、2號油箱2000 L；3號、4號油箱600 L。殲-10模擬受油裝置模擬五組油箱，各油箱尺寸均取780L。各油箱均安裝透氣閥及自動測量液位計，進油閥采用電動球閥，液位達到設(shè)定高度時，自動關(guān)閉。受油裝置主管道上安裝壓力傳感器，用于檢測機場供油系統(tǒng)出口壓力變化情況。

2.3 軟件開發(fā)

2.3.1 檢測評估分析軟件

研制基于PLC的便攜式機場供油系統(tǒng)檢測分析軟件，接口開放式設(shè)計，適用于不同制式的信號數(shù)據(jù)，完成對機場供油系統(tǒng)能力的檢測評估分析。

針對機場供油能力參數(shù)進行檢測與評估，主要是對油料加注過程中的流量、壓力等參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集及處理，能夠分析流態(tài)變化、油泵供油狀況、管道輸送過程水頭損失變化、飛機加油終端壓力和流量變化，能夠從系統(tǒng)流量大小、壓力大小及穩(wěn)定性兩個方面來評估整個供油系統(tǒng)的供油能力。

檢測評估分析軟件共分為三個建設(shè)模塊：流體數(shù)據(jù)動態(tài)采集模塊、管道水力損失分析模塊和飛機加油能力評估模塊。其主要功能指標包括：

(1)能夠采集供輸油系統(tǒng)中壓力、流量數(shù)據(jù)；

(2)能夠方便擴展檢測通道；

(3)信號數(shù)據(jù)做到便于標定、通用共享；

(4)人機界面友好，數(shù)據(jù)顯示美觀、直讀性強。

2.3.2 機場供油技術(shù)仿真訓練系統(tǒng)

建設(shè)用于機場供油技術(shù)仿真訓練的物理平臺，為仿真訓練軟件應(yīng)用提供硬件支撐，包括：局域網(wǎng)絡(luò)及其存儲、通訊設(shè)備，多媒體計算機終端、顯示設(shè)備等組成。機場供油技術(shù)仿真訓練系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容主要包括：

(1)航空油料接收仿真訓練；

(2)油庫設(shè)備構(gòu)造及維護仿真訓練；

(3)飛行油料保障仿真訓練；

(4)機場供油工藝設(shè)計仿真訓練。

2.3.3 機場供油技術(shù)數(shù)據(jù)專家軟件

建設(shè)一個典型機場供油系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，把不同類型、不同結(jié)構(gòu)、不同技術(shù)要求的油庫設(shè)施設(shè)備“人為地”集成在一個機場供油系統(tǒng)中，全面展現(xiàn)航空油料保障基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成就。同時，在虛擬現(xiàn)實中嵌入《石油庫設(shè)計規(guī)范》和《空軍機場油庫管理細則》《空軍機場油庫設(shè)施設(shè)備建設(shè)與管理標準》等相關(guān)規(guī)章制度中的建設(shè)與管理數(shù)據(jù)，為機場供油工程的教學和研究提供一個直觀的三維再現(xiàn)平臺。

本實驗室所采用的技術(shù)成熟，方案可行，但要建立穩(wěn)定的實驗系統(tǒng)，且技術(shù)指標達到設(shè)計要求具有較大難度，需要在后續(xù)設(shè)計、建設(shè)中攻關(guān)克難。