飛機燃油系統(tǒng)講課教案

5 章

飛機燃油系統(tǒng)僅供學習與溝通，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝僅供學習與溝通，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝1第五章飛機燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)是為存儲和輸送動力裝置所需燃料而設置的。對燃油系統(tǒng)的要求是：儲存所需的全部燃油，并在飛機的全部飛行階段〔包括轉變飛行高度、猛烈機動和突然加速或減速等〕一架飛機的完整的燃油系統(tǒng)包括兩大局部，飛機燃油系統(tǒng)與發(fā)動機燃油系統(tǒng)。一、對燃油系統(tǒng)的要求為了保證在全部正常飛行狀態(tài)下能夠牢靠地向發(fā)動機供給所需燃油，并且確保飛行中飛機和乘員、旅客的安全，很多國家都公布有各類飛機的適航條例。例如：在美國有聯(lián)邦航空條例FARJAR中國有中國民用航空適航條例CCAR二、飛機加油時的靜電飛機加油時產(chǎn)生靜電失火和爆炸事故，在世界各航空公司幾乎每年都有發(fā)生，造成生命財產(chǎn)的重大損失。隨著大型飛機加油量的增加和加油速度的提高以及加油操作的不當，使飛機在加油過程中產(chǎn)生的靜電災難的危急性有所增加。這個問題不僅涉及飛機加油時產(chǎn)生靜電災難必需具備以下4個條件：〔1〕必需具有產(chǎn)生靜電的條件〔包括感應帶電〕；〔2〕必需具有靜電電荷積存的并能產(chǎn)生火花放電；〔3〕放電時具備足夠的放電能量；〔4〕所以在飛機加油時產(chǎn)生靜電災難有確定的時機或偶然性。正是由于這個緣由，加油人員與飛行機組或有關人員往往思想麻痹，懷著幸運心理。從國內外多起飛機加油靜電災難的分析來看，大多是人為造成的，即和治理、操作、維護有關，這點必需引起高度重視。燃油配置、傳輸與重心把握一、燃油配置從機翼的受載角度來說，機翼上裝燃油是有利的。由于在飛行中機翼主要是受升力作用，方向向上，而燃油重量是重力，方向朝下，起了卸載的作用。故對減輕機翼構造重量是有利的。然而，在著陸時燃油重量恰好增加了機翼固定裝置的載荷，又是不利的，但往往這時燃油已大局部消耗掉了，所剩無幾了。因此，有的飛機裝有緊急機翼中的油箱，有的全是整體油箱，有的局部是整體油箱局部是軟油箱，有的飛機還設有備用油箱。二、飛機重心和耗油挨次理論上講燃油可以布置在機身和機翼的任一容積空間，但燃油消耗中對飛機重心的影響就不一樣了。為此，對燃油消耗的挨次就要加以把握。有的飛機僅靠嚴格把握燃油消耗挨次還達不到重心變化的要求，就要增設平衡油箱，靠輸進輸出平衡油箱的油來把握飛機的重心。三、輸油系統(tǒng)飛機輸油系統(tǒng)按功能包括三大局部：主輸油系統(tǒng)〔包括供油管路〕供給發(fā)動機所需的燃油消耗量，關心系統(tǒng)保證通氣、增壓、油箱中燃油的排出和用完油箱的剩余燃油，輸油平衡系統(tǒng)保證建立飛機所必要的平衡力矩。一般飛機至少包括前兩局部，而平衡輸油系統(tǒng)只在靠把握燃油挨次仍無法把握重心的狀況下才設立的，特別是超音速飛機。通常平衡輸油系統(tǒng)是獨立的。飛機的主輸油系統(tǒng)是由發(fā)動機數(shù)目和燃油箱配置來確定的。單發(fā)動機飛機，以及按單發(fā)動機原理構成的雙發(fā)動機飛機上，通常承受一個消耗箱來供油，其余油箱的油按要求往消耗油箱輸油，其余油箱稱之挨次油箱加以區(qū)別。這樣做易于保證在任何狀況下總是儲存有確定數(shù)量的燃油。當用一個消耗油箱往雙發(fā)動機供油時，也易于保證流往發(fā)動機的流量一樣。當發(fā)動機分散布置時，通常承受幾個消耗油箱的供油系統(tǒng)，在這種狀況下，每個消耗油箱只保證向一臺發(fā)動機供油，或向一組發(fā)動機供油，在這種系統(tǒng)中，裝有連通開關，假設其中有一個消耗油箱〔包括油泵〕發(fā)生故障，就翻開連通開關，就由一個消耗油箱給全部發(fā)動機供油，使任意一臺發(fā)動機的供油均可得到保證。在某些飛機上，發(fā)動機是由全部油箱同時進展供油的，也就是說全部油箱都是消耗油箱。這種供油方式只見于旅客機和運輸機。僅供學習與溝通，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝僅供學習與溝通，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝4輸油時，可以按既定挨次一個挨次油箱輸完換另一個挨次油箱輸油，也可以全部挨次油箱同時都往消耗油箱輸油，不過各挨次油箱的輸油流量不一定一樣，而是按既定的比例進展。消耗油箱的燃油通常是用增壓泵來輸送，在個別狀況下也可承受以發(fā)動機的壓氣機產(chǎn)生的壓縮氣體或壓縮空氣為動力的壓力輸油系統(tǒng)來輸油。增壓泵廣泛承受電動離心泵。為了牢靠輸油，每個油箱都裝有兩臺油泵，一臺主泵一臺關心泵，兩泵并聯(lián)供油。在泵動力源，油箱內沒有電線通過，削減了系統(tǒng)火災的危急。渦輪泵外廓尺寸小，對構造高度小的機翼油箱特別適合。輸油挨次的把握，一般承受油面信號器，在翻開一個油箱的油泵的同時又關掉另一個油箱的油泵，但兩者間有一事實上的時間延遲，以保證供油的連續(xù)不中斷。在消耗油箱中用輸油活門把握輸油挨次是最簡潔的方法，當一個活門失效，由于油面下降就會自動翻開下一個挨次油箱的管路。在集流式傳輸中，可用不同開啟壓差的單向活門來把握輸油挨次。輸油活門有機械式和電動式，由油面把握直接作用的輸油活門，其原理與水箱的浮子活門一樣。間接式的浮子活門的原理見圖 5-1所示。浮子帶動針塞，當針塞翻開，膜片下腔的液體流出，壓力下降，膜片在壓差作用下打開活門；當針塞塞緊，膜片下腔液體不流淌，膜片上方的液體經(jīng)進油管進入油箱，靜壓稍低，膜片在彈力作用下上移，蓋住活門出口。電動活門則由油面信號器把握，油面信號可以從油位傳感器供給，也可用感受油面高度的壓力信號傳感器，或用感受油泵出口壓力的壓力傳感器。在這里必需特別提出的是：活門關閉與翻開的速度要有確定的限制，由于輸油的突然中斷，會在管路中消滅液壓撞擊，流量愈大撞擊愈嚴峻，流體壓力的突躍升對構造不利。5-1輸油活門1- 進油管；2-活門座；3-膜片；4-放油管；5-把握腔；6-限流孔；7-殼體；8-浮子；9-油針塞；10-支架當幾臺發(fā)動機都由一個總消耗油箱供油，由兩個或兩個以上的挨次油箱輸油的燃油系統(tǒng)中，被輸送的油量差可能引起耗油的很大不均勻，從而可能影響飛機的動態(tài)性能和動力特性。為了嚴格把握按確定比例輸油，可承受不同流量的泵，也可以用比例把握即使將油泵安裝在油箱的最低點，由于構造緣由總是還有一些剩油，為了將剩余I射泵由消耗I射泵外廓尺寸小，重量輕，壽命長，無活動部件，在油箱中不需引入導線，吸入嘴可以放在油箱中任何地方，而且用于抽吸油箱中燃油可不用特地的裝置來自動地往復地接通或斷開油泵，可以不停地工作，即使沒有燃油存在也可工作?？紤]到剩余燃油可含有水分和機械雜質，在管路上裝沉淀過濾器，可簡化地面的維護工作，并提高飛機燃油的清潔度。有的飛機用引射泵不斷吸取消耗油箱中的沉積水分，加以摻和并送往發(fā)動機，以削減油箱中沉積的水分。通氣系統(tǒng)及其附件通氣系統(tǒng)當輸油泵抽油時，油箱油面必定下降，假設油箱密閉，油箱內就會形成負壓，這種負壓不僅使輸油泵吸不了油，還會使油箱因外部氣壓大于箱內氣壓而受到擠壓，最終會導致構造損壞。所以油箱必需通大氣，而且要保持確定的剩余正壓力，以保證輸油泵充分吸油，保證在輸油泵失效時能靠重力往輸油總管輸油。要保持確定的剩余正壓力，可以利用飛機的速度沖壓作用，以提高油箱內氣體的壓力，也可以用從發(fā)動機壓氣機中引來壓縮氣體，以提高箱內氣體壓力。這樣一來，可使通氣與增壓聯(lián)系起來。油箱的通氣方式，可以是各個油箱各自通氣，也可以是由一根通氣管連接各油箱的通氣口。近代運輸機廣泛承受通氣防溢油箱集中通氣，各油箱用通氣管將通氣油箱與自身連通。獨立的〔分散的〕通氣方式，各油箱的通氣口有可能裝在飛機的不同部位，由于氣流流淌狀態(tài)的不同，可能形成各油箱內壓力不同，這種壓力差異會引起各油箱之間的無法把握的燃油流淌并破壞了預定的耗油挨次。集中通氣的原理示意圖見圖 5-2所示。這種通氣方式構造簡潔些，但可保證各油箱內壓力一樣。圖中空間管路 2的作用，在于排出倒流的燃油和偶然性的管道積水，并防止機動飛行中燃油通過通氣管溢出或泄漏。〔a〕5-2集中通氣原理示意圖a-由大氣接收空氣的；b-由大氣或由氣瓶接收空氣的；

1-空氣接收器；

〔b〕2-帶通氣咀的空氣道回路； 3、5-燃油箱；6-發(fā)動機供油導管；7-惰性氣體氣瓶；8-減壓活門；4、9、11-單向活門；10-安全活門不管承受何種通氣方式，集中的還是獨立的，通氣管的布置都要保證在任何飛行狀態(tài)下都能使油箱牢靠通氣并防止燃油從通氣口反向溢出。波音737飛機油箱數(shù)少，且都在機翼上，因而承受了集中通氣方式?？偟耐夤芫褪峭庥拖?，每個油箱的通氣管都從通氣油箱引入。通氣管就是機翼上表面的長桁，通氣管與機翼構造通氣系統(tǒng)的附件僅供學習與溝通，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除感謝58通氣系統(tǒng)附件很多，型號也不盡一樣，構造上也互有差異，但從原理上看根本上就那么幾種。在這里只著重介紹主要的幾種附件。一、保護附件1、安全閥安全閥有恒壓差和恒壓的兩種。恒壓安全閥工作原理見圖 5-3(b)。它靠真空膜盒和彈簧感受閥芯開啟壓力，閥門翻開時的壓力就等于油箱所允許的最大確實定壓力，這種閥保持油箱增壓恒定。恒壓差安全閥的工作原理見圖 5-3(a)。彈簧感受閥芯開啟壓差，保持壓差恒定。很明顯當外界壓力上升或降低，油箱內的壓力也會隨之升降。保證最大壓差不超過規(guī)定值。安全閥應能通過通氣系統(tǒng)的最大流量。圖5-3安全活門原理圖a—恒壓差的；b—恒壓的；1—真空膜盒2—彈簧2、過壓保護器過壓保護器是一種簡潔的油箱安全閥，有的還可以雙向保護。當油箱內的壓力超過確定值時，保護器上的碳片會向外爆裂，使燃油與大氣相通。二、通氣附件蟲、小鳥或異物進入通氣油箱。在結冰的條件下照舊不影響沖壓作用。加油系統(tǒng)及其附件飛機上的燃油必需不斷得到補充，補充的方式有多種，取決于飛機的使用特性、經(jīng)濟特性和其它特性。加油系統(tǒng)是飛機燃油系統(tǒng)和地面維護設備間的一個中間聯(lián)系環(huán)節(jié)，是相互關聯(lián)著的一個環(huán)節(jié)，它們的協(xié)同動作在時間和勞動量方面應當是最合理的。有加油必有放油，在地面維護時，特別是對油箱的修理，就需要將箱內的油全部放掉，還要放干凈。因而，飛機上就要考慮快速放油。加油系統(tǒng)及其主要附件現(xiàn)在使用的加油方式有兩種：一是重力加油，也叫放開式加油，就是通過油箱上方翻開的加油口分別對一個或多個油箱加油；二是壓力加油，在泵壓作用下通過配置在飛機下部的一個或幾個加油接頭和預先配置好的加油管分別對一個或多個油箱進展集中加油。還有一種不常用的加油方式，叫空中加油，由加油機將燃油帶上天空，在指定地點向受油機供油，邊飛行邊加油。從原理上來講它還是屬于壓力加油方式，但為了實施空中加油得有相應的機構與附件。一般運輸機都不需要空中加油，所以本節(jié)一、重力加油系統(tǒng)在任何一架飛機上都設置有重力加油裝置，作為一種關心加油系統(tǒng)，當機場上沒有專用加油車時，就用它作為加油的一種機動方法。它通常不是一個一個油箱地加油，而是從一、二個加油口加油、靠油箱之間的連通，靠重力促使燃油往其余油箱流淌，從而布滿全部油箱。重力加油系統(tǒng)的原理見圖5-4。一般會減小串聯(lián)的兩油箱間的油面高度差，而且在加油中油會起泡沫，注油越快泡沫越加油口的構造要和加油槍相連接的部位全都。加油口四周要有密封腔，制成可隨時收集和放出溢出的燃油的漏斗式。為了防止異物掉進油箱，加油口應有濾網(wǎng)保護?？谏w蓋好后因有密封，阻擋了燃油從加油口外溢。不同飛機的加油口構造都不一樣，但作用都是一樣。二、壓力加油系統(tǒng)

5-4重力加油系統(tǒng)原理圖1—被加油油箱；2—串連的油箱；3—加油口；4—把握活門；5—通氣系統(tǒng)壓力加油系統(tǒng)也叫集中加油系統(tǒng)。從地面加油車引來軟管，往機上預先設置的加油接頭上連接，然后在壓力的驅動下通過預先鋪設的管道往各油箱加油。壓力加油系統(tǒng)的原理見圖5-5所示，它包括了地面加油車在內，形成了一個完整的壓力加油系統(tǒng)。圖中從10號元件以后為機上加油系統(tǒng)，10號元件以前為加油車系統(tǒng)。飛機上裝有燃油承受器關閉的，只有在加油時才翻開〕、開關

1011〔此閥通常是121413和油17。通氣活門在加油完畢后當管路13排出燃油時便翻開。油箱16中的遠151517來限制規(guī)定的油面，此閥門由油面?zhèn)鞲衅?8來把握。加油時箱內空氣沿通氣管排出。通氣系統(tǒng)必需保證在加油時箱內氣體順暢流出，否則油箱可能因內壓力作用而漲裂。圖5-5中的〔a〕圖為并聯(lián)加油系統(tǒng)，同時分別向三個油箱加油；〔b〕圖為串聯(lián)加油系統(tǒng)，向油16加油并流向其他油箱；〔c〕圖為組合式加油系統(tǒng)，?？蛇M展工作。5-5壓力加油系統(tǒng)原理圖a—油箱成并聯(lián)連接；b—串聯(lián)；B—組合連接；1—加油車的油箱；2—燃油泵；3—旁通活門；4—油濾；5—流量表；6—開關；7—壓力表；8—軟管；9—加油器〔加油槍〕； 10—接油器〔加油口〕；11—閥門；12—遠距把握開關，關心活門； 13—主管路；14—通氣活門；15—遠距把握開關；16—被加油油箱；17—加油時限制油面的活門； 18—油面?zhèn)鞲衅鳎?9—通氣系統(tǒng)導管放油系統(tǒng)及其附件在飛機起飛重量大于著陸重量很多的飛機上。為了減輕起落架的構造和其它元件構造的重量，在起飛后一個短的時間內因特別緣由就要緊急著陸的狀況下，要減輕當時飛機的重量就得在空中將大局部燃油放掉，這種放油叫緊急放油。在起落架、發(fā)動機或操縱系統(tǒng)等帶故障著陸時，從防火安全的角度考慮，也不允許有多余的燃油儲存，也應空中緊急放油。在地面維護工作中，維護油箱和燃油系統(tǒng)附件，往往需要將油箱內的油大局部或全部放掉，因而要有快速的放油系統(tǒng)。為了將油箱內的少量余油盡可能吸盡，還特地設置了排油排水裝置。在油箱中常常都有水分沉積，燃油中一些雜質也會沉淀下來，在每個油箱的最低點都裝有排水閥或放沉淀開關，以便常常翻開將水分和雜質排掉?？罩芯o急放油裝置并不是任何一架飛機都要有，如波音 737、A300等飛機上都沒有緊急放油裝置。在某型飛機上，在內衿翼前面機翼的后緣處裝有放油套管，可用電馬達放下，再翻開放油閥，燃油就牢靠重力從放油套管放出。當油量到達事先確定的油量時，關閉放油閥，并收起放油套管。波音747飛機上也裝有類似的緊急放油裝置。通常飛機的快速放油系統(tǒng)都和供油系統(tǒng)結合起來，利用機上已有的輸油泵快速地將油打出油箱。放油系統(tǒng)的根本參數(shù)是放油量和放油時間。油箱的排水和排污油箱中的燃油常常含有水分和雜質，特別是經(jīng)過較長時間的停留后，原來懸浮的雜質與水珠大局部沉淀下來，故應準時將之排掉。因此，在早晨起飛前都有一項工作，就是給每個油箱排水排污。在每一個油箱的最低處，或在集油盒處，或在油泵盒上都裝有一個以上的排水737飛機上，在主油箱下壁的最低處裝有一個排水閥，在中心油箱的中部裝了一個排水閥，在通氣油箱上也裝了一個，共計裝了五個。A300飛機上裝的就更多了，有的油箱裝兩個，有的裝了三個。排水閥或排污閥型式眾多，構造各異，從原理上大的方面可歸納成兩類：一種是靠螺紋自鎖的閥，它就像日常生活中常見的水龍頭；另一種是靠彈簧彈力自閉的閥。靠螺紋自鎖的閥，或用手柄轉動螺紋桿，進而推動碟形閥門貼緊或離開閥靠彈簧自閉的閥，大多承受菌狀閥芯，靠彈簧自內向外壓緊在閥門座上而密封，油箱內的靜壓更加強了閥門的壓緊作用。燃油系統(tǒng)的主要部件燃油系統(tǒng)的部件很多，主要部件也不少，有些附件已分散在前面幾節(jié)中介紹了，在這一節(jié)主要介紹油箱、油泵和電動閥門等。燃油箱飛機燃油系統(tǒng)的重量特性、工作壽命、牢靠性、耐久性和修理可用性等，在很多方面取決于燃油箱的構造。依據(jù)飛機的用途、構造的受熱狀況、機翼在飛行中的變樣子況，以及燃油箱在飛機上的配置狀況，可以承受軟油箱，硬油箱和整體油箱等三種一、軟油箱軟油箱是用耐油橡皮、膠層和專用布等膠合而成，軍用飛機的軟油箱除了上述材料之外還有自然橡膠層和海綿橡膠層，5-6所示。當油箱損壞時，生橡膠或10感謝感謝12僅供學習與溝通，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除生海綿橡膠不會產(chǎn)生碎裂不齊的邊緣，而且在接觸燃油后會產(chǎn)生膨脹，使彈孔縮民用飛機的軟油箱壁厚大約1.2~1.5mm，單位面積的重量約1.2~1.4kg，如包上保護層厚度為4mm4~4.5kg重。

①耐油橡皮；②生橡皮；③硫化橡皮；④涂膠皮〔簾子布〕5-6防彈軟油箱的各層裝請示圖飛機的構造上。容器的上下壁就是機翼上下蒙皮。由于蒙皮上有桁條，軟油箱直接靠上會有摩損，或會被尖物所損傷，故在桁條上膠接一層泡沫塑料墊，塑料墊外再膠一層蒙布。油箱艙整個內壁都膠上蒙布。為了將油箱固定，容器的上下壁上有特制的鎖扣，或者掛鉤、或者為其它固定件。在上壁上還有用螺絲固定的口蓋，以便對燃油系統(tǒng)進展連接。下壁有窗口以便裝拆油箱。油箱艙還裝有通氣管、漏水管，使油箱艙始終與大氣相通。由于軟油箱內通正值的大氣壓力，就保證了油箱始終與油箱艙壁相貼而不易損壞。二、整體油箱用機身或機翼的構造元件直接構成的油艙作為燃油箱就叫整體油箱。整體油箱使原來很難利用的空間得到了充分地利用。例如機翼的厚度不大，隔成很多艙室裝上軟油箱，構造就簡潔，假設做成整體油箱反而簡潔起來。整體油箱的構造，依據(jù)飛機構造所承受的材料不同，聯(lián)接的方式不同，既可以膠接，也可以鉚接，在波音737A300飛機上都承受鉚接結構。對于整體油箱各燃油泵飛機上的燃油泵〔也叫輸油泵或增壓泵〕，應在進口壓力不大狀況下，保證輸送所需的燃油。它不但要重量輕、尺