機場供油技術實驗室建設方案

王朝暉，張永國，耿光輝，陳利安

(空軍勤務學院 航空軍需與燃料系，江蘇 徐州 221000)

機場供油技術實驗室是“2110工程”三期“軍事供油工程”學科專業領域的教學科研條件建設項目，總部專項建設經費200萬元。通過開展多機種機場供油技術檢測評估系統和機場供油技術數據專家系統等建設工作，力爭將此實驗室建設成為全軍唯一在機場供油工程領域集教學、科研、服務部隊等功能于一體的綜合性實驗平臺。

1 建設目標

機場供油技術實驗室是在空軍勤務學院原航空油料物資系教學油庫的基礎上進行升級改造，通過完善教學油庫的基本設施設備，補充機場供油系統參數檢測與評估的實驗條件，拓展模擬訓練和服務機關部隊的功能來實現以下建設目標。

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施，進一步完善教學油庫的工藝流程，拓展教學實習實驗內容。能夠開設管線拆裝、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》《油料業務建設》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。設置檢測接口，安裝自動檢測與控制的儀器設備，開發數據分析評估軟件。能夠為軍事供油工程學科專業領域科研人員開展飛機地面加油工藝、地面大流量加油技術、機場供油工程新技術新設備、新型飛機機場供油工程標準規范等研究提供實驗平臺；能夠為流量應急控制器、恒壓調節控制閥等機場供油工藝設備測試，單環、多環、直線供油模式下的機場供油系統參數調整評估，機場供油信息化新技術、新工藝、新設備的調試、檢測、驗證及評價提供實驗條件。

1.3 服務部隊目標

結合機場供油技術相關標準規范，開發研制基于虛擬現實的數據專家系統，為機關部隊機場供油工程建設與管理人員提供技術數據方面的決策參考；利用網絡技術開展遠程技術咨詢服務，將多機種機場供油研究領域的新成果、新技術推廣到部隊應用并進行指導，解決航空兵部隊在平戰時油料保障過程中遇到的難題。

2 建設方案

2.1 總體架構

機場供油技術實驗室建設主要包括三部分，機場供油能力檢測與評估平臺、機場供油技術仿真訓練平臺、機場供油技術數據支持平臺，每個部分既可在數據上相互關聯又可單獨使用，提高教學實驗效果。總體架構如圖1所示。

圖1 實驗室總體架構

2.2 硬件建設

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，用于采集數據、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構整體油箱，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，液位達到設定高度時，自動關閉。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出口壓力變化情況。

2.3 軟件開發

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檢測分析軟件，接口開放式設計，適用于不同制式的信號數據，完成對機場供油系統能力的檢測評估分析。

針對機場供油能力參數進行檢測與評估，主要是對油料加注過程中的流量、壓力等參數進行數據采集及處理，能夠分析流態變化、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，能夠從系統流量大小、壓力大小及穩定性兩個方面來評估整個供油系統的供油能力。

檢測評估分析軟件共分為三個建設模塊：流體數據動態采集模塊、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中壓力、流量數據；

(2)能夠方便擴展檢測通道；

(3)信號數據做到便于標定、通用共享；

(4)人機界面友好，數據顯示美觀、直讀性強。

2.3.2 機場供油技術仿真訓練系統

建設用于機場供油技術仿真訓練的物理平臺，為仿真訓練軟件應用提供硬件支撐，包括：局域網絡及其存儲、通訊設備，多媒體計算機終端、顯示設備等組成。機場供油技術仿真訓練系統的建設內容主要包括：

(1)航空油料接收仿真訓練；

(2)油庫設備構造及維護仿真訓練；

(3)飛行油料保障仿真訓練；

(4)機場供油工藝設計仿真訓練。

2.3.3 機場供油技術數據專家軟件

建設一個典型機場供油系統的虛擬現實環境，把不同類型、不同結構、不同技術要求的油庫設施設備“人為地”集成在一個機場供油系統中，全面展現航空油料保障基礎設施的建設成就。同時，在虛擬現實中嵌入《石油庫設計規范》和《空軍機場油庫管理細則》《空軍機場油庫設施設備建設與管理標準》等相關規章制度中的建設與管理數據，為機場供油工程的教學和研究提供一個直觀的三維再現平臺。

本實驗室所采用的技術成熟，方案可行，但要建立穩定的實驗系統，且技術指標達到設計要求具有較大難度，需要在后續設計、建設中攻關克難。