某型飞机压力加油假满原因分析

蔡文 杨忠耀 文旭 吴汝艳

摘要：某型飞机在按照给定的加油流量值进行压力加油试验时发现，当压力加油控制器显示满油信号时，飞机实际加油量明显小于飞机载油量，即出现假满现象。本文针对这一现象进行分析研究，可为同类型问题的排故提供参考。

关键词：假满；压力加油；输油能力

Keywords：false full；pressure refueling；oil transportation capacity

压力加油系统[1]是燃油系统的重要组成部分。由于压力加油的效率较高[2]，除不具备压力加油系统的飞机外，机上存储的燃油通常是通过压力加油方式加入的。相比重力加油，压力加油具有操作便捷、快速准确等特点，能在各类条件下减少机务准备时间，极大提高飞机出勤效率。

1 故障情况

1.1 故障发生背景

飞机在进行压力加油试验时，首先按照加油流量600L/min进行加油，自动关断时加油量与飞机载油量一致，油箱加满；随后按照加油流量1000L/min进行加油，自动关断时实际加油量与飞机载油量相差约800L，即出现假满现象。

1.2 燃油系统加输油原理

为便于分析研究飞机加油时燃油分布情况，按照相对飞机重心的位置将飞机油箱系统简化为三大部分，分别为前组油箱、上组油箱（容量约1000L）和后组油箱（容量约1400L）。如图1所示，压力加油时燃油通过位于前组油箱的加油活门进入油箱系统，前组油箱满油后经加油管路先进入上组油箱，经上组油箱转输至后组油箱，理论上要求后组油箱和上组油箱同时满油或后组油箱先于上组油箱满油。前组油箱顶部设有通气管路，并通向上组油箱顶部的通气系统，后组油箱顶部通气管路也通向上组油箱。上组油箱通往后组油箱的输油管共两根，按飞机航向对称分布。上组油箱中的燃油液面上升至满油信号器设定位置时，触发自动关断机制。上组油箱向后组油箱输油的管路布置如图2所示，设置单向活门是为了防止飞行中倒飞时后组油箱油液倒灌入上组油箱，设置“┏”形短管是为了防止飞机机动时后组油箱的油液灌入上组油箱。

2 故障分析

通过试验现象及系统原理分析，判断故障原因为上组油箱往后组油箱的输油能力不足导致出现假满现象。当上组油箱油面升高触发满油信号器关断机制，此时上组油箱和前组油箱已满油，而后组油箱由于转输油能力不足致使未加满。若按照预设流量1000L/min进行压力加油，则上组油箱和后组油箱之间的平均输油能力至少应为584L/min（单侧管路为292L/min）才能满足要求。

本文对前组油箱满油后上组油箱往后组油箱输油的过程进行分析研究。

假设在输油过程中，进入后组油箱的燃油流量和排出的气体流量相等[3]，此时有：

由图3可知，按照1000L/min进行加油时，上组油箱向后组油箱输油的平均流量小于584L/min，此时必然出现假满现象。

3 分析结论

结合试验现象与理论计算结果可知，本文的计算模型与该飞机上组油箱、后组油箱之间的实际输油过程基本吻合，因此得出压力加油假满现象是由于燃油系统上组油箱往后组油箱的输油能力不足造成，而根据计算分析，对系统输油能力影响较大的两个因素分别为输油管的通径与后组油箱通气能力。

4 改进思考

对系统的优化改进，原则上要求在满足指标要求的情况下使得改动量最小。通过上述计算分析，可在设计过程中调整匹配有关参数值，得出Q-h曲线变化情况并计算出平均流量。根据故障分析结论，有针对性地从两个方面开展优化改进。

1）方案一：当后组油箱通气管通径d调整为1.4d時，经计算分析可得出如图4所示曲线趋势，平均输油流量正好能满足系统要求。

2）方案二：当上组油箱通往后组油箱的输油管通径d0调整为1.55d0时，经计算分析可得出如图5所示曲线趋势，平均输油流量刚好能满足系统要求，此改进效果与方案一相当。

优化改进实施时可视具体情况结合上述两种方案计算结果，调整参数进行匹配设计，即可解决压力加油假满现象，实现系统功能。

参考文献

[1] 高翔.飞机压力加油系统设计研究[J].科技创新与应用，2015（34）：17.

[2] 王浩，李新军，陈志涛，吕明.飞机压力加油系统故障分析[J].科学技术，2017（7）：21.

[3]陈嵩禄，等.飞机设计手册[M].第13册.北京：航空工业出版社. 2006：607-681.

作者简介

蔡文，助理工程师，主要从事飞机燃油系统设计工作。

杨忠耀，高级工程师，主要从事飞机燃油系统设计工作。

文旭，工程师，主要从事飞机燃油系统设计工作。

吴汝艳，高级工程师，主要从事飞机燃油系统设计工作。