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(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力加油控制器顯示滿(mǎn)油信號(hào)時(shí)，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(mǎn)現(xiàn)象。本文針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，可為同類(lèi)型問(wèn)題的排故提供參考。

關(guān)鍵詞：假滿(mǎn)；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(chǔ)的燃油通常是通過(guò)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(lèi)條件下減少機(jī)務(wù)準(zhǔn)備時(shí)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(shí)，首先按照加油流量600L/min進(jìn)行加油，自動(dòng)關(guān)斷時(shí)加油量與飛機(jī)載油量一致，油箱加滿(mǎn)；隨后按照加油流量1000L/min進(jìn)行加油，自動(dòng)關(guān)斷時(shí)實(shí)際加油量與飛機(jī)載油量相差約800L，即出現(xiàn)假滿(mǎn)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(shí)燃油分布情況，按照相對(duì)飛機(jī)重心的位置將飛機(jī)油箱系統(tǒng)簡(jiǎn)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(shí)燃油通過(guò)位于前組油箱的加油活門(mén)進(jìn)入油箱系統(tǒng)，前組油箱滿(mǎn)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(shí)滿(mǎn)油或后組油箱先于上組油箱滿(mǎn)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(chēng)分布。上組油箱中的燃油液面上升至滿(mǎn)油信號(hào)器設(shè)定位置時(shí)，觸發(fā)自動(dòng)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(mén)是為了防止飛行中倒飛時(shí)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(dòng)時(shí)后組油箱的油液灌入上組油箱。

2 故障分析

通過(guò)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(mǎn)現(xiàn)象。當(dāng)上組油箱油面升高觸發(fā)滿(mǎn)油信號(hào)器關(guān)斷機(jī)制，此時(shí)上組油箱和前組油箱已滿(mǎn)油，而后組油箱由于轉(zhuǎn)輸油能力不足致使未加滿(mǎn)。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(mǎn)足要求。

本文對(duì)前組油箱滿(mǎn)油后上組油箱往后組油箱輸油的過(guò)程進(jìn)行分析研究。

假設(shè)在輸油過(guò)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(shí)有：

由圖3可知，按照1000L/min進(jìn)行加油時(shí)，上組油箱向后組油箱輸油的平均流量小于584L/min，此時(shí)必然出現(xiàn)假滿(mǎn)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(guò)程基本吻合，因此得出壓力加油假滿(mǎn)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(duì)系統(tǒng)輸油能力影響較大的兩個(gè)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(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)，原則上要求在滿(mǎn)足指標(biāo)要求的情況下使得改動(dòng)量最小。通過(guò)上述計(jì)算分析，可在設(shè)計(jì)過(guò)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(duì)性地從兩個(gè)方面開(kāi)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(shí)，經(jīng)計(jì)算分析可得出如圖4所示曲線趨勢(shì)，平均輸油流量正好能滿(mǎn)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(shí)，經(jīng)計(jì)算分析可得出如圖5所示曲線趨勢(shì)，平均輸油流量剛好能滿(mǎn)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(shí)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(mǎn)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(cè)[M].第13冊(cè).北京：航空工業(yè)出版社. 2006：607-681.

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