某型飛機副油箱油盡信號燈提前燃亮原理分析

王軍 翟浩宇

摘要：某型飛機掛載3個副油箱，進行地面輸油順序試車檢查，出現機身副油箱油盡信號燈提前燃亮故障。針對此情況，通過咨詢其他廠家、原理分析、試驗驗證等，查明了這一現象產生的原因，并提出了解決方案。

關鍵詞：燃油系統;機身副油箱;油盡信號燈提前燃亮

0引言

某型飛機掛載3個加滿油的副油箱，進行副油箱的用油順序試車檢查，當機翼副油箱燃油輸盡后，機身副油箱開始輸油，此時檢查壓力合格，壓力為82～84kPa。當機身副油箱燃油消耗約200～300L后，機身副油箱壓力下降到40～50kPa，油盡信號燈提前燃亮，隨后機翼油箱提前開始增壓，壓力約為40kPa。停車后檢查，機身副油箱內燃油未輸盡。

當飛機僅掛載機身副油箱試車時，機身副油箱壓力始終指示在合格范圍內，當機身副油箱內燃油輸盡時，油盡信號燈燃亮，輸油正常。當飛機掛載3個副油箱在空中試飛檢查時，飛行員未報告副油箱輸油異常。

1燃油系統原理

輸油順序控制系統原理如圖1所示，浮子活門的浮子處在Ⅰ位置時是機翼副油箱輸油控制液面，處在Ⅱ位置時是機身副油箱輸油控制液面，處在Ⅲ位置時是機翼油箱輸油控制液面。

當7號油箱液面下降到Ⅰ位置時，浮子活門3a管路關閉，控制壓力將機翼副油箱輸油特種活門打開，機翼副油箱內的燃油在壓力作用下進入2號油箱，其中一部分燃油進入3號下油箱并輸往發動機，一部分燃油通過排氣管進入7號油箱，直至機翼副油箱內燃油輸盡，如圖2所示。7號油箱液面繼續下降到Ⅱ位置，浮子活門2b管路關閉，控制壓力將機身副油箱輸油特種活門打開，機身副油箱內的燃油在壓力作用下進入2號油箱，其中一部分燃油進入3號下油箱并輸往發動機，一部分燃油通過排氣管進入7號油箱，直至機身副油箱輸盡。7號油箱液面繼續下降到Ⅲ位置，機翼油箱開始輸油。

機身油箱工作壓力為20.58～22.54kPa;機翼油箱工作壓力比機身油箱壓力大，為16.66-21.56kPa;機身、機翼副油箱工作壓力為76.44-85.26kPa。

2檢查過程

通過大量檢查、試驗和多架飛機試車對比發現，同型號的飛機都存在這種現象，其他型號（可掛載3個副油箱）的飛機也存在類似現象。

試車時，機身、機翼油箱和機翼副油箱增壓壓力值檢查合格;燃油系統輸油順序檢查合格;副油箱氣密性合格;副油箱安全活門試驗臺測試合格;增壓管路上的限流孔檢查合格;浮子活門試驗臺測試合格;副油箱受浮子輸油控制試驗合格;更換機身副油箱試車，現象依舊。

通過檢查沒有發現燃油系統及附件存在異常現象，咨詢國內2家大修廠和2家制造廠是否遇到過類似情況，均答復未發現類似現象，但飛機掛載3個副油箱試車檢查輸油順序的情況均未全程做過。通用的檢查方法是：掛載3個副油箱試車時，檢查各副油箱油盡信號燈應熄滅;外部密封性良好，不漏燃油;各副油箱增壓壓力值檢查合格就結束工作。查閱技術文件，未明確副油箱試車具體操作方法和各副油箱油盡信號燈燃亮的檢查數據。此現象只有在飛機掛載3個副油箱全程試車檢查輸油順序的情況下，才能觀察到機身副油箱輸油過程中壓力下降和油盡信號燈提前亮。

3原理分析及解決方案

3.1原理分析

當機翼副油箱內燃油輸盡后，2個副油箱內76.44～85.26kPa壓力的氣體通過輸油管路大量、快速進入機身2號油箱，再由2號油箱通過排氣管排至7號油箱，由于排氣有一定阻力，2號油箱內氣體體積逐漸增大，形成一定量的氣室。同時與氣室體積相同的燃油進入7號油箱，使7號油箱液面上升一定高度，當2號油箱內排氣和進氣量平衡時，2號油箱內的氣體體積不再增加。此后，機翼副油箱壓力逐漸下降，排氣量逐漸減小，2號油箱內的氣體體積相應減小，7號油箱內的部分燃油回流進2號油箱，由于這一過程中發動機始終在消耗燃油，導致7號油箱液面下降幅度較大，低于機翼油箱輸油控制液面（試車中觀察到機翼油箱開始增壓），致使機身副油箱特種輸油活門長時間打開，造成機身副油箱內壓力快速下掉、保持不住，油盡信號燈燃亮（副油箱正常輸油情況下，輸油特種活門的工作是斷續打開、關閉，才能保持住副油箱內壓力正常）。由于機身副油箱增壓管路上安裝有2mm限流孔，增壓氣體被限流，壓力無法快速上升，機身副油箱在低壓力狀態下繼續輸油，但輸油速度變慢，同時發動機也在消耗燃油，此過程機身副油箱輸出的燃油不足以使7號油箱的液面上升超過Ⅱ位置，進入副油箱內的增壓氣體流量僅能匹配此時的輸油量，副油箱內壓力維持在一個低壓平衡狀態，油盡信號燈始終燃亮。也就是說，當機翼副油箱燃油輸盡后，增壓氣體進入2號油箱，引起7號油箱液面發生了一定幅度的上漲和隨后較大幅度的下降，造成機身副油箱輸油特種活門長時間打開，副油箱內壓力保持不住，油盡信號燈提前燃亮。

當僅掛載機身副油箱試車時，由于機翼副油箱不掛載，機翼副油箱增壓管在機翼處敞口，增壓氣體直接排至機外，不進入機身2號油箱，因此不會引起機身7號油箱液面起伏波動異常，機身副油箱輸油不會受到干擾，也就不會出現機身副油箱內壓力下降和油盡信號燈提前燃亮的現象。

機身2號油箱前部裝有通向7號油箱的排氣管，在地面試車時，由于發動機產生推力的原因，造成飛機前低后高，使2號油箱排氣變差，進而引起7號油箱液面起伏波動幅度較大。而飛機空中飛行時，飛機帶有一定迎角，飛機前高后低，2號油箱排氣比較順利，引起7號油箱液面起伏波動幅度較小，沒有影響到浮子活門的正常工作。因此，飛機飛行時不會出現機身副油箱油盡信號燈提前燃亮的現象。

3.2故障解決方案

將2個機翼副油箱輸油管路上的單向活門換裝成輸油斷氣活門。當機翼副油箱燃油輸盡后，管路中進入空氣，活門會關閉，阻止機翼副油箱內增壓氣體進入機身油箱，避免浮子活門工作受到較大干擾。

4結論

飛機掛載3個副油箱地面輸油順序試車檢查時，機身副油箱油盡信號燈提前燃亮，是此類型號飛機的特有現象。主要原因是當機翼副油箱油盡后，大量增壓氣體進入機身油箱，引起7號油箱液面發生大幅度的起伏波動，干擾了機身副油箱的正常輸油，使機身副油箱內壓力降低，輸油變慢，油盡信號燈提前燃亮。通過對這一問題的研究為飛機的大修積累了經驗。