某燃油系统输油顺序混乱问题的解决

张晓光，胡庆丰

（航空工业沈飞集团公司，辽宁 沈阳110850）

某燃油系统设计有X个油箱，可实现各时机状态下的供油，通过各油箱不同阶段的输油来平衡飞行器的重量、重心要求，提高飞行器的操纵、稳定性能，并保障各状态下发动机的供油。如空中真正出现各油箱内燃油输油混乱则对飞行器重量、重心有很大影响，尤其是着陆阶段，飞行器的重心前移或后移则直接改变飞行器的俯仰角度，甚至诱发飞行事故。本文主要分析燃油系统原理，确定故障诱发原因，快速处理故障，也为后续飞机燃油故障分析积累经验。

1　现象及机理分析

1.1　现象描述

某飞行器在模拟系统消耗燃油检查时，当剩余油量1 600 kg时，显示系统显示第X号油箱内油尽灯燃亮，说明此时第X号油箱内已经无燃油。但是约97 s后显示X号油尽灯又熄灭，23 s后X号油箱油尽灯再次燃亮，反复十多次，油尽信号始终未稳定出现，直至消耗燃油检查时工作结束。此现象说明，燃油系统第X号油箱内在反复进油、输油，燃油系统输油顺序混乱，未按规定时机耗尽第X号油箱内燃油。

1.2　机理分析

燃油系统第X号油箱包含如下功能附件：液动涡轮泵、交流电动泵、燃油控制阀、加油控制活门、双位活门、油量表传感器、油面信号器。

第X号油箱内燃油分为两阶段输油：

第一阶段输油：当飞行器耗油3 000 kg左右时，第X号油箱内燃油液面下降到液面射流传感器控制油面时，液面射流传感器工作，打开第X号油箱内的燃油控制阀，燃油控制阀控制动力燃油，使第X号油箱输油液动涡轮泵开始工作，第X号油箱内燃油开始一阶段输油。

当发动机消耗油量大于第X号油箱输油量时，第X号油箱内燃油继续下降到信号传感器工作，并控制第X号油箱内交流电动泵参与工作，这样实现交流电动泵与液动涡轮泵一起向X号油箱输油再提供给发动机消耗。当第X号油箱耗油至规定工作油面时，油面信号器发出信号接通燃油电磁阀截断信号，截断控制液动涡轮泵工作的动力燃油，液动涡轮泵与交流泵停止输油。

第二阶段输油：飞行器耗油8 000 kg左右后，第X号油箱液面开始下降到液面射流传感器位置，液面射流传感器工作，控制打开第X号油箱内的燃油控制阀，燃油控制阀接通动力燃油管路输油使液动涡轮泵再次开始工作，第X号油箱开始二阶段输油。

当发动机耗油量大于X号油箱输油量时，第X号油箱的油面继续下降至信号传感器工作液面时，第X号油箱内交流电动泵接通，至此交流泵与液动涡轮泵再次一起向X号油箱输油提供给发动机消耗。当X号油箱油尽时，由安装在油箱底部的油尽信号器发出信号，截断控制液动涡轮泵的动力燃油，液动涡轮泵停止工作，第X号油箱输油结束。

2　数据分析及故障树

分析系统记录数据：第X号油箱第一阶段输油时，油箱内的液动泵、交流电动泵、燃油控制阀、加油控制活门、双位活门等附件显示正常。只是当系统剩余油量1 600 kg时（第二阶段将输油结束），系统显示第X号油箱内油尽灯燃亮，约97 s后显示X号油尽灯又熄灭，23 s后X号油箱油尽灯再次燃亮，反复十多次，油尽信号始终未稳定出现，直至消耗燃油检查时工作结束。

结合X号油箱输油原理及记录数据分析，形成故障树如下（如图1所示）。

图1　第X号油箱油尽信号未正常发出故障树

3　检查验证

根据故障树，开展对13个底事件的排查，具体情况如下：

（1）燃油系统模拟消耗燃油检查时，机上验证座舱多功能显示器上第X号油箱内液动涡轮泵绿灯燃亮表明液动涡轮泵工作正常，可排除第1底事件‘液动泵’故障。

（2）更换X号油箱内的加油控制活门和双位活门耗油验证，故障现象依旧，可以排除第2、3底事件‘加油控制活门’和‘双位活门’故障。

（3）通过第X号油箱内放沉淀活门人为放出油箱内剩余燃油发现，油尽信号器可正常显示，可以排除油尽信号器异常（包含5、6、7底事件‘油尽信号器’、‘信号传输’，‘维护板显示’故障）。

（4）检查双位活门的机械连接导管时发现，余油射流泵动力油导管与双位活门加油控制路导管接反，说明底事件8‘控制管路连接错误’成立，即存在问题。

（5）将余油射流泵动力油导管与双位活门加油控制路导管恢复原位安装后，重新进行飞行器压力加油，飞行器各油箱可以显示加满，证明飞行器加油控制管路无异常。

（6）模拟飞行器消耗燃油顺序检查验证，系统各阶段输油顺序正常，当系统耗油至1 600 kg左右时第X号油箱油尽灯燃亮，飞行器耗油顺序检查功能正常，故障消失，可排查底 4、9、10、11、12、13 事件‘输油控制点’、‘电动泵泵出口单向活门卡滞’、‘燃油电磁阀出口单向活门异常’、‘动力油管路’、‘加输油管路泄漏’、‘液动泵工作动力燃油异常’故障。

4　原因定位

通过对故障树13个底事件的排查，发现4号油箱余油射流泵动力油导管与双位活门加油控制路导管接反。对于燃油管路接反分析如下：

如果X号油箱余油射流泵动力油导管与双位活门加油控制路导管接反，会造成X号油箱第二阶段输油时，两个加油控制活门处于打开状态，液动泵工作输出的燃油会有一部分经两个加油控制活门返回到X号油箱内，此时剩余燃油将在X号油箱内自身循环，当发动机大状态开车时，交流电动泵有时会参与输油，增加输油量，从而会使油箱内油尽信号灯闪亮，但不能输尽燃油。

通过上述检查、分析、验证，第X号油箱余油射流泵动力油导管与双位活门加油控制路导管接反是导致X号油箱油尽信号灯未正常燃亮的唯一原因。该处导管安装位置距离较近，并且导管与接头上无明确的对应标识，导致工人在安装过程中安装错误，为避免今后在工作中再次发生此类问题，已完善了导管设计，在工艺标准中增加导管安装对应标识，减少人为差错。

5　结束语

通过数据分析、画故障树以及模拟仿真验证等三方面手段能快速、准确地定位，第X号油箱余油射流泵动力油导管与双位活门加油控制路导管接反是导致油尽信号灯未正常燃亮的唯一原因，经试验验证故障排查有效。

本次故障的排查使设计也认识到燃油系统导管放错标识的重要性，为避免今后在工作中再次发生此类问题，已完善了导管设计，在工艺标准中增加导管安装对应标识，减少人为差错。