军用飞机配装热加油关键点浅析

2020-12-29吴宝林闫会明

教练机 2020年4期

关键词：排气口油箱燃油

吴宝林，闫会明，孙民

（航空工业洪都，江西南昌，330024）

0 引言

飞机热加油作业是指飞机在发动机或辅助动力装置工作时进行的加油作业。采用热加油方式，能够减少发动机寿命损耗，降低飞机的维护成本，缩短地面保障时间，提高加油作业效率。

美国在20世纪80年代就已经在主要机型上实现了热加油技术保障方式，并且在实战中得到了检验，能够使作战飞机地面停留加油及装弹时间压缩至15分钟内，为赢得制空权和战场保障的时效性起到了重要作用[1]。

相比常规加油系统，热加油安全影响因素更多，危险更大，只有在需要缩短飞机再次出动时间、抢夺制空权、提高作战效率时选择性实施，对热加油作业人员、作业流程也有较高的要求。本文研究分析了国外飞机热加油系统的原理，总结了热加油设计及使用要求，分析了设计及使用的关键点。

1 国外热加油使用情况

最初美国空军提出在发动机开车情况下进行飞机燃油补充、弹药填充等，以达到缩短再次出动准备时间，减少地面停留以及战机保障时间，避免动用一些场务保障装备，提高战机二次作战效能[2]。

同常规加油相比，热加油过程中发动机尾焰、进气道吸气以及油气点燃等安全影响因素更多，危险更大，美军规定只有在需要缩短飞机再次出动准备时间、抢夺制空权、提高作战效率时才可实施。

目前美国EA/A-6、A-7E、E-2、F-14、F-18C/D、F-22、S-3和AV-8等飞机都采用了热加油设计,并在20世纪海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争中得到了实战检验。本文将通过分析F-18C/D飞机热加油系统原理及安全性设计考虑，总结热加油系统设计、操作及地面设备的要求。

1.1 F-18C/D飞机热加油系统原理

F-18C/D飞机配备4个机身油箱、2个机翼油箱、2个机身消耗油箱和2个垂尾油箱，具备空中加油、地面正常压力加油、热加油功能。热加油系统主要由地面加油接头、加油管路、单向阀、加油通气阀、加油选择及控制装置、预检装置、信号指示及操纵控制板等设备组成。飞机燃油系统内部加油管路只有一套，并且与其他燃油系统管路不共用，进入每一油箱的加油管路单独设置了控制阀，可实现向机身、机翼每个油箱独立加油，F-18C/D加油系统原理示意图见图1。

图1 F-18C/D加油系统原理示意图

1.2 F-18C/D安全性设计考虑

1）原理方案设计考虑

通过上述分析可知，F-18C/D飞机热加油与正常地面压力加油原理基本一致，均具有预检系统、加油控制和显示功能。相比正常地面压力加油，增加油箱压力和流量指示功能，油箱压力指示功能能够反映飞机油箱内部压力是否在正常工作范围内，热加油时发出油箱超压告警时，应停止加油，降低由于油箱超压漏油产生火灾的风险。流量指示功能能够反映加油阀门是否工作正常，热加油时加油流量超出正常范围时，应停止加油，防止热加油作业后无法关闭加油阀，减少燃油流出，保证热加油作业的安全性[3]。

2）加油口及排气口布置考虑

热加油时发动机处于工作状态，为保证热加油作业人员的安全性，热加油口应尽量远离飞机尾部发动机尾焰、进气道前方吸气及易产生油气点燃的危险区域。在飞机进行热加油时，热加油作业人员应能够观察到飞机排气口附近是否出现油雾，排气口应布置在便于观察位置。其中F-18C/D飞机的加油口及加油控制面板布置于右侧进气道前方约5.2m处，并配备静电接地点，处于危险区域之外，F-18C/D排气口布置在飞机底部，便于热加油作业人员观察排气口情况[4]。

1.3 热加油系统设计及使用要求

通过对国外飞机热加油系统分析可知，热加油系统与地面压力加油系统原理基本一致，飞机的热加油系统一般与压力加油系统可共用一套成品。热加油系统的本质特征是“安全”，因此热加油系统相比常规加油在“加油系统安全”、“操作流程安全”、“作业设备安全”等方面提出了更为严格的要求。

1）热加油系统要求

使用热加油系统的飞机，应尽量使燃油系统简化，降低飞机的复杂程度，降低对场站设施/设备的依赖程度，最大化提升飞机再次出动准备性能。

同时，设计热加油系统时应充分考虑操作人员的安全性，防止加油过程中产生电火花，飞机应具有可靠的通气及排油系统，热加油过程中放油口、通气口产生的油气应能安全的排出机外，并采取多种措施降低加油过程中静电点燃油气的风险，保证加油过程的安全性，避免产生危害性的后果[5]。

2）操作流程要求

在制定热加油操作流程时，要充分考虑热加油作业人员实施的可行性，热加油操作流程应尽量简单、详细，明确加油前、加油中以及加油后的注意事项，并给出防范措施，同时还需明确对热加油操作人员技能/资质的要求。

3）作业设备要求

在热加油过程中，地面加油设备应安全可靠，热加油操作人员应能够快速与飞机加油接口连接及拆卸，地面加油设备应采取多种措施减少静电产生；热加油操作现场需配备多种灭火设备，以及应急救援设备，保证出现火情等应急情况下，能够及时进行处理。

2 热加油设计及使用关键点

通过对国外热加油飞机使用情况的研究，总结出热加油在系统方案设计、操纵流程、热加油使用等方面关键点如下。

1）热加油原理设计

热加油与压力加油均是用于满足飞机燃油补充需要，热加油可认为是发动机开车情况下的压力加油，两者系统功能基本一致，因此可以考虑热加油系统与压力加油系统尽量共用设备，从而降低飞机复杂程度并减少飞机成本及重量。由于热加油时需要更注重加油过程的安全性，因此，需要充分考虑加油过程中消除静电点燃油气的风险，在方案设计时考虑采取多种措施用于保证热加油安全，防止加油过程中产生电火花，避免产生危害性的后果[6]。

2）热加油口及排油/气口布置

发动机开车状态下，发动机尾焰和进气道吸气都可能对热加油操作人员造成伤害。因此，热加油接口在飞机上的布置位置应充分考虑热加油操作人员的可操作性，同时还需考虑热加油操作人员的安全性，保证热加油操作人员能够远离飞机危险区域，如发动机排气区域、发电机通风口、飞机尾钩区域、副油箱下方区域、进气道危险区域、武器发射通道等，保证热加油操作人员的安全。

热加油过程中高速燃油进入油箱溅射形成油雾，油雾随油箱内空气沿通气管排出，在排气口附近形成范围较大的高浓度油气，加注完燃油后如果加油设备没有自动停止，燃油将从放油口排出，易发生火灾，因此，应针对排油/气口产生的油气采取安全措施。

3）热加油操作流程

热加油之前，应注意检查热加油作业人员资质是否符合要求，加油设备是否符合相关认证标准；检查所有武器、外挂油箱是否牢固，检查放油阀门是否关闭；加油过程中，应保证飞机是在准确的加油位置，使用轮挡将飞机固定并连接好地线，连接机内外通话系统，将地面加油设备接地后再连接飞机，进行热加油预检，确认无误后进行加注燃油。加完燃油后，切断地面加油设备，并移开加油接嘴，断开接地线，断开机内外通话系统。

4）热加油作业人员

进行热加油作业的人员应为经过专业培训并取得相应资格的人员；热加油作业人员至少应有3人，一般为加油操作员、加油监察员和消防员；如果飞机具备机内外通讯系统，操作人员应使用机内外通讯系统与飞行员进行实时沟通，如果没有则需使用手势进行沟通。应注意的是，进行热加油之前，热加油操作人员应与飞行员沟通前一个飞行架次是否进行空中放油，如果进行过空中放油，则要检查放油阀；在热加油过程中，热加油操作人员需时刻关注是否有气流从飞机放油孔流出。

5）热加油作业现场

现场开展热加油作业的人员，禁止在衣服外面挂金属物件，以免产生火花；禁止穿外露铁钉、铁掌的鞋子，同时要求从事加油作业的所有人员在加油前都要触摸接点金属线，以放出静电。热加油过程中，加油作业现场应配备足够的消防设备，还要保证一台失事救援车在场。在雷暴天气禁止进行热加油操作。