《飛機系統(tǒng)與附件》課件-3.燃油系統(tǒng)

3.1燃油系統(tǒng)概述燃油系統(tǒng)概述為存儲和輸送動力裝置所需燃料設置燃油系統(tǒng)飛機燃油系統(tǒng)發(fā)動機燃油系統(tǒng)一般將由發(fā)動機直接驅(qū)動的燃油泵之前的燃油系統(tǒng)劃歸飛機燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)概述飛機燃油系統(tǒng)是一套大系統(tǒng)，除燃油箱之外，還包括以下分系統(tǒng)：油箱通氣系統(tǒng)加油/抽油系統(tǒng)供油系統(tǒng)空中應急放油系統(tǒng)指示/警告系統(tǒng)燃油系統(tǒng)概述燃油系統(tǒng)特點供油安全現(xiàn)代飛機多釆用交輸供油系統(tǒng)，實現(xiàn)任何一個油箱向任何一臺發(fā)動機供油每個油箱至少有兩臺增壓泵，安裝在油箱最低點，保證起飛、著陸、起動和高空的有效工作燃油系統(tǒng)概述考慮防火問題，通往發(fā)動機的管道應裝防火切斷閥，以切斷輸往發(fā)動機的燃油供給兩臺油泵都失效時依靠發(fā)動機燃油泵的抽吸作用仍可保證燃油供給燃油系統(tǒng)概述多發(fā)動機的燃油系統(tǒng)中從各自相應的油箱供油應急時可從一個油箱向所有發(fā)動機供油任何一個附件或組件的失效，最多只能導致一臺發(fā)動機停車燃油系統(tǒng)概述載油量大現(xiàn)代運輸機的燃油消耗率很大整個航程要消耗大量的燃油解決載油和空間的矛盾飛機多采用結(jié)構(gòu)油箱油箱中應有擋板，以防止飛機機動飛行中因燃油晃動引起平衡力矩的改變?nèi)加拖到y(tǒng)概述飛行中對飛機重心進行調(diào)節(jié)，確保燃油消耗引起的重心變化符合要求，現(xiàn)代民航飛機起飛前有專門的工作人員計算飛機重心飛機飛行中燃油消耗率高，燃油油箱難以全部裝在飛機重心附近飛機重心可能會發(fā)生顯著移動，影響飛機平衡燃油系統(tǒng)概述避免死油燃油箱內(nèi)采用了引射泵借助于燃油增壓泵提供的引射流將死區(qū)的含水油液引射到增壓泵的進口減小水在油箱底部的沉積減少微生物對結(jié)構(gòu)油箱的腐蝕燃油系統(tǒng)概述維護方便飛機燃油泵設有快卸機構(gòu)維護人員不用放油，也不用進入油箱即可拆裝油泵提高了燃油系統(tǒng)的維護性能燃油系統(tǒng)概述燃油系統(tǒng)的作用存儲燃油飛機油箱中存儲著飛機完成飛行任務所需的全部燃油，包括緊急復飛&著陸后的備用燃油可靠供油飛機燃油系統(tǒng)可在各種規(guī)定的飛行狀態(tài)和工作條件下保證安全可靠地將燃油供向發(fā)動機和APU燃油系統(tǒng)概述調(diào)節(jié)重心通過燃油系統(tǒng)，可調(diào)整飛機橫向和縱向重心位置重心冷卻介質(zhì)燃油可作為冷卻介質(zhì)，冷卻滑油、液壓油和其他附件橫向重心調(diào)整保持飛機平衡，減小機翼機構(gòu)受力縱向重心調(diào)整減小飛機平尾配平角度減小配平阻力，降低燃油消耗燃油系統(tǒng)概述航空航油點火燃燒的0.01秒瞬間完全燃燒，不產(chǎn)生積碳，發(fā)生緊急情況能快速恢復發(fā)動機性能因為飛機飛行環(huán)境的特殊性質(zhì)，航空燃油有以下特點：良好的燃燒性燃油系統(tǒng)概述良好的物理化學穩(wěn)定性含雜質(zhì)少不會變質(zhì)沒有腐蝕性不會破壞油箱結(jié)構(gòu)燃油系統(tǒng)概述高熱值、高揮發(fā)性、高純度相同質(zhì)量的燃油燃燒能夠產(chǎn)生更多的能量低的冰點&低的燃點高空飛行溫度低，燃油要避免高空飛行結(jié)冰，同時發(fā)生異常容易再次點火燃燒燃油系統(tǒng)概述航空汽油航空煤油適用活塞發(fā)動機適用噴氣發(fā)動機航空煤油常用一：以煤油為基礎的JETA-1根據(jù)國際標準規(guī)格生產(chǎn)在美國，另有一種型號的JETA-1煤油，稱為JETA燃油系統(tǒng)概述航空煤油常用二：JETB為改善寒冷天氣下的性能而制重量較低，處理時危險性較大只在寒冷天氣&有絕對需要時才會使用燃油系統(tǒng)概述世界各地軍隊，使用的航空煤油具有另外一套稱為JP系列的編號如JP-4，JP-5，JP-8部分類型與民用燃油幾乎相同，為滿足不同目的，部分添加劑含量稍有不同燃油系統(tǒng)概述燃油系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的比較相同流體管路系統(tǒng)可作為傳遞能量的介質(zhì)燃油系統(tǒng)概述區(qū)別一燃油系統(tǒng)載油量大，耗油率高，防火、防靜電，因為其作用要求可燃燒，燃點、閃點低液壓系統(tǒng)工作中為了安全需要更高的燃點，不易燃燒燃油系統(tǒng)概述燃油系統(tǒng)要飛往很長距離，需要燃油多，且重量影響飛機重心，所以加油時間較長液壓系統(tǒng)不會產(chǎn)生消耗，對飛機重心的影響可忽略不計，加油時間很少區(qū)別二燃油系統(tǒng)概述區(qū)別三燃油系統(tǒng)壓力小，流量大液壓系統(tǒng)需要傳遞能量，壓力大，流量小燃油系統(tǒng)概述區(qū)別四燃油系統(tǒng)不可以循環(huán)液壓系統(tǒng)可以循環(huán)，封閉式，只有定期對它進行更換或者特殊情況下對它進行更換3.2燃油系統(tǒng)之油箱和通氣油箱油箱

主要作用

是存儲完成飛行任務所需的燃油飛機油箱

三種類型軟油箱硬油箱結(jié)構(gòu)油箱（結(jié)構(gòu)油箱又可稱為整體型油箱）油箱油箱一般應用在老式飛機和某些單翼飛機的中央油箱上目前軟油箱在大型民航運輸機上很少采用（膠合而成）耐油橡皮膠層專用布等油箱類型軟油箱油箱防腐能力較強的鋁鎰合金制成箱內(nèi)有防止油液波動的帶孔隔板目前常作為遠程飛機的中央輔助油箱隔板可以提高油箱強度和剛度硬油箱油箱類型油箱結(jié)構(gòu)油箱本身是飛機結(jié)構(gòu)的一部分充分利用機身、機翼或尾翼的結(jié)構(gòu)元件直接構(gòu)成的（接縫、結(jié)構(gòu)緊固件、接近口蓋等處密封性很好）油箱類型現(xiàn)代民航飛機主要使用結(jié)構(gòu)油箱油箱試想如果在機身前后，飛機的俯仰操縱就不會很穩(wěn)定安全結(jié)構(gòu)油箱作用實現(xiàn)載重平衡重心在機身縱線上燃油在重心附近可適當調(diào)節(jié)飛機機身油箱結(jié)構(gòu)油箱作用空間利用最佳裝載旅客貨艙裝載貨物機翼中間鏤空設計成油箱空間利用最大化方式上半部分下半部分機翼翼展越長飛機越大民航飛機油箱結(jié)構(gòu)油箱作用實現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整性這些重量越重，和機翼產(chǎn)生升力相反會使機翼產(chǎn)生向上的彎折飛行時依靠機翼的升力托起機身機身上有旅客、貨物油箱結(jié)構(gòu)油箱作用實現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整性機翼翼展越長飛機越大民航飛機油箱設置在機翼中通過燃油的重量均衡彎折力度減少機翼向上的彎折油箱布局一些飛機上還配有機尾配平油箱和中央輔助油箱多個油箱通常一架飛機中央油箱機翼主油箱機翼或機身輔助油箱外掛式副油箱主油箱外側(cè)設有通氣油箱油箱布局中央油箱中央油箱位于中央翼盒內(nèi)油箱內(nèi)隔板可防止飛機在機動飛行時燃油發(fā)生晃動為減少機翼根部所受的彎矩，飛行中優(yōu)先使用中央油箱的燃油使用后中央油箱會布滿燃油蒸汽123油箱布局中央油箱燃油蒸氣濃度在著火或爆炸濃度范圍內(nèi)時遇到高溫或火花(可能由靜電/通過油箱的電纜故障產(chǎn)生)會導致油箱起火爆炸油箱布局中央油箱考慮加裝惰性氣體抑爆系統(tǒng)/設置無油干艙現(xiàn)代737NG飛機常用氮氣發(fā)生系統(tǒng)實現(xiàn)這一功能消除油箱起火爆炸的危險設計中央油箱油箱布局主油箱機翼上的結(jié)構(gòu)油箱稱為主油箱1號主油箱2號主油箱左側(cè)主油箱右側(cè)主油箱上表面有重力加油口作為加油備用方式下表面裝有數(shù)個油尺能對油量進行測量油箱布局主油箱主油箱內(nèi)翼肋可防止油液發(fā)生晃動保障飛機做機動時重心穩(wěn)定翼肋底部有單向活門使油液由翼尖流向翼根不能從翼根流向翼尖油箱布局主油箱大型飛機主油箱發(fā)動機上方高溫區(qū)域設置干艙現(xiàn)代民航大部分發(fā)動機是翼吊形式達到防火目的艙內(nèi)不存儲燃油，干艙內(nèi)不會存在燃油蒸氣減小對主油箱影響油箱布局通氣油箱位于主油箱外側(cè)、靠近翼尖的區(qū)域內(nèi)不裝燃油，僅用于油箱通氣油箱布局配平油箱某些大型飛機有配平油箱，裝在飛機尾部安裝在水平安定面內(nèi)燃油輸入/輸出調(diào)整飛機重心位置減小飛機平尾配平角度，降低配平阻力達到提高飛機燃油經(jīng)濟性的目的油箱布局中央輔助油箱作為飛機正常油箱系統(tǒng)的補充用于提高飛機的航程更多是客戶化需求進行配備擴展（如空客A321neo最多可安裝三個）購買的客戶根據(jù)自己需求進行安裝實現(xiàn)燃油容積和任務航路的更改油箱通氣系統(tǒng)(像我們喝瓶裝水如果一直喝不停歇，最后瓶子就會變癟一樣)飛行過程中不斷使用燃油油箱油面下降油箱因外部氣壓大于箱內(nèi)氣壓受到擠壓致結(jié)構(gòu)損壞若油箱密閉箱內(nèi)形成負壓輸油泵吸不了油油箱通氣系統(tǒng)同時防止油箱結(jié)構(gòu)的損壞才能保證輸油泵正常吸油保證輸油泵失效時能靠重

力往輸油總管輸油箱必需通大氣且保持一定的剩余正壓力油箱通氣系統(tǒng)可利用飛機速度沖壓作用提高油箱內(nèi)氣體的壓力保持一定剩余正壓力可從發(fā)動機壓氣機中引來壓縮氣體，提高箱內(nèi)氣體壓力油箱通氣系統(tǒng)近代民航飛機各油箱用通氣管將通氣油箱與自身連通實現(xiàn)平衡油箱內(nèi)外壓差，保證正常供油通氣防溢油箱

集中通氣油箱通氣系統(tǒng)防止加油時油箱內(nèi)產(chǎn)生過大正壓通氣系統(tǒng)功能飛機加油時油箱內(nèi)有空氣空氣無法排出隨燃油進入油箱內(nèi)壓力逐漸增大油箱結(jié)構(gòu)破壞油箱通氣系統(tǒng)飛行中給油面提供

沖壓空氣壓力通氣系統(tǒng)功能排除油箱內(nèi)的燃油蒸汽防止形成爆燃條件防止因耗油產(chǎn)生負壓保證順利加油、發(fā)動機供油油箱通氣系統(tǒng)通氣系統(tǒng)功能燃油通氣系統(tǒng)不能將油箱簡單與外界大氣相通必須滿足防止燃油蒸氣從通氣口溢出引起火災防止飛機姿態(tài)改變時燃油從通氣口灑出油箱通氣系統(tǒng)通氣系統(tǒng)功能油箱通氣系統(tǒng)沖壓通氣口通氣管翼尖通氣油箱油箱通氣系統(tǒng)通氣系統(tǒng)功能防止外部火焰/過多熱量進入油箱內(nèi)部正常通氣時，外界空氣通過沖壓通氣口進入通氣油箱油箱進氣口內(nèi)裝有火焰抑制器油箱通氣系統(tǒng)通氣系統(tǒng)功能通氣油箱一般沿翼展向分成兩室外室

內(nèi)室(近主油箱)通氣并儲存經(jīng)通氣管溢出的燃油通大氣內(nèi)外室之間只有單向閥連通使內(nèi)室中的燃油不會流到外室油箱通氣系統(tǒng)通氣系統(tǒng)功能通氣管在油箱內(nèi)一般有兩個通氣口油箱這部分有油時使機翼傾斜時燃油不會從通氣管溢出靠近翼尖的通氣口裝有浮子活門浮子靠浮力將活門關(guān)閉燃油不能從通氣口溢出油箱通氣系統(tǒng)通氣系統(tǒng)功能中央油箱內(nèi)的通氣管通氣漏油單向閥將通氣油箱內(nèi)的燃油引回油箱3.3燃油系統(tǒng)的加油、抽油、供油系統(tǒng)加油方式：加油系統(tǒng)重力加油壓力加油空中加油加油系統(tǒng)重力加油敞開式加油通過上方加油口加油單螺旋槳高機翼小飛機民航飛機：備用方式，應急手段加油系統(tǒng)壓力加油指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行集中加油民航客機的主要加油方式加油系統(tǒng)空中加油加油機將燃油帶上天空，在指定地點向受油機供油，邊飛邊加油僅用于軍用飛機加油系統(tǒng)操作簡單重力加油：加油員登上機翼打開重力加油口蓋板油槍對準飛機加油口重力作用燃油進入油箱不同飛機加油口結(jié)構(gòu)不同，作用一樣加油系統(tǒng)加油槍與機翼表面的放靜電搭鐵線搭接加油口蓋密封、蓋好加油時加油完成加油系統(tǒng)加油麻煩，速度慢，耽擱時間缺點加油人員在機翼上面活動，造成油漆面的損壞加油人員在機翼上面操作容易發(fā)生危險燃油和油蒸汽冒出，有發(fā)生火災的風險敞開式加油口容易導致燃油污染加油系統(tǒng)壓力加油：壓力加油系統(tǒng)也叫集中加油系統(tǒng)加油軟管和加油接頭接通人工或自動控制油泵壓力驅(qū)動往各油箱加油加油系統(tǒng)包括地面加油車在內(nèi)，形成一個完整的壓力加油系統(tǒng)也稱為單點式加油特點：抗污染性好，安全性高壓力加油系統(tǒng)機翼前緣的加油站加油電磁活門滿油浮子電門抽油系統(tǒng)維護燃油箱或油箱內(nèi)的附件以及飛機稱重，需對飛機抽油將燃油箱內(nèi)剩余燃油排放到地面油車上將一個油箱中的燃油傳輸?shù)搅硪粋€油箱中抽油系統(tǒng)釆用燃油系統(tǒng)本身的增壓泵作為動力，即壓力放油抽油可采用油罐車內(nèi)油泵進行抽吸，即抽吸放油抽油系統(tǒng)打開：抽油活門、右翼油箱的加油活門和交輸活門油液從左翼油箱經(jīng)供油管路、抽油管路和加油管路進入右翼油箱，完成油液的傳輸啟動：左翼油箱的燃油泵油箱間的油液傳輸抽油系統(tǒng)加油/抽油時：場地開闊通風防靜電防火關(guān)注重心變化及時處理溢出燃油供油系統(tǒng)現(xiàn)代民用飛機燃油系統(tǒng)的供油方式:重力供油動力供油供油系統(tǒng)重力供油適用于油箱比發(fā)動機位置高的小型飛機方法簡單現(xiàn)代噴氣式運輸機廣泛采用動力供油系統(tǒng)可靠性低供油系統(tǒng)動力供油釆用電動離心泵作為供油動力源，將燃油增壓后供向發(fā)動機和輔助動力裝置保證供油的可靠性，每個油箱中安裝兩臺燃油增壓泵供油系統(tǒng)動力供油系統(tǒng)主要功能：安全可靠地將燃油供向發(fā)動機和APU主供油系統(tǒng)輔助供油系統(tǒng)交輸供油系統(tǒng)控制飛機重心，保證飛機平衡放油系統(tǒng)按國際民航組織規(guī)定，最大起飛重量與最大著陸重量的比值大于105%的飛機必須設置空中放油系統(tǒng)，以保證著陸安全減輕起落架的結(jié)構(gòu)和其它元件結(jié)構(gòu)的受力緊急放油較多的