第三章 飞机燃油系统

飞机结构与系统飞机燃油系统航空工程学院飞机系3-13-1飞机结构与系统Page2燃油系统是为存储和输送动力装置所需燃料而设置的。飞机燃油系统发动机燃油系统发动机直接驱动的燃油泵前后飞机燃油系统概述3-13-1飞机结构与系统Page3燃油系统的功用存储燃油可靠供油调节重心冷却介质飞机燃油系统概述3-13-1飞机结构与系统Page4对燃油系统的要求供油量大供油安全防火、防静电除水、除杂质飞机燃油系统概述3-13-1飞机结构与系统Page5有关燃油的几个问题航空燃油：航空汽油&航空煤油对燃油的要求：高热值、高挥发性、高纯度、低冰点、低腐蚀性、低燃点（一）挥发性液体物质在给定条件下蒸发的趋势（二）可燃性（三）纯度燃油中的杂质含量（四）燃油中的空气（五）燃油中的水分飞机燃油系统概述3-13-1飞机结构与系统Page6油箱油箱类型（一）软油箱组成：一般用耐油橡皮、胶层和专用布等胶合而成；军用的还有天然橡胶层和海绵橡胶层。位置：直接固定在飞机的结构上；也可固定在专门的油箱舱内。优点：结构较轻；绝热；不宜振动。缺点：不密封时可能漏油，有火灾危险；泄漏点难找；橡胶的高低温性能不好，工作寿命受限。3-13-1飞机结构与系统Page7油箱（二）硬油箱由防腐能力较强的铝锰合金制成箱体箱内有防止油液波动的带孔隔板，隔板还可提高油箱强度和刚度机体内高温区、油箱舱不能承受内压的情况可采用通常作为大型飞机的中央辅助油箱（ACT）3-13-1飞机结构与系统Page8ACT辅助中央油箱（硬油箱）3-13-1飞机结构与系统Page9A319’sACTs3-13-1飞机结构与系统Page10油箱（二）整体油箱（结构油箱）用机身或机翼的结构元件直接构成的油舱作为燃油箱就叫整体油箱，油箱本身是飞机结构的一部分整体油箱使原来很难利用的空间得到了充分的利用，增大储油量并减少飞机的重量应妥善密封3-13-1飞机结构与系统Page11油箱油箱配置（燃油配置）中央油箱主油箱通气油箱配平油箱中央辅助油箱3-13-1飞机结构与系统Page12通气系统及其附件一、通气系统的作用油箱内负压输油泵吸不了油导致结构破坏所以，油箱必须通气，并且保持一定的剩余正压力。油箱内气体的压力必需满足的条件：（1）要大于燃油的饱和蒸汽压；（2）要保证在油泵入口压力大于油泵前所需的压力；（3）满足重力供油的要求。用公式表示为：ilosskkpghupppp22mintan3-13-1飞机结构与系统Page13通气系统及其附件对通气系统的要求要有可靠的安全阀通气管道截面要与气体流量相适应要防止燃油蒸汽从通气口溢出而引起火灾防止飞机姿态改变时燃油从通气口3-13-1飞机结构与系统Page14通气系统及其附件油箱的通气方式独立（分散）通气可能导致各油箱的压力差异集中通气（现代飞机广泛采用）：一根通气管连接各油箱的通气口可保证各油箱内压力相同相同3-13-1飞机结构与系统Page15通气系统及其附件集中通气原理3-13-1飞机结构与系统Page16通气系统及其附件集中通气原理3-13-1飞机结构与系统Page17通气系统及其附件集中通气原理3-13-1飞机结构与系统Page18B-737飞机的通气系统简图3-13-1飞机结构与系统Page19二、通气系统的附件（一）保护附件1.安全阀恒压差恒压2.过压保护器（二）通气附件1.勺形进气口2.NACA进气口NACA进气口在A300飞机上的安装情况通气系统及其附件3-13-1飞机结构与系统Page20加、放油系统及其附件加油方式重力加油（敞开式）通过油箱上方打开的加油口分别对一个或多个油箱加油压力加油在泵压作用下通过配置在飞机下部的一个或几个加油接头和预先配置好的加油管分别对一个活多个油箱进行集中加油空中加油适用于空军飞机，增加飞机航程3-13-1飞机结构与系统Page21加、放油系统及其附件加油/抽油时注意事项：场地应开阔通风加油时应注意防静电及时处理溢出的燃油少量溅出的燃油：擦净后用清水冲净。大量溢出的燃油：用乳化液钝化后用大量清水冲净3-13-1飞机结构与系统Page22飞机加油时的静电（一）航空燃油静电的产生燃油的导电率很低，在固体表面流过时，燃油既能通过摩擦产生静电又能蓄电（二）影响飞机带电的因素1.燃油的导电率和驰豫时间2.燃油中含有过量杂质与水分3.加油流速和管径4.滤器对起电的影响加、放油系统及其附件3-13-1飞机结构与系统Page23飞机加油时的静电（三）飞机加油静电的抑制与消除1.提高航空燃油的导电率2.严格控制燃油中的水分和杂质3.接地与跨接4.控制流速5.采用摩擦生电量低的过滤元件6.加油时避免湍流和溅流加、放油系统及其附件3-13-1飞机结构与系统Page24加、放油系统及其附件一、加油系统及其主要附件（一）重力加油系统（敞开式）任何一架飞机上都设置有重力加油装置，当机场没有专用加油车时用它作为加油的一种机动方法重力加油系统原理重力加油的优缺点现代大中型飞机只将重力加油作为辅助应急手段3-13-1飞机结构与系统Page25一、加油系统及其主要附件（二）压力加油系统（集中加油）从地面加油车引来软管，往机上预先设置的加油接头上接，然后在压力的驱动下通过预先铺设的管道往各油箱加油。压力加油系统原理加油车系统、机上加油系统在并联联接的系统中，分同时加油和顺序加油加、放油系统及其附件3-13-1飞机结构与系统Page26压力加油系统原理加、放油系统及其附件3-13-1飞机结构与系统Page27加、放油系统及其附件3-13-1飞机结构与系统Page283-13-1飞机结构与系统Page29压力加油的特点单点加油，省时、省力提高了加油过程的安全性在完全封闭的系统中加油，防止油液污染，提高飞机的安全性3-13-1飞机结构与系统Page30二、放油系统及其附件紧急放油：对起飞重量大于着陆重量很多的飞机，在飞机起飞后一个短时间内因特殊原因而紧急着陆的情况下，要减轻当时飞机的重量时，就得将大部分燃油放掉。带故障着陆时，为防火，应空中紧急放油。第四节加、放油系统及其附件加、放油系统及其附件3-13-1飞机结构与系统Page31三、油箱的排水和排污油箱中的燃油常常含有水分和杂质，特别是经过长时间的停留后，原来悬浮的杂质与水珠大部分沉淀下来，应及时排除掉。排污阀：位置：油箱最低点数量：至少每个油箱一个类型螺纹自锁弹簧自闭加、放油系统及其附件3-13-1飞机结构与系统Page32放油活门用于地面维护时，抽油或倒油。3-13-1飞机结构与系统Page33应急放油系统功用：使飞机迅速减重，以满足紧急迫降的条件要求：使用中无着火的危险。放出的油应避开飞机各部分。放油过程不能对飞机操纵性和稳定性产生不利的影响（一般采用两边独立的放油操作系统）。放油活门可由飞行员在任何时刻均能关断，并有最少油量自动关断功能。3-13-1飞机结构与系统Page34应急放油系统3-13-1飞机结构与系统Page35空中放油系统组成：位于翼尖的两个应急放油喷嘴；两个应急放油活门；两个超控/应急放油泵；两个应急放油泵（每个内主油箱）；两个主油箱转换活门；四个备用油箱转换活门；应急放油控制电门。3-13-1飞机结构与系统Page36输（供）油系统输油系统输油方式重力输油适用于油箱比发动机高的飞机，构造简单，但飞机速度增加、机动飞行时，供油不能满足发动机工作的要求。气压输油密封的油箱中通入一定压力的气体，如二氧化碳、氮气或发动机引气。系统较重、复杂，只用于军机副油箱供油动力（油泵）输油3-13-1飞机结构与系统Page37动力供油系统3-13-1飞机结构与系统Page38输（供）油系统输油系统组成主供油系统向发动机、APU供燃油辅助供油系统保证用完油箱中的剩余燃油避免水分在油箱底部积累平衡（交输）供油系统控制飞机重心，保持平衡3-13-1飞机结构与系统Page39主供油系统采用电动离心泵作为供油动力，将燃油从油箱抽出并增压，向发动机和APU提供一定压力和流量的燃油可控制各油箱的供油顺序供油顺序：先中央油箱，再两翼内的主油箱，以减小机翼根部所受弯矩3-13-1飞机结构与系统Page40主供油系统用油顺序控制：采用开启压力不同的油泵出口单向活门采用不同工作压力的油泵采用油面传感器+程序电门控制油泵的开启3-13-1飞机结构与系统Page41主供油系统用油顺序控制3-13-1飞机结构与系统Page42辅助供油系统与主供油系统同时工作保证通气、增压、油箱中燃油的排出和用完剩余燃油利用引射泵抽吸油箱底部含水燃油，送至油泵入口，从而供入发动机烧掉，因此也称为燃油除水系统发动机3-13-1飞机结构与系统Page43平衡输油系统通过燃油交输系统纠正飞行中左、右油箱出现燃油量消耗不均衡的情况3-13-1飞机结构与系统Page44动力供油系统主要附件燃油泵进口压力不大的情况下，保证输送所需的燃油；重量轻、尺寸小、工作可靠、寿命长叶片泵离心泵轴流泵：效率低喷射泵（引射泵）3-13-1飞机结构与系统Page45动力供油系统主要附件燃油泵——电动离心泵:通过离心力的作用，将机械能转换为液压能流量大、压力低、重量轻，泵失效停转时允油液流过压力损失泄漏损失撞击损失3-13-1飞机结构与系统Page46离心泵的特性压力-流量特性高空条件下的压力-流量特性动油泵电流与流量的关系气蚀现象和防气蚀压力余量3-13-1飞机结构与系统Page47动力供油系统主要附件燃油泵——喷射泵（引射泵）没有运动部件，燃油泵出口压力作为引射泵的动力流吸油管可放在油箱中任何地方3-13-1飞机结构与系统Page48动力供油系统主要附件活门类型功用及特点供油活门手动阀锥形阀芯转阀，解决漏油问题电磁阀瞬时通电（防火）交输活门发动机交输活门允许任一油箱向任一发动机供油油箱交输活门保证油量平衡；用于单点加油单向活门泵出口单向活门防止油液倒流；进行顺序控制隔板单向活门保证泵周围充分充满燃油防止飞机姿态变化导致油泵抽空3-13-1飞机结构与系统Page49燃油系统的状态监控一、油量表油量表有电子式和机械式，用以计量油箱中剩余的燃油量。（一）浮子式油量表原理：将右面的高度变化的非电量转换成电量，用有关邮箱形状的参数加以校正后送到指示器。（二）电容式油量表以测量安装在油箱内传感器的电容值的原理为基础，把油面变化转换为电容值的变化。（三）磁性油尺地面加油时用的辅助性仪表。3-13-1飞机结构与系统Page50浮子式油量表工作特点：感受油面的高低，指示为容积油量磨损、卡滞、温度波动可造成指示不准确3-13-1飞机结构与系统Page51电容式传感器电容器的电介质是燃油和燃油之上的空气。电容值与油面高度之间具有单值函数的关系电子式油量指示系统直接测量油箱内燃油的重（质）量容量3-13-1飞机结构与系统Page52油尺现代飞机上最常用的机械油尺,即磁性浮子式油尺油尺是在维护时采用的辅助测量工具3-13-1飞机结构与系统Page53燃油系统的状态监控二、燃油消耗表计量燃油的每小时消耗量和累计消耗量，同时验证飞机当时的剩余燃油量。工作原理：基于磁阻原理三、其它仪器（一）密度计带沉入式浮子、振动式、其它原理设计的密度计（二）压力信号器也叫压力电门，借助信号灯告知飞行员油箱中燃油已经耗尽或是增压泵工作不正常，或者作为控制电路上的保护控制器。（三）油位传感器感受油面位置的仪器传感器，可以感受低位，也可感受高位。四、监控线路是连接传感器、指示器、开关和控制器以实现其监控作用的电路。3-13-1飞机结构与系统Page54压力指示、温度指示燃油系统的状态监控3-13-1飞机结构与系统Page55燃油系统的维护工作一、故障树分析法故障树分析法是将故障寻找步骤用树形图表示出来，是既直观又科学的逻辑推理图表，它能帮助维修人员既快又准确地判断故障原因并采取相