浅析飞机燃油箱串油现象对飞机航线运营的影响

姜亮 邓丁奇 高广拓

摘 要

飞机燃油箱串油现象是民用航空飞机在长时间航线运营过程中容易出现的一种燃油系统故障。以某机型飞机为例，介绍了航线主流机型整体燃油箱的设计布局;针对飞机燃油箱串油问题，从适航性、安全性、机组操作和航空公司运营成本等角度，对可能引发的各类不利影响进行了归纳和总结;并指出了航线在役飞机运营中通常容易引发燃油箱串油渗漏问题的薄弱环节和常规检测手段;可为航空公司相关从业人员提高对飞机燃油箱串油问题的认识提供参考。

关键词

飞机燃油箱;串油;影响分析

中图分类号： V233.2          文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.025

0 引言

目前，国内主要大型航空公司运营的飞机，通常采用整体燃油箱设计形式;即利用飞机机翼或机身结构的上下壁板（蒙皮）、前后梁和结构肋板等围成油箱结构，用于贮存航空燃油[1-2]。在飞机长期的航线运营过程中，燃油污染物沉积、燃油微生物滋生、密封胶老化、部件维护不及时等问题通常难以完全避免，由此可能会导致飞机相邻燃油箱之间发生燃油渗漏的现象。通常，将这种燃油从飞机燃油箱内的一侧油箱渗漏至相邻一侧油箱的现象叫作燃油箱串油现象，又叫燃油箱内漏现象。

本文首先从适航性、安全性、机组操作和航空公司运营成本等角度，就燃油箱串油现象对飞机航线运营的影响进行了归纳和总结，接着对引发燃油箱串油问题的常见故障原因进行了分析和总结，并指出航线在役飞机运营中最容易引发燃油箱串油渗漏问题的薄弱环节和常规检测手段;以期为航空公司相关从业人员提高对飞机燃油箱串油问题的认识提供参考和思路。

1 飞机燃油箱布置简

对于航线上运营的大部分民用客机，根据飞机上燃油箱布置的相对位置，通常可将燃油箱分为左机翼油箱、右机翼油箱和中央油箱，各油箱之间通过密封的肋板结构进行物理分隔，以保证相邻油箱相互之间不发生串油。

以某机型飞机的燃油箱设计布局为例，其燃油箱布局示意图（沿航向视图）如图1所示，按照飞机燃油箱的布置位置，可将飞机燃油箱分为左机翼油箱、右机翼油箱和中央油箱。

当飞机燃油箱出现串油（内漏）时，燃油液位较高的一侧油箱内的燃油会在重力高度差的作用下向燃油液位较低的一侧油箱内渗漏。通常，燃油从外侧机翼油箱向中央油箱渗漏的情况，要较燃油从中央油箱向外侧机翼油箱渗漏的情况更为常见。

2 燃油箱串油问题的影响分析

飞机燃油箱串油现象，是民航飞机长时间航线运营过程中一种较为常见的燃油系统非正常现象。本节对由飞机燃油箱串油问题导致的不利影响进行了归纳和总结。

2.1 导致燃油箱内燃油膨胀空间不足，引发适航安全风险

根据《中国民用航空规章》第25部运输类飞机适航标准中第25.969条款，条款明确规定：“每个燃油箱都必须具有不小于2%油箱容积的膨胀空间，必须使飞机处于正常地面姿态时，不可能由于疏忽而使所加燃油占用膨胀空间。”[3]

当飞机燃油箱出现串油（内漏）故障时，如果飞机外侧机翼油箱内燃油液位高于中央油箱内燃油液位，在燃油液位差的作用下，外侧机翼油箱内燃油将不断地向中央油箱渗漏，导致中央油箱内的燃油液位不断升高，直到中央油箱内燃油的膨胀空间被完全挤占掉。由此导致飞机燃油箱内留存的燃油膨胀空间不足，不满足适航条款25.969要求，且存在较大的安全风险。

2.2 影响飞机集油箱内燃油液位高度的维持能

对于大型民用航空飞机，在飞机主燃油箱内通常布置有集油箱，燃油泵布置在飛机集油箱内。设置飞机集油箱的目的，是为了在飞机地面滑行和空中机动飞行过程中，燃油泵可以始终连续地向飞机发动机提供源源不断的燃油。基于上述目的，就要求飞机集油箱在飞机任何机动飞行姿态下都能够始终维持较高的燃油液位[4]。

对于飞机集油箱，一方面燃油泵需要从集油箱抽吸燃油，供给发动机消耗;另一方面，燃油引射泵从集油箱外抽吸燃油不断地给集油箱补油，以维持集油箱内的较高液位。当出现燃油箱串油（内漏）故障时，尤其是串油渗漏量较大时，集油箱内的燃油补油速率满足不了发动机消耗速率和串油渗漏速率之和，即出现集油箱“供不应求”时，集油箱内的燃油液位高度将无法保持。该种情况下，如果飞机进行较大的机动飞行动作时，由于集油箱内燃油液位原因，将可能出现发动机转速不稳定，甚至发生空中停车事故。

2.3 容易触发飞机左右不平衡油量告警

大型民用航空飞机通常均设计有不平衡油量告警功能，在飞行过程中当飞机左、右机翼油箱内剩余燃油量之差超过一定数值时，就会触发左右不平衡油量告警信息，提示飞行员需要进行左右翼交输供油，以纠正油量不平衡。

通常情况下，飞机左、右机翼油箱对称，左、右发动机的燃油消耗量也基本相当，飞行中较少触发左右不平衡油量告警。但当飞机燃油箱出现串油（内漏）故障时，由于出现串油渗漏现象一侧的机翼油箱内燃油液位下降较快，导致左右两侧机翼油箱内燃油量差异逐渐扩大，达到告警油量值后即会触发驾驶舱内的CAS告警警报提示飞行员左右机翼油箱油量不平衡[2，4]。

在收到CAS提示左右不平衡油量告警信息后，飞行机组需要飞行手册执行交输供油或差异化耗油措施来纠正左右机翼油量不平衡，直到CAS告警信息消除。由于燃油箱串油渗漏现象仍在存在，在飞机飞行一段时间后，又会重新触发该告警，需要飞行员再次按照飞行手册执行不平衡油量纠正操作，从而导致飞行机组的操作负担增加。

2.4 影响航空公司飞机派遣率，增加航线运营成本

考虑到上述飞机燃油箱串油问题可能对飞行安全带来的不利影响，一旦飞机出现燃油箱串油渗漏故障，航空公司将别无选择地需对故障飞机进行停飞维修。对故障飞机进行维修维护时，需要排空飞机燃油箱内剩余燃油油料、打开燃油箱维护口盖、持续通风，然后进行故障定位和维修，待维修操作完成后，还需对完工后的飞机燃油箱进行清洁维护、功能检查等工作。上述活动一般需要一周到半个月的时间，由此导致飞机利用效率降低，进而给航空公司运营收入带来较大的损失，且飞机维修维护还导致了航空公司航材成本和人力成本的增加。

3 引发燃油箱串油问题的常见原

结合航线在役飞机运营经验来看，可能引发飞机燃油箱串油渗漏故障的位置通常包括：{1}结构密封肋板上经涂胶密封的孔隙。{2}密封肋板上过框接头的安装密封。{3}密封肋板上过框安装的管路接头密封。根据工程经验，燃油箱内管路连接接头和密封肋板上过框接头安装可靠，失效概率极低;相对而言，由于结构密封肋板上孔隙密封涂胶不到位、密封胶老化、松脱等因素引起燃油渗漏更容易造成燃油箱串油渗漏问题。

当航线运营过程中出现燃油箱串油渗漏现象时，应首先通过气泡检测法、惰性气体检测法等手段对密封肋板结构进行检查，判断密封肋板结构上是否存在渗漏点。

4 总结

本文首先对民用航空飞机燃油箱串油现象进行了介绍;以某机型飞机为例，介绍了目前航线主流机型飞机整体燃油箱的设计布局;接着，本文针对飞机燃油箱串油问题引发的燃油箱内燃油膨胀空间不足、影响飞机集油箱内燃油液面高度维持能力、容易触发飞机两侧机翼油箱油量不平衡告警，以及影响航空公司飞机派遣率增加航线运营成本等不利影响进行了归纳和总结;然后，对引发飞机燃油箱串油问题的常见故障原因进行了分析和总结，并指出航线在役飞机运营中最容易引发燃油箱串油渗漏问题的环节和常规检测手段;以期为航空公司相关从业人员提高对飞机燃油箱串油问题的认识提供参考和思路。

参考文献

[1]党铁红.民用飞机机翼气动设计及优化[J].民用飞机设计与研究，2003（01）.

[2]丛楠.航空燃油测量系统设计与实现[D].2014.

[3]中国民用航空局.中国民用航空规章第25部运输类飞机适航标准[D].2011.

[4]张娟.先进飞机中燃油系统的综合化控制与管理[J].航空计算技术，2008，38（2）：96-99.