某型飛機壓力加油假滿原因分析

蔡文 楊忠耀 文旭 吳汝艷

摘要：某型飛機在按照給定的加油流量值進行壓力加油試驗時發現，當壓力加油控制器顯示滿油信號時，飛機實際加油量明顯小于飛機載油量，即出現假滿現象。本文針對這一現象進行分析研究，可為同類型問題的排故提供參考。

關鍵詞：假滿；壓力加油；輸油能力

Keywords：false full；pressure refueling；oil transportation capacity

壓力加油系統[1]是燃油系統的重要組成部分。由于壓力加油的效率較高[2]，除不具備壓力加油系統的飛機外，機上存儲的燃油通常是通過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、快速準確等特點，能在各類條件下減少機務準備時間，極大提高飛機出勤效率。

1 故障情況

1.1 故障發生背景

飛機在進行壓力加油試驗時，首先按照加油流量600L/min進行加油，自動關斷時加油量與飛機載油量一致，油箱加滿；隨后按照加油流量1000L/min進行加油，自動關斷時實際加油量與飛機載油量相差約800L，即出現假滿現象。

1.2 燃油系統加輸油原理

為便于分析研究飛機加油時燃油分布情況，按照相對飛機重心的位置將飛機油箱系統簡化為三大部分，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，壓力加油時燃油通過位于前組油箱的加油活門進入油箱系統，前組油箱滿油后經加油管路先進入上組油箱，經上組油箱轉輸至后組油箱，理論上要求后組油箱和上組油箱同時滿油或后組油箱先于上組油箱滿油。前組油箱頂部設有通氣管路，并通向上組油箱頂部的通氣系統，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，按飛機航向對稱分布。上組油箱中的燃油液面上升至滿油信號器設定位置時，觸發自動關斷機制。上組油箱向后組油箱輸油的管路布置如圖2所示，設置單向活門是為了防止飛行中倒飛時后組油箱油液倒灌入上組油箱，設置“┏”形短管是為了防止飛機機動時后組油箱的油液灌入上組油箱。

2 故障分析

通過試驗現象及系統原理分析，判斷故障原因為上組油箱往后組油箱的輸油能力不足導致出現假滿現象。當上組油箱油面升高觸發滿油信號器關斷機制，此時上組油箱和前組油箱已滿油，而后組油箱由于轉輸油能力不足致使未加滿。若按照預設流量1000L/min進行壓力加油，則上組油箱和后組油箱之間的平均輸油能力至少應為584L/min（單側管路為292L/min）才能滿足要求。

本文對前組油箱滿油后上組油箱往后組油箱輸油的過程進行分析研究。

假設在輸油過程中，進入后組油箱的燃油流量和排出的氣體流量相等[3]，此時有：

由圖3可知，按照1000L/min進行加油時，上組油箱向后組油箱輸油的平均流量小于584L/min，此時必然出現假滿現象。

3 分析結論

結合試驗現象與理論計算結果可知，本文的計算模型與該飛機上組油箱、后組油箱之間的實際輸油過程基本吻合，因此得出壓力加油假滿現象是由于燃油系統上組油箱往后組油箱的輸油能力不足造成，而根據計算分析，對系統輸油能力影響較大的兩個因素分別為輸油管的通徑與后組油箱通氣能力。

4 改進思考

對系統的優化改進，原則上要求在滿足指標要求的情況下使得改動量最小。通過上述計算分析，可在設計過程中調整匹配有關參數值，得出Q-h曲線變化情況并計算出平均流量。根據故障分析結論，有針對性地從兩個方面開展優化改進。

1）方案一：當后組油箱通氣管通徑d調整為1.4d時，經計算分析可得出如圖4所示曲線趨勢，平均輸油流量正好能滿足系統要求。

2）方案二：當上組油箱通往后組油箱的輸油管通徑d0調整為1.55d0時，經計算分析可得出如圖5所示曲線趨勢，平均輸油流量剛好能滿足系統要求，此改進效果與方案一相當。

優化改進實施時可視具體情況結合上述兩種方案計算結果，調整參數進行匹配設計，即可解決壓力加油假滿現象，實現系統功能。

參考文獻

[1] 高翔.飛機壓力加油系統設計研究[J].科技創新與應用，2015（34）：17.

[2] 王浩，李新軍，陳志濤，呂明.飛機壓力加油系統故障分析[J].科學技術，2017（7）：21.

[3]陳嵩祿，等.飛機設計手冊[M].第13冊.北京：航空工業出版社. 2006：607-681.

作者簡介

蔡文，助理工程師，主要從事飛機燃油系統設計工作。

楊忠耀，高級工程師，主要從事飛機燃油系統設計工作。

文旭，工程師，主要從事飛機燃油系統設計工作。

吳汝艷，高級工程師，主要從事飛機燃油系統設計工作。