某型飞机电容式燃油测量系统故障分析

吴济帆

摘要：从飞机燃油管理系统的故障现状出发，分析研究了电容式燃油量检测系统的组成、构造和基本原理，并给出了某类型多用途航空器的电容式燃油测量系统故障的排除办法，最后总结了电容式燃油测量系统排故经验，并给出了相应故障排除意见。

关键词：电容器;燃油量传感器;燃油测量;排故

一、飞机燃油系统概况

中国早已决定进行民用飞机项目的研发工作，这对燃料系统及其关键技术的研发工作有着十分重大的工程意义。航空燃料系统是航空器上诸多控制系统中的一种子系统，它的主要功能在于贮存燃料，从而确保飞机在所规定的任何状况下，都能够按照发动机所规定的压力和流量向飞机引擎连续不间断地供油。另外，燃油系统还能够实现冷却航空器上的其它系统、平衡航空器、维持飞行器重心在规定的高度区域内等附加功能。对燃料控制系统所提供的一般特点为：运行安全可靠、寿命长、防火安全、体积轻巧、外廓尺寸小、机械构造简易、保养检修简单、管理精细和产品工艺性好等。民用飞机的燃油管理系统，通常分为燃油箱管理系统、加放油管理系统、供输油管理系统、油箱通气超荷管理系统、燃油计量管理系统、压力信号指示管理系统和燃油温度指示系统。不过关于这种技术，目前全世界都在加紧研发，中国国内则还处在起步阶段，也正由于这样，对各类新型的燃油计量技术的研制、发展与运用层出不穷，也促进了燃油计量科学技术进一步的发展和完善。

二、燃油系统工作原理

（一）燃油计量管理系统，主要由油位检测传感器、密度检测传感器、燃料计量系统和管理任务计算机，以及电子油量显示器等部分构成。燃油控制计算机通过各油箱内传感器的检测值和来自航空总线的飞机位置和加速度信息，经过数据分析与运算得到各油箱和航空器总的燃料质量特征信息，燃料量信息在驾驶舱燃油总量表和换料控制板上的油体积表中呈现，燃料量指示信息还成为飞机燃油转输管理的基础。

（二）燃油计量控制系统的基本工作流程是：先根据油位测量传感器检测出飞机油箱中的油面高度，燃油计算机利用油面高度、飞机姿态信息以及存放在里面的油箱数学模型等信号，算出相应的燃油容积，再根据燃料密度传感器所测定的燃料密度系数，就可以测算出飞机油箱中所载燃油的总量，然后燃油计算机系统把燃油质量信息通过数据总线，输送到飞机驾驶舱的指示控制系统以及飞机管理任务控制系统中。在中国早期的燃油计量体系中，并没有对燃油密度进行直接计量，而是通过将介电常数和温差补偿结合的方式来间接测量密度系数。

（三）有的飞机每个燃油箱内都设有一组（或多个）油量传感器、一种补偿传感器、水温传感器和气压传感器。用油体积感应器和补偿感应器都能够测得油箱内油量感应器安装部位处的油深，用水温传感器和气压传感器可以分别检测出油箱内的水温和气压，以便按照要求进行调整油箱内的有关技术参数。由燃料管理计算机系统接收油体积感应器和补偿感应器的信息，并通过运算确定出油箱内油量感应器的浸油深浅，同时，燃料管理计算机系统也接收来自于航空总线的航空姿态信息和航空三轴加速度信息，并通过运算求出航空油面倾角。飞机油箱的数字模型己经预定存入电脑内，通过感应器的浸油深浅和油箱油面倾角，就可以判断出飞机油箱里的燃料数量，而依据燃料密度计测得出的燃料密度数值，也就能够精确测算出燃料质量，这样既能够相互校验燃料的参数，又能够把上述参数经由航空总线直接送入控制器中。

三、故障排故过程

（一）明确故障点。向航空器补充燃料，某型飞机燃料油量监测指示系统之间相互冗余备份，为了确定故障地点，要缩小检测区域，首先把飞行器左侧燃料量传感器电源连接插销切断，连接地面燃料实验台，模拟消耗航空燃料，此时飞行器座舱仪表上飞行器剩余燃料数量不会改变;关闭地面燃料实验台后，将右边燃料显示测量感应器的电接插销切断，并修复左边燃料指示仪表感應器电子连接插座的设置，然后重新连接地面燃料实验台，完成航空器的耗油，右边燃料油量表随燃料的损耗下降，从而确定航空器的右边燃料仪表感应器、电气组件，或连接电缆的线路出现问题。

（二）经过通电检测电子信息板的输入输出信息是否正常，即可确定感应器和电子设备组成部分的管理工作是否正常。

（三）断开油量仪表传感器连接插座、燃油电子组件电连接插座后，用万用表检测这两部分连接线缆的导通性和绝缘状况，均未发生异常现象，表明传感器的连接线缆正确无误。

（四）故障排除。使用电容读取设备连接燃油系统电脑板，读取右机翼传感器电容值，更换异常电容值的传感器，并恢复为正常状态，然后再一次完成地面燃料耗尽测试，放燃油的整个流程中，如果航空器残余燃油指示常态，并达到差值标准，则座舱信号板上警告的燃油信息灯亮起，故障消除。

四、结语

飞机燃油测量系统可以根据剩余燃油显示飞机剩余燃油，可以计算飞机的续航时间和航程，检查发动机性能，调节和控制发动机的工作状态。如果油耗计系统出现故障，将导致飞行员对续航时间和航程的解读，导致飞机出现重大安全事故。在此基础上详细分析了电容式油量测量系统的工作原理，缩小了故障排除范围，确定了燃油测量系统的关键部件，实现了快速故障隔离和高效故障排除的目的。

参考文献：

[1]宋兆华，曹智，陈耀东.补偿传感器在飞机燃油测量系统中的应用[J].沈阳航空航天大学学报，2012，29（04）：55-58.

[2]周伟.飞机燃油油量传感器技术发展对比分析[J].科技信息，2012（10）：425-426.

[3]张欲晓，曾显群，王新杰.中国民用飞机燃油测量系统现状与发展趋势[J].航空制造技术，2010（13）：38-40.

[4]张欲晓，樊尚春.中国民用飞机燃油测量系统发展趋势[J].计测技术，2008（04）：9-11+15.

[5]肖凝.飞机燃油测量技术研究与发展[J].航空科学技术，2003（03）：31-34.