某燃油系統輸油順序混亂問題的解決

張曉光，胡慶豐

（航空工業沈飛集團公司，遼寧 沈陽110850）

某燃油系統設計有X個油箱，可實現各時機狀態下的供油，通過各油箱不同階段的輸油來平衡飛行器的重量、重心要求，提高飛行器的操縱、穩定性能，并保障各狀態下發動機的供油。如空中真正出現各油箱內燃油輸油混亂則對飛行器重量、重心有很大影響，尤其是著陸階段，飛行器的重心前移或后移則直接改變飛行器的俯仰角度，甚至誘發飛行事故。本文主要分析燃油系統原理，確定故障誘發原因，快速處理故障，也為后續飛機燃油故障分析積累經驗。

1　現象及機理分析

1.1　現象描述

某飛行器在模擬系統消耗燃油檢查時，當剩余油量1 600 kg時，顯示系統顯示第X號油箱內油盡燈燃亮，說明此時第X號油箱內已經無燃油。但是約97 s后顯示X號油盡燈又熄滅，23 s后X號油箱油盡燈再次燃亮，反復十多次，油盡信號始終未穩定出現，直至消耗燃油檢查時工作結束。此現象說明，燃油系統第X號油箱內在反復進油、輸油，燃油系統輸油順序混亂，未按規定時機耗盡第X號油箱內燃油。

1.2　機理分析

燃油系統第X號油箱包含如下功能附件：液動渦輪泵、交流電動泵、燃油控制閥、加油控制活門、雙位活門、油量表傳感器、油面信號器。

第X號油箱內燃油分為兩階段輸油：

第一階段輸油：當飛行器耗油3 000 kg左右時，第X號油箱內燃油液面下降到液面射流傳感器控制油面時，液面射流傳感器工作，打開第X號油箱內的燃油控制閥，燃油控制閥控制動力燃油，使第X號油箱輸油液動渦輪泵開始工作，第X號油箱內燃油開始一階段輸油。

當發動機消耗油量大于第X號油箱輸油量時，第X號油箱內燃油繼續下降到信號傳感器工作，并控制第X號油箱內交流電動泵參與工作，這樣實現交流電動泵與液動渦輪泵一起向X號油箱輸油再提供給發動機消耗。當第X號油箱耗油至規定工作油面時，油面信號器發出信號接通燃油電磁閥截斷信號，截斷控制液動渦輪泵工作的動力燃油，液動渦輪泵與交流泵停止輸油。

第二階段輸油：飛行器耗油8 000 kg左右后，第X號油箱液面開始下降到液面射流傳感器位置，液面射流傳感器工作，控制打開第X號油箱內的燃油控制閥，燃油控制閥接通動力燃油管路輸油使液動渦輪泵再次開始工作，第X號油箱開始二階段輸油。

當發動機耗油量大于X號油箱輸油量時，第X號油箱的油面繼續下降至信號傳感器工作液面時，第X號油箱內交流電動泵接通，至此交流泵與液動渦輪泵再次一起向X號油箱輸油提供給發動機消耗。當X號油箱油盡時，由安裝在油箱底部的油盡信號器發出信號，截斷控制液動渦輪泵的動力燃油，液動渦輪泵停止工作，第X號油箱輸油結束。

2　數據分析及故障樹

分析系統記錄數據：第X號油箱第一階段輸油時，油箱內的液動泵、交流電動泵、燃油控制閥、加油控制活門、雙位活門等附件顯示正常。只是當系統剩余油量1 600 kg時（第二階段將輸油結束），系統顯示第X號油箱內油盡燈燃亮，約97 s后顯示X號油盡燈又熄滅，23 s后X號油箱油盡燈再次燃亮，反復十多次，油盡信號始終未穩定出現，直至消耗燃油檢查時工作結束。

結合X號油箱輸油原理及記錄數據分析，形成故障樹如下（如圖1所示）。

圖1　第X號油箱油盡信號未正常發出故障樹

3　檢查驗證

根據故障樹，開展對13個底事件的排查，具體情況如下：

（1）燃油系統模擬消耗燃油檢查時，機上驗證座艙多功能顯示器上第X號油箱內液動渦輪泵綠燈燃亮表明液動渦輪泵工作正常，可排除第1底事件‘液動泵’故障。

（2）更換X號油箱內的加油控制活門和雙位活門耗油驗證，故障現象依舊，可以排除第2、3底事件‘加油控制活門’和‘雙位活門’故障。

（3）通過第X號油箱內放沉淀活門人為放出油箱內剩余燃油發現，油盡信號器可正常顯示，可以排除油盡信號器異常（包含5、6、7底事件‘油盡信號器’、‘信號傳輸’，‘維護板顯示’故障）。

（4）檢查雙位活門的機械連接導管時發現，余油射流泵動力油導管與雙位活門加油控制路導管接反，說明底事件8‘控制管路連接錯誤’成立，即存在問題。

（5）將余油射流泵動力油導管與雙位活門加油控制路導管恢復原位安裝后，重新進行飛行器壓力加油，飛行器各油箱可以顯示加滿，證明飛行器加油控制管路無異常。

（6）模擬飛行器消耗燃油順序檢查驗證，系統各階段輸油順序正常，當系統耗油至1 600 kg左右時第X號油箱油盡燈燃亮，飛行器耗油順序檢查功能正常，故障消失，可排查底 4、9、10、11、12、13 事件‘輸油控制點’、‘電動泵泵出口單向活門卡滯’、‘燃油電磁閥出口單向活門異常’、‘動力油管路’、‘加輸油管路泄漏’、‘液動泵工作動力燃油異常’故障。

4　原因定位

通過對故障樹13個底事件的排查，發現4號油箱余油射流泵動力油導管與雙位活門加油控制路導管接反。對于燃油管路接反分析如下：

如果X號油箱余油射流泵動力油導管與雙位活門加油控制路導管接反，會造成X號油箱第二階段輸油時，兩個加油控制活門處于打開狀態，液動泵工作輸出的燃油會有一部分經兩個加油控制活門返回到X號油箱內，此時剩余燃油將在X號油箱內自身循環，當發動機大狀態開車時，交流電動泵有時會參與輸油，增加輸油量，從而會使油箱內油盡信號燈閃亮，但不能輸盡燃油。

通過上述檢查、分析、驗證，第X號油箱余油射流泵動力油導管與雙位活門加油控制路導管接反是導致X號油箱油盡信號燈未正常燃亮的唯一原因。該處導管安裝位置距離較近，并且導管與接頭上無明確的對應標識，導致工人在安裝過程中安裝錯誤，為避免今后在工作中再次發生此類問題，已完善了導管設計，在工藝標準中增加導管安裝對應標識，減少人為差錯。

5　結束語

通過數據分析、畫故障樹以及模擬仿真驗證等三方面手段能快速、準確地定位，第X號油箱余油射流泵動力油導管與雙位活門加油控制路導管接反是導致油盡信號燈未正常燃亮的唯一原因，經試驗驗證故障排查有效。

本次故障的排查使設計也認識到燃油系統導管放錯標識的重要性，為避免今后在工作中再次發生此類問題，已完善了導管設計，在工藝標準中增加導管安裝對應標識，減少人為差錯。