航空燃油系統(tǒng)介紹

1、航空燃油系統(tǒng)介紹摘要飛機上的許多關(guān)鍵系統(tǒng)及使用特性都是由設(shè)計團隊按章程逐步設(shè)計解決。飛機燃油系統(tǒng)是其中的一個重要而又復(fù)雜的系統(tǒng)， 發(fā)動機依靠燃油燃燒產(chǎn)生熱量作功，推動飛機飛行。燃油是飛機的能源，燃油系統(tǒng)是飛機能源的供給系統(tǒng)。組成局部。飛機燃油系統(tǒng)的功用是儲存燃油，并且在允許的飛行狀態(tài)和飛行高度下，在這里我們只討論燃氣渦按需要的壓力和流量， 平安可靠地將燃油供給發(fā)動機。輪飛機以及小型噴氣式飛機和軍用飛機。關(guān)鍵詞 ： 飛機燃油系統(tǒng)， 能源供給， 飛行，渦輪發(fā)動機AbstractOn the plane and use many of the key system characteristics a

2、re the by-laws by a design team design step by step. Aircraft fuel systems is an important and complex system, the engine relies on fuel combustion heat performance, promoting the flight. Energy in the fuel is aircraft, aircraft fuel systems of energy supply systems. Component. Aircraft fuel systems

3、 function is to store fuel and allowed under flight conditions and altitude, pressure and flow as needed, safely and securely to the supply of fuel engine. Here we discuss only aircraft gas turbine, and small jets and military aircraftKey words: Aircraft fuel system, energy supply, flying, turbine j

4、et engine.word.zl.引言如果把飛機當做一個活生生的人，那他的心臟就是發(fā)動機，而飛機燃油系統(tǒng)就是為心臟提供源源不斷的 “血液。 那么燃油系統(tǒng)又有多重要呢？在美國就發(fā)生過這樣一件事， 某飛行器因為燃油系統(tǒng)損壞漏油， 飛行員麻木大意以為系統(tǒng)誤報， 結(jié)果在飛機準備進場時飛機燃油耗盡， 最后迫降附件田野， 造成一名乘客死亡。從這血的教訓(xùn)可見，飛機燃油系統(tǒng)對飛行平安的重要性。 【 1】本文里首先我們一起認識航空燃油系統(tǒng)， 知道什么是加油系統(tǒng)什么是放油系統(tǒng)， 為什么加油系統(tǒng)又分為重力加油系統(tǒng)， 壓力加油系統(tǒng)等等。 然后再就一個機型例子分析現(xiàn)代大飛機航空燃油系統(tǒng)的特點和工作原理， 以便我們更形

5、象更直觀地理解航空燃油系統(tǒng)。1飛機燃油系統(tǒng)的概念燃油系統(tǒng)是用來為發(fā)動機和 APU儲存和提供燃油的。飛機燃油系統(tǒng)可分為兩大類，外燃油系統(tǒng)和內(nèi)燃油系統(tǒng)，外燃油系統(tǒng)的油箱及其附件，而發(fā)動機上還 有一套系統(tǒng)將燃油輸送到燃燒室內(nèi)去，送到燃燒室去的稱為內(nèi)燃油系統(tǒng)。上凱巔溫率最儲存招油_向哀動機供峨域油吟邳其他事端成平番W機抨系統(tǒng)桃蠲幽管理M 身套信號摘求見017-20=1 17-1K機燃油系螳的期儺及空應(yīng) Q1T-3信號指示地消管里醫(yī)】了一4總的來說，飛機燃油系統(tǒng)是用來儲存機載發(fā)動機含輔助動力裝置需用的燃油, 并在飛機允許的一切飛行狀態(tài)和工作條件下，按一定的順序向發(fā)動機不連續(xù)地供 給規(guī)定壓力和流量的燃油。

6、另外，燃油系統(tǒng)還具有冷卻飛機上其他設(shè)備或系統(tǒng) 和保持飛機重心于規(guī)定范圍內(nèi)等附加功能。飛機的燃油系統(tǒng)還包括以下圖兩個子系統(tǒng)：傅：*電力W猛力加油國C7-3 加油麻虢的組成剛性油箱 撐橫箱或象含材料軸NI鱉體油箱,執(zhí)Bb裁港鞘I-I自封油*I口一!* 工軟片T. - I_非自封就餐不茍投棄幅帽7-2 簫油箱的種類1.1 飛機燃油系統(tǒng)的設(shè)計飛機燃油系統(tǒng)總體設(shè)計，是該系統(tǒng)的頂層設(shè)計，它的主要任務(wù)是將飛機的任 務(wù)目的，任務(wù)，環(huán)境，約束條件和效能度量具體化，然后制定具體型號的飛機燃 油系統(tǒng)假設(shè)干的典型任務(wù)剖面和設(shè)計標準， 通過審批，使之成為燃油系統(tǒng)的設(shè)計 依據(jù)，并向各分系統(tǒng)輸出設(shè)計要求。在此根底上形成系統(tǒng)

7、方案的根本設(shè)計思想， 確定諸如油箱形式、供輸油方式、油泵使用能源、燃油管理裝置，以及燃油系統(tǒng)的特殊功能要求等的實施。同時，協(xié)調(diào)、控制各分系統(tǒng)的接口關(guān)系，對各分系 統(tǒng)的方案進展綜合權(quán)衡等。1.2 飛機燃油系統(tǒng)的組成與工作原理1.2.1 組成的部件主油箱回油管*0(9芮科除同* W再 1 tGkfrLCurri要了解飛機燃油系統(tǒng)首先我們來看看上面這張燃油系統(tǒng)的簡圖：(1)第一步，燃油先從副油箱流入主油箱，飛機一般先消耗副油箱的燃油，并 且要盡量保證主油箱為滿油。(2)第二步，燃油流入發(fā)動機的燃油泵之前燃油在輸油管內(nèi)流動時，耗油量會從耗油表發(fā)出信號，駕駛員通過座艙內(nèi)的儀表就可以知道每臺發(fā)動機的耗 油

8、量。燃油還要經(jīng)過防火開關(guān)，萬一發(fā)動機發(fā)生故障著火時，駕駛員立即 關(guān)閉防火開關(guān)，就可以停頓向發(fā)動機供油，以防火焰漫延。(3)第三步，燃油進入飛機發(fā)動機之前都需要加壓，所以要經(jīng)過燃油泵加壓。油箱底部有放油開關(guān)， 因為更換油箱或者油泵時， 通過放油開關(guān)可以放出 油泵沒抽盡的剩余燃油。所以從上面可以看出來， 飛機燃油系統(tǒng)根本上是由油箱， 油泵， 燃油管路以及油箱的附件組成。1.2.1.1 油箱的分類盛裝燃油的油箱，有軟油箱、硬油箱和整體油箱三種。（ 1） 軟油箱 ， 現(xiàn)代飛機上采用的軟油箱， 主要特點是能從不大的艙口放進飛機的油箱艙內(nèi)， 充分利用飛機內(nèi)部各種形狀的可用空間， 增加貯油量， 并且不受振動

9、的影響， 不易產(chǎn)生裂縫或損壞。 普通軟油箱壁， 由內(nèi)襯耐油橡膠和外層涂膠布組成。 有的油箱厚度甚至不到一毫米， 重量較輕， 而且中彈后彈孔較小， 因此， 軟油箱得到廣泛應(yīng)用。 軟油箱沒有受力骨架， 所以，燃油和增壓氣體的壓力都是靠油箱艙壁來支承。 因此， 油箱的外廓尺寸都稍大于油箱艙，以便在內(nèi)壓作用下油箱緊貼在艙壁上。（ 2） 硬油箱 ， 機體內(nèi)的高溫區(qū)， 以及油箱艙不能承受內(nèi)壓的情況下， 一般可以安裝金屬硬油箱。硬油箱多由防銹的鋁合金制成。（ 3） 整體油箱， 利用機翼或者機身本體的一局部構(gòu)造構(gòu)成的油箱， 稱為整體油箱。 采用整體油箱可以顯著降低燃油系統(tǒng)的重量， 最充分地利用機體內(nèi)部空間貯油

10、。 因此， 在現(xiàn)代飛機上應(yīng)用很廣。 整體油箱除了應(yīng)滿足構(gòu)造的各項要求外， 還應(yīng)保證可靠密封。 為此， 常采用整體壁板以減少構(gòu)造的連接縫，同時還要有可靠的密封措施。在一架飛機上， 可以兼用兩種以上的油箱， 因為它們各有優(yōu)缺點， 有各自適用的范圍1.2.1.2 油箱位置【4】燃油箱布局是飛機總體設(shè)計的任務(wù)。 燃油箱布局對飛機的性能、 重心和慣量，對飛機燃油系統(tǒng)的設(shè)計， 尤其是對燃油系統(tǒng)的重量和可靠性有很大的影響， 是燃油系統(tǒng)設(shè)計的根底。 因此，在開場飛機總體布置時，燃油系統(tǒng)的設(shè)計人員應(yīng)主動了解并參與燃油箱的布置工作， 在工作中一方面使總體布置時盡量考慮燃油系統(tǒng)的要求， 另一方面應(yīng)注意局部服從全局，

11、 使燃油系統(tǒng)的設(shè)計從一開場具有比擬合理的約束條件。燃油箱的位置和形狀應(yīng)考慮以下因素。(1) 按有關(guān)要求布置機內(nèi)燃油箱。按有關(guān)要求布置副油箱。要選擇這樣的油箱位置，即完全加滿油的飛機重心，要靠近未加油時的飛機重心。(2) 在配合總體布置燃油箱時，需要設(shè)計油箱的安裝通路。應(yīng)做到拆裝一個軟油箱時不需拆裝其他軟油箱或主要構(gòu)造零件。 油箱艙軟油箱安裝口尺寸取決于油箱類型及尺寸。以下圖為民機油箱布局：.word.zl.圖I ? 惻型的認輸朝部油筋布的以下圖為一般軍機的典型油箱布局：1.2.1.3燃油系統(tǒng)的其他部件 飛機的燃油需要泵來加壓，使之能有適宜的壓力流到適當?shù)牡胤?如主油箱,配重油箱，或者說發(fā)動機。

12、而飛機上常用的燃油泵有：齒輪泵，引射泵,離心泵上圖紅圈處為離心泵上圖為引射泵飛機倒飛時是需要確保供油的連續(xù)不斷， 以保障飛行平安，因此在油箱內(nèi)需要裝置有倒飛供油裝置，如右圖1.2.2工作原理航空燃油系統(tǒng)的工作原理一般有兩種，分別是重力供油和壓力泵供油它們分別 是 如 下 示 意 圖OraJisysl-rriU-E J3LIEP systRi51圖上半局部為重力供油，它是油箱在發(fā)動機的相對上部，由重力使燃油自然流向 發(fā)動機，具優(yōu)點是構(gòu)造簡單，本錢低廉，維修保養(yǎng)都方便，。但是缺點也明顯， 它的供油壓力很低，且飛機不能倒飛，能做的機動動作很有限，令飛行姿態(tài)受限。圖的下半局部是油泵壓力供油，油箱可在發(fā)

13、動機之下。燃油泵把油箱中的燃油抽到發(fā)動機，具優(yōu)點是平安可靠，使燃油到發(fā)動機油泵時已經(jīng)有一定的壓力，所以發(fā)動機油泵功率可以更低。缺點是供油系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，重量增加，維修保養(yǎng) 費用高。但是現(xiàn)代飛機基于可靠性一般都使用后者供油2燃油系統(tǒng)實例一一A380-300燃油系統(tǒng)詳細分析【4】2.1油箱總體布局及功能特點A380-300作為當今最大的客機，具上面的系統(tǒng)的功能是復(fù)雜多樣的，就從燃油系統(tǒng)而言它的各種燃油轉(zhuǎn)輸功能多樣，在某些情況下還相當復(fù)雜，包括1耗油順序在飛行過程中，燃油管理系統(tǒng)將燃油從內(nèi)側(cè)和中間燃油箱轉(zhuǎn)輸?shù)焦┯拖洌?以使 供 油箱根本保持滿油，直到內(nèi)供和中間油箱燃油耗盡 P外側(cè)機翼油箱和配平油箱，

14、通常是最后轉(zhuǎn)輸?shù)妮o助燃油箱。這是涉及到某個專用預(yù)定程序的過程，在此過程 中啟動維持飛機的橫向平衡。2機翼減載為減小飛存中的機翼彎曲應(yīng)力，在起飛之后被立即使燃油從內(nèi)側(cè)和中向油箱向 外18油箱轉(zhuǎn)輸，這些外側(cè)油箱通常保持滿油 直到巡航階段完畢3主動縱向重心控制配平油箱內(nèi)的初始燃油量，取決于飛機裝載，并作為加油分配過程的一局部來 確定。耗油時，飛機重心將向后移動，直到到達最正確巡航狀態(tài)。2.1.1FMMS燃油測量及管理系統(tǒng)現(xiàn)代大型客機的燃油管理系統(tǒng)大多由微電腦自動控制，加上必要的信息反應(yīng) 給機組，就可以完成高效平安的燃油系統(tǒng)管理。卜面以加油為例,加油時機組通過綜合加油板（IRP）選擇，F(xiàn)MMS提供自動

15、加油控制和人工加油控 制，也可由駕駛艙自動控制加油。由加油操作人員預(yù)選所箱要的燃油重量， 在加 油操作過程中 控制各個油箱燃油量的目標值，以維持縱向重心和橫向平衡到達預(yù)先確定的限定 值。應(yīng)執(zhí)行每一油箱燃油量目標值預(yù)測，以維持加油后的分配凡未保持加油限詩 值時，加油運行自動中斷。在IPR狀態(tài)消息顯示器上顯示出 整個加油狀態(tài)。以下圖是FMMS示意圖Ifi 12 35-廄1窩怙和管坪亭由tX店S，鄧只得以下圖是駕駛倉內(nèi)燃油面板800 4（段雁懿油援經(jīng)空中X + I .審.公1（同意抽油控制使用機內(nèi)燃油泵并且外部施加吸力，可以到達抽油目的。由操作人員使用IRP上目標燃油箱的加油/抽油電門，控制抽油，在

16、駕駛艙頂部儀表板 （OHP）上接通 油箱內(nèi)燃油泵。在抽油操作過程中，有完全的測量能力，但制止燃油特性以及完 整性檢查。2.1.2壓力加油系統(tǒng)壓力加油系統(tǒng)是負責(zé)給各油箱快速加油的，它包括：加油面板、加油總管、加油接頭、加油開關(guān)，給油箱間串油。油箱加油站在右翼端活門。加油站有可自動或人工控制的加油關(guān)斷活門， 加油站承受通過加油電源控制繼電器的 28 伏直流熱電瓶匯流條電源。 當翻開加油站門時繼電器工作， 當控制電門在翻開位時加油關(guān)斷，活門線圈通電，油壓正常時活門翻開。當油箱加滿時，浮子電門給加油關(guān)斷活門斷電，把控制活門放到關(guān)位。2.1.3緊急放油系統(tǒng)如飛機發(fā)生事故，在緊急迫降前，可能需要放放出機載

17、燃油，將飛機的重量降低到某個可承受的量級，而不會超過起落架設(shè)備的設(shè)計限制。要求應(yīng)急放油盡可能快速地將大量的機載燃油放出機外并在 到達最低平安油量前停頓放油。應(yīng)當成認，在這種應(yīng)急狀態(tài)下，駕駛員將會專心忙于駕駛飛機而不可能優(yōu)先花費珍貴時間來監(jiān)控應(yīng)急放油過程。因此，當今的現(xiàn)代運輸機上，采用精細設(shè)計的應(yīng)急放油系統(tǒng)，其必須防止非指令作動,也能夠在已經(jīng)達到某個預(yù)先確定的最低燃油最或飛機總重時自動停頓放油。放油的操作：由飛行機組選擇應(yīng)急放油，方法是通過帶保護罩的電門，使此系統(tǒng)預(yù)位并選擇此系統(tǒng)。機組可選擇某個具體油量（放油到總重，到達此油量時應(yīng)急放油功能停。否那么 ,將繼續(xù)進展應(yīng)急放油，直到到達最大著陸重量。

18、以下圖示應(yīng)急放油轉(zhuǎn)輸系統(tǒng)的原理圖，該系統(tǒng)專門使用后通道管。如圖 所示，應(yīng)急放油泵位于內(nèi)側(cè)和中間油箱內(nèi)。在應(yīng)急放油過程中，配平油箱全部轉(zhuǎn)輸?shù)絻?nèi)側(cè)油箱。應(yīng)急放油 閥 使后通 道 管與每 一 機翼內(nèi)的 應(yīng)急放 油桿管相連接。專魔般油彩筑原用圖2.2大飛機的類似維護方案1612.2.1 燃油通氣系統(tǒng)燃油通氣系統(tǒng)是保持油箱壓力接近周圍環(huán)境壓力的一個系統(tǒng)。燃油通氣系統(tǒng)的油通過余油管回到油箱，有火焰收集器防止高溫進入燃油通氣系統(tǒng)1當飛機爬升時通氣道和通氣管維持油箱和通氣油箱的壓力平衡油箱通過翻開通氣道通大氣通氣2在飛機巡航狀態(tài)或下降過程中 燃油通氣浮子活門保持 12號主油箱和通氣 油箱的壓力均衡，當燃油高度低于活門時，燃油排放到油箱中。 通氣管和通氣 道的排放浮子活門將通氣系統(tǒng)的通氣油箱的單向排放活門使氣壓平衡3當油箱出現(xiàn)過多正負壓力時，釋壓活門保護機翼構(gòu)造不受損壞，通常狀態(tài)下釋壓活門是關(guān)閉的，當它翻開后，釋壓活門將保持翻開狀態(tài)，推動復(fù)位手柄可以將其移動到關(guān)閉位。2.2.2中央油箱抽油系統(tǒng)中央油箱抽油系統(tǒng)利用一個引射泵將中央油箱的燃油導(dǎo)入 ， 1 號主油箱從而增加其可用燃油量2.2 3壓力加油系統(tǒng)加