某机型燃油系统多余物污染的排故方案研究

田寅

摘 要：燃油系统是飞机的关键系统之一，燃油系统污染不但会对燃油系统部件带来损害，还可能危及发动机的正常工作，从而影响飞机的安全飞行。本文在理论与实践的基础上，分析与排除某型飞机燃油系统金属屑多余物污染这一异常危险故障的方法和步骤，为此类燃油系统污染排故提供了借鉴。

关键词：燃油系统;多余物;污染;整体油箱;导管

某型飞机飞行中发现耗油顺序异常，经地面耗油顺序检查发现一号油箱内液动涡轮泵不工作，拆下此泵发现泵内存在大量金属屑造成液动涡轮泵卡滞。

某型机燃油系统由四个整体油箱和相关管路及附件构成，分布于前后机身以及中央翼和外翼。整个燃油系统又分为供油分系统，输油分系统（各油箱之间），输油控制分系统，动力燃油分系统，加油分系统，通气增压分系统，油量-耗量测量分系统等多个子系统。一旦在管路内发现多余物，则多余物可能随管路内燃油流动至各个油箱，波及整架飞机。燃油系统污染不但会对燃油系统部件带来损害，还可能危及发动机的正常工作，影响飞行安全。因此，对多余物的来源以及多余物可能扩散的范围必须进行严谨的分析，从而准确的定位多余物污染所涉及的范围，才能保证故障的完全排除，避免多余物遗留。而由于某型机油箱全部为整体油箱的形式，部分位于油箱内封闭区的导管无法拆卸，如何排除此类导管内的多余物也是排故的难点。

鉴于此故障的典型性以及排故的复杂性，本文所探讨的排故方案对日后类似问题的处理意义重大。

1、问题概述及分析

某型机发生耗油顺序异常故障后，在地面耗油顺序实验中发现1号油箱内液动涡轮泵始终未工作，打开1号油箱检查发现液动涡轮泵内存在大量金属屑造成液动涡轮泵卡滞。更换此故障泵后重新进行耗油顺序检查，泵工作无异常且耗油顺序功能正常。为确认故障液动涡轮泵内金属屑来源，分析燃油系统原理图后确定驱动故障液动涡轮泵的动力燃油来自右发动机驱动的燃油增压泵。拆下此增压泵检查发现泵内叶片严重打伤且泵内发现一螺栓多余物。至此，多余物来源已准确找到。但金属屑在整个燃油系统的扩散范围仍需分析确定。

因多余物来源为动力燃油分系统的泵，因此首先分析动力燃油分系统。动力燃油分系统的动力源是2台安装在发动机舱的外置飞机附件机匣上由功率分出轴驱动的燃油增压泵。从供油总管路引出的燃油经过此燃油泵增压后，作为燃油系统所有的液动涡轮泵和射流泵的动力燃油及启动和关闭这些成品附件的控制燃油。因螺栓进入燃油增压泵，导致此泵损坏并产生金属屑，金属屑通过动力燃油的循环流动，造成动力燃油分系统全系统污染。 参照燃油系统原理图，以系统内各个成品及功能附件为节点对燃油管路进行分段，再对各段管路进行进一步分析，确定了一部分动力燃油管路由于动力燃油需经过一个燃油滤后流入这部分管路，所以此部分管路附件不存在污染。

再分析供油分系统。飞机在正过载飞行状态时，由安装在2号油箱消耗舱内的2台液动涡轮泵经过供油总管向发动机供油。在零、负过载的飞行状态下，由蓄压油箱和安装在2号油箱消耗舱內的吸油口较高的1台液动涡轮泵向发动机供油，在发动机地面起动时，直流电动泵工作并向燃油总管供油，提供发动机起动时所需燃油。同时，此直流电动泵提供的部分燃油还输送到燃油增压泵，经此泵泵增压后作为燃油系统的动力燃油。供油分系统中的液动涡轮泵的动力来源于动力燃油分系统，动力燃油带动液动涡轮泵工作后，动力燃油通过回油管路进入主供油管路。动力燃油分系统和供油分系统为连通状态，且两分系统间不存在燃油滤，因此污染物可以进入供油分系统。参照燃油系统原理图，以系统内各个成品及功能附件为节点对燃油管路进行分段，再对各段管路进行进一步分析，确定了所有供油分系统管路均存在污染可能。

对通气增压分系统，油量-耗量测量分系统等其他燃油系统的子系统参照原理图进行分析，均不存在被污染可能。

2、工艺分析及方案制定

通过以上分析确定出了哪些管路受到污染需要清洗。这些管路以及管路上的成品分布于飞机的四个油箱内以及油箱之间的机舱内。除了消耗舱油箱外，其余各油箱均充填了聚氨酯泡沫塑料，用以阻燃防爆。为清除燃油系统内的多余物，首先需将油箱口盖打开，移除聚氨酯泡沫，然后拆除被污染的各个成品及功能附件返厂进行分解检查并修复。拆下的聚氨酯泡沫进行目视检查，对于发现金属屑的泡沫换新。

对于被污染的管路，由于成品及功能附件被拆除，燃油系统内各管路间的逻辑关系已不存在，所以无法用燃油循环清洗管路，因此只能将管路分段进行清洗。对于开敞的区域，将导管拆下离机清洗，而油箱内无法拆下的管路则在机上清洗。清洗方法采用清洁的压缩氮气对导管内腔进行多次吹洗，在导管出口端用清洁的、用煤油浸湿的白布包扎，以便收集导管内的金属屑。

清洗完成后，恢复之前离机的导管及成品，目视检查整体油箱内部所有内壁及管路，确认清洁无多余物后，将聚氨酯泡沫填充进油箱，并恢复口盖的安装。

至此，飞机燃油系统恢复至完整状态，之后用燃油试验台连接飞机，对飞机进行三次燃油耗油顺序检查工序，以便在耗油的同时借助燃油在导管内流动的冲刷力进一步清洗燃油系统管路。最后一次抽取燃油油样化验，清洁度应合格，检查飞机燃油滤不应存在铝屑。

3、方案实施

此次排故涉及四个油箱，管路及成品众多，工作量极大。在此以四号油箱的排故过程为例，其余油箱工作内容类似。

动力燃油分系统在四号油箱内有成品燃油控制阀1个以及相关管路，燃油控制阀位于油箱内中部;供油分系统在四号油箱内有一个位于油箱尾部的液动涡轮泵及相关管路。

首先需拆除油箱后侧的电缆及导管，以便拆下伞舱。拆下伞舱后，便可拆下四号油箱尾部的大口盖。通过尾部大口盖处取出液动涡轮泵。通过设备舱口盖拆下油箱前壁板前的动力燃油导管及供油系统导管。四号油箱其余口盖都位于飞机外表面，可直接拆除口盖。拆除口盖后将油箱内所有聚氨酯泡沫取出，再通过位于中部的口盖拆除燃油控制阀。四号油箱内空间极不开敞，导管无法拆下，故用氮气瓶接减压器及软管对导管进行吹气清洗。通过实验我们确定吹洗导管的压力控制在0.4-0.6mPa比较合适。供油管路通过拆下的液动涡轮泵与供油管路连接的接口处吹气进行清洗。

导管吹洗干净后，恢复成品安装，涉及的密封圈换新。之后对油箱内壁及所有管路、系统附件进行目视检查，确认无多余物后，将聚氨酯泡沫填充进油箱，并安装口盖。某些口盖是用聚硫型密封胶密封的。在工厂装配时，此种密封胶是在部件状态下进加温炉高温硫化的，仅需1昼夜。外场维修不具备加温条件而常温完全硫化需14昼夜，时间过长。根据以往的维修经验及实验数据，此型密封胶常温硫化3昼夜时，虽未完全硫化达到最高强度，但已可以满足油密试验所需强度。因此，在口盖密封完成后经3昼夜常温硫化，对飞机加油，多次做耗油顺序检查工序，进一步冲洗燃油管路。并同时检查油箱的口盖有无渗漏。从油箱放油活门接油箱进行化验，油样合格，多余物已清除干净，飞机故障排除。以上工作完成后，安装伞舱，飞机恢复至完整状态。

4、结论

通过本次对某型机燃油系统多余物污染的排故，经实际使用验证，多余物已完全清除，飞机重新投入正常使用，证明了我们的故障原因分析准确，多余物的污染范围确定无误，排故方案及工作计划制定合理，在最短的时间内排除了故障。随着我国航空事业的快速发展，各型飞机数量也在迅速的增长，此次排故的经验对处理同型号或类似飞机的燃油系统污染故障的排除提供了借鉴和指导。同时，此次排故工作量的巨大和问题的复杂性也提醒我们在飞机的生产和使用过程中一定要严格控制多余物，消除故障隐患。

参考文献：

[1]陈同安.飞机制造工艺技术指南[M].沈阳飞机工业（集团）有限公司，1996

[2]范玉青.现代飞机制造技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001