飛機燃油系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上燃油系統(tǒng)【摘要】燃油系統(tǒng)是飛機上眾多系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，它的功用是儲存燃油，并保證在規(guī)定的任何狀態(tài)（如各種飛行高度、飛行姿態(tài)）下，均能按所要求的壓力和流量向發(fā)動機持續(xù)不間斷地供油。此外，燃油系統(tǒng)還可以完成冷卻飛機上其他系統(tǒng)、平衡飛機、保持飛機重心于規(guī)定的范圍內(nèi)等附加功能。民用飛機燃油系統(tǒng)一般包括燃油箱系統(tǒng)、加放油系統(tǒng)、供輸油系統(tǒng)、油箱通氣增壓系統(tǒng)、燃油測量系統(tǒng)、信號指示系統(tǒng)和熱負載系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：飛行高度、燃油系統(tǒng)、加放油系統(tǒng)、供輸油系統(tǒng)、信號指示系統(tǒng)、熱負載 Abstract：Aircraft aircraft fuel system is a subsystem

2、of many systems, its function is to store fuel, and ensure that the provisions of any state (such as various flight altitude, flight attitude), the engine can press the required pressure and flow continued uninterrupted fuel supply to the engine. In addition, the fuel system can also complete the re

3、st of the aircraft cooling system, the balance of the aircraft, maintain aircraft center of gravity in the context of the provisions of other additional features. General civil aircraft fuel system including fuel tank system, add the oil drain system for the oil system, fuel tank ventilation pressur

4、ization system, fuel measurement systems, signal indicator system and the heat load system. Keywords: aircraft fuel system; Development 目 錄1 飛機燃油系統(tǒng)的概述燃油系統(tǒng)是飛機上眾多系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，它的功用是儲存燃油，并保證在規(guī)定的任何狀態(tài)（如各種飛行高度、飛行姿態(tài)）下，均能按所要求的壓力和流量向發(fā)動機持續(xù)不間斷地供油。此外，燃油系統(tǒng)還可以完成冷卻飛機上其他系統(tǒng)、平衡飛機、保持飛機重心于規(guī)定的范圍內(nèi)等附加功能。對燃油系統(tǒng)所提出的一般要求是：工作可靠、壽命

5、長、防火安全、重量輕、外廓尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、維護修理方便、控制精確和生產(chǎn)工藝性好等。1.1燃油系統(tǒng)的功用（1) 儲存燃油（2) 在規(guī)定的飛行條件下安全可靠地把燃油輸送到發(fā)動機及APU（3) 調(diào)整重心位置，保持飛機平衡和機翼結(jié)構(gòu)受力（4) 冷卻其他附件，作為冷卻源圖1-1飛機結(jié)構(gòu)燃油箱1.2燃油系統(tǒng)的特點（1） 載油量大（2） 供油安全（3）設(shè)有油泵快卸機構(gòu)，不放油即可拆卸油泵，提高了維護性能（4） 形象化的燃油控制面板（5） 避免死油（6）采用壓力加油（7）采用通氣油箱（8） 應(yīng)急放油系統(tǒng)圖1-2形象化的燃油控制面板2飛機燃油系統(tǒng)的組成民用飛機燃油系統(tǒng)一般包括燃油箱通氣系統(tǒng)、加放油系統(tǒng)、供輸油

6、系統(tǒng)、油箱通氣增壓系統(tǒng)、燃油測量系統(tǒng)、信號指示系統(tǒng)和熱負載系統(tǒng)。圖2-1飛機燃油系統(tǒng)2.1燃油通氣系統(tǒng)2.1.1燃油箱通氣系統(tǒng)的作用燃油箱系統(tǒng)由左、右兩個獨立的燃油系統(tǒng)和輔助供油系統(tǒng)組成，分別向左、右發(fā)動機供油。在左、右燃油系統(tǒng)的連接管路上還裝有連通開關(guān)，可將2個獨立的燃油系統(tǒng)連通，以便能夠用任一主燃油系統(tǒng)向每臺發(fā)動機供應(yīng)燃油，從而實現(xiàn)交叉供油的目的。（1） 平衡油箱內(nèi)外壓差，保證加/抽/供油的正常進行（2）避免產(chǎn)生過大壓差損壞油箱結(jié)構(gòu)（3） 避免出現(xiàn)空隙現(xiàn)象，提供一定的正壓力在油平面上，減少燃油的蒸發(fā)，提高增壓泵的供油能力。圖2-2燃油箱通氣系統(tǒng)原理圖圖2-2燃油箱通氣系統(tǒng)原理圖2.1.2通

7、氣系統(tǒng)的組成和工作原理正常通氣：外界空氣從沖壓通氣口進入通氣油箱，然后分別進入通氣桁條，再從主油箱和中央油箱的出氣口流出。當油箱內(nèi)油面降到一定程度時，浮子活門打開通氣。爬升過程：油箱內(nèi)的油向后涌動，正常通氣口浸在油液內(nèi)，浮子活門將后部正常通氣口關(guān)閉，前部通氣口露出油面，油箱通過爬升通氣口通氣。下滑過程：油箱內(nèi)的油液向前涌動，前部爬升通氣口浸在油液內(nèi)，后部的浮子活門打開通氣。通氣油箱一般位于靠近大冀其尖區(qū)域。它不裝燃油，僅用于油箱通氣，其下表面有通氣口，飛行時，沖壓空氣可進人通氣油箱對燃油箱進行微增壓。加油時，如果自動關(guān)斷失效，油箱的液面升過通氣口，此時浮子活門處在關(guān)位，燃油可從前部通氣口通過通

8、氣管道，流人通氣油箱。2.2加油系統(tǒng) 加油系統(tǒng)一般有地面重力加油系統(tǒng)、地面壓力加油系統(tǒng)和空中加油系統(tǒng)。輸油系統(tǒng)負責將燃油從各油箱輸送至供油箱。供油系統(tǒng)負責將燃油從供油箱按照要求的壓力和流量輸送至發(fā)動機。油箱通氣增壓系統(tǒng)的功能主要是為了保證燃油箱內(nèi)有一定的壓力，另外保證加油時油箱與機外大氣保持暢通。油箱內(nèi)保持一定的壓力是為了使燃油泵正常地工作而不出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，同時防止燃油過分蒸發(fā)，另外，油箱增壓壓力還可能作為輸油的動力源。圖2-3波音747-400加油系統(tǒng)一般在現(xiàn)代飛機大翼油箱上都有重力加油口，但重力加油只作為輔助加油方式。正常情況下都采用壓力加油。壓力加油是通過飛機大翼上的加油臺?，F(xiàn)代飛機加油

9、臺通常位于飛機機翼上發(fā)動機外側(cè)的前緣區(qū)域。不同飛機加油臺的位置有所不同。壓力加油系統(tǒng)抽油系統(tǒng)由壓力加油接頭、加油總管、壓力加油活門、滿油浮子電門和壓力加油控制面板等組成。加油口加入的燃油輸送到加油總管內(nèi)，由加油活門控制通往每個燃油箱的燃油。滿油浮子電門的作用是在油箱滿后自動關(guān)閉加油活門，防止溢出。2.3應(yīng)急放油系統(tǒng)當飛機的最大起飛重量超過最大著陸重量5以上時，需要應(yīng)急放油系統(tǒng)。作用：為了在緊急情況下，迅速排放燃油，使飛機的重量達到最大允許著陸重量，防止在緊急迫降時損壞飛機結(jié)構(gòu)，造成危險。2.3.1飛機燃油應(yīng)急放油系統(tǒng)的基本要求（1）放油系統(tǒng)工作時不能有起火的危險（2）排放出的燃油必須不能接觸飛

10、機（3）放油活門必須允許飛行人員在放油操作過程中任何階段都能使其關(guān)閉。圖2-4應(yīng)急放油系統(tǒng)簡圖圖2-5波音747-400飛機應(yīng)急放油系統(tǒng)（加油機供油管路）2.4供油系統(tǒng)2.4.1飛機的供油方式飛機供油方式一般有三種：重力供油、油泵供油和壓力供油。1）重力供油適用于油箱比發(fā)動機高的飛機優(yōu)點：構(gòu)造簡單缺點：當飛機加速、機動飛行時，供油不能滿足發(fā)動機工作的需要加油點在機翼上表面加油速度太慢，不易操作；燃油易灑出2）油泵供油方式圖2-6油泵供油方式圖現(xiàn)代民航飛機廣泛采用將油液從油箱抽出，然后供到發(fā)動機（或APU）優(yōu)點：工作可靠便于實施自動控制為保證足夠的供油量和供油的可靠性，一般采用雙泵制，即每個油箱

11、有兩個增壓泵。 3）氣壓供油在密封的油箱內(nèi)通進一定壓力的氣體，如二氧化碳、氮氣或發(fā)動機壓氣機的引氣，使油從油箱中擠出，供發(fā)動機工作需要。優(yōu)點：工作可靠、方便、能解決燃油箱通氣和燃油揮發(fā)損失問題缺點：增加系統(tǒng)的重量和復(fù)雜性。多用于軍機上的副油箱供油2.4.2燃油測量系統(tǒng)燃油測量系統(tǒng)主要由油位測量傳感器、密度測量傳感器、燃油測量與處理任務(wù)計算機和油量顯示等部分組成。燃油測量系統(tǒng)的基本工作過程為：首先由油位測量傳感器測量出油箱中的油面高度，測量任務(wù)計算機利用油面高度、飛行姿勢和存儲在內(nèi)部的油箱數(shù)學(xué)模型等信息，計算出對應(yīng)的燃油體積，結(jié)合燃油密度傳感器所測得的燃油密度，即得油箱所載燃油的質(zhì)量，燃油測量任

12、務(wù)計算機將燃油質(zhì)量通過數(shù)據(jù)總線傳給座艙顯示系統(tǒng)和飛行管理任務(wù)系統(tǒng)等。在早期的燃油測量系統(tǒng)中，不能對燃油密度進行直接測量，而采用的是介電常數(shù)與溫度補償相結(jié)合的方法來間接測量密度。燃油測量系統(tǒng)的根本目標就是提供精確的燃油油量信息，而影響燃油測量精度的因素有很多，主要包括傳感器制造誤差、油箱容差、燃油屬性、燃油污染和系統(tǒng)安裝誤差等。圖2-7燃油測量系統(tǒng)2.5燃油箱油量指示系統(tǒng)燃油量表是飛機在飛行期間使駕駛員了解油箱油量的儀表。有四種形式的燃油量表。1）觀測玻璃管式它的指示器是一根與油箱置于同一水平的玻璃管或塑料管。它的指示基于液體的連通原理，管子按加侖分度或者安裝一個金屬刻度盤。2）機械式一般位于油

13、箱內(nèi)，是一種直接閱讀式儀表。指示器直接連接在燃油表面上的浮子上，隨著燃油平面的改變，浮子機械地帶動3）電動式電動式油量表由駕駛艙內(nèi)的指示器和油箱中的浮子式傳感器組成。當燃油平面改變時，傳感器的浮子隨油面移動，感受油面高度的變化，從而把油量變化轉(zhuǎn)化成位移信號，再將位移信號轉(zhuǎn)換成電信號到指示器。4）電子式利用電容式傳感器把油面高度的變化轉(zhuǎn)化成電容量的變化。組成部件：電容式探頭、橋式電路、放大器和指示器圖2-8電子式燃油量指示系統(tǒng)5）油尺用來確定飛機在地面時每個油箱中的燃油量。油尺有三種形式。 浮子式浮子可隨油平面高度變化而上下運動，探測油平面的高度。從油箱下部拉出，浮子、油尺端頭帶有磁鐵。油尺的端

14、頭運動到靠近浮子時，可感覺到有磁吸力的 圖2-9浮子示意圖作用，此時觀察油尺的刻度。 滴油管式油尺當空心滴油管頂端落到燃油平面時，燃油就會進入滴油管頂部開口。此時讀油量。 光線式油尺光線式油尺是一根長的玻璃棒，外面用一個帶刻度的管子保護，管頂帶一個反射鏡。當頂端浸入油液時，在玻璃棒的下端可見到一個亮點。當反射光減少到最小可見點，讀出棒上表示油量的刻度值。3航空燃油3.1 航空汽油用作活塞式航空發(fā)動機燃料的石油產(chǎn)品稱為航空汽油，具有足夠低的結(jié)晶點和較高的發(fā)熱量，良好的發(fā)熱性和足夠的抗爆性有以下幾種：95號航空燃油和75號航空燃油1）爆震現(xiàn)象當活塞發(fā)動機工作時，在汽缸內(nèi)當未燃區(qū)混合氣中的過氧化物生

15、成速度很大，濃度積累到一定值時，在火焰前鋒未到達之前，未燃區(qū)中受擠壓特別利害的那部分混合氣發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而自行著火。這時，火焰?zhèn)鞑ニ俣葮O大，局部燃氣的壓力和溫度急劇上升到很大值形成爆炸性燃燒，也就是爆震。燃燒速度的驟然猛增導(dǎo)致汽缸頭溫度升高，可能導(dǎo)致汽缸頭和活塞的結(jié)構(gòu)損害。2）航空汽油的抗爆性 燃油本身所具有的抵抗、阻止爆震發(fā)生的性能稱為燃油的抗爆性。為提高航空汽油的抗爆性，需要加入抗爆劑。常用的抗爆劑是鉛水 ，含有四乙鉛和溴化物。加入鉛水的汽油燃燒時四乙鉛與氧化合生成氧化鉛，能阻止混合氣中過氧化物的大量生成，提高燃料的抗爆性。氧化鉛呈固體狀，會沉積在氣門或電嘴上，使氣門關(guān)閉不嚴或電嘴不跳

16、火。 鉛水中的溴化物能與固體的氧化鉛化合生成氣態(tài)的溴化物，隨廢氣一起排出。3.2航空煤油燃氣渦輪發(fā)動機使用的燃油稱為航空煤油。國內(nèi)：JET A 與 JET B國外：JP-4 、JP-5 、JP-8航空煤油特點：粘度大、油液中所含的水在溫度降低會結(jié)冰、易形成微生物，產(chǎn)生油渣，腐蝕油箱。為防止油液中水的結(jié)冰采用熱交換器。（氣油式熱交換器、燃油滑油熱交換器）4燃油系統(tǒng)附件4.1燃油箱民航飛機的油箱大多采用結(jié)構(gòu)油箱，即油箱本身是飛機結(jié)構(gòu)的一部分。兩側(cè)機翼內(nèi)部結(jié)構(gòu)或機身結(jié)構(gòu)，皆可作為結(jié)構(gòu)油箱。 隔板：阻止因飛機飛行姿態(tài)改變而引起的燃油晃蕩。擋板式單向活門：飛機機動飛行時，阻止油箱內(nèi)的油液從翼根向翼尖方向

17、移動，而允許油液從翼尖向翼根方向流動。1）在大翼結(jié)構(gòu)油箱的上部一般都有重力加油口，中央油箱上沒有2）每個主油箱下面有數(shù)個油尺，檢查油箱內(nèi)的油量。4.2增壓泵現(xiàn)代飛機燃油系統(tǒng)的增壓泵一般采用電動離心泵。離心泵的作用：通過離心力作用，將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，用來克服輸油管路中的壓力損失和機動飛行中燃油的慣性力，增大發(fā)動機燃油泵的進口壓力，保證飛機燃油系統(tǒng)可靠向發(fā)動機供油，還可用來油箱之間的燃油傳送。離心泵一般用于大流量小油壓的系統(tǒng)。飛機飛行過程要消耗大量燃油，要求燃油系統(tǒng)的供油量很大，因而適于采用離心泵。增壓泵要由內(nèi)部封嚴圈進行密封，如果封嚴圈損壞，就可能影響增壓泵的工作性能。4.3引射泵引射泵也叫

18、噴射泵，它沒有運動部件，引來增壓泵出口壓力作為動力流，將油箱內(nèi)增壓泵吸取不到區(qū)域的燃油引射到油泵進口。圖4-1引射泵示意圖5燃油系統(tǒng)的發(fā)展趨勢每一項新技術(shù)的研究與應(yīng)用都是圍繞著減小系統(tǒng)測量誤差和提高系統(tǒng)測量精度而進行的，都直接或間接地提高了系統(tǒng)測量精度，這就是燃油測量系統(tǒng)向前發(fā)展的不變主題。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，盡管燃油測量精度在不斷提高，系統(tǒng)可靠性、維護性等性能在不斷改進，但燃油測量系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)幾乎沒有任何改變，在這個發(fā)展過程中，微電子和計算機技術(shù)起了決定性作用，這主要體現(xiàn)在以下幾方面： 1）油位測量傳感器線性化標志著油量測量任務(wù)計算機已經(jīng)進入了特性化時代。將傳感器所包含的物理特性信息

19、(主要指系統(tǒng)所需的油箱形狀、體積和規(guī)定姿態(tài)等) 儲存到測量任務(wù)計算機中，由其進行數(shù)據(jù)分類、計算、插值、存儲和調(diào)用等各種復(fù)雜運算，以及實現(xiàn)系統(tǒng)故障監(jiān)測、油量預(yù)選與告警等功能。 2）隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，在系統(tǒng)電路設(shè)計中，傳統(tǒng)的模擬電路正在逐漸被數(shù)字電路取代。這使系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、尺寸、重量方面得以改善，并且大大提高了系統(tǒng)的工作效率、測量精度、可靠性和可維護性。 這一切都為燃油測量系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化奠定了有利條件，20世紀80年代初，國外有實力的公司（如史密斯、霍尼韋爾公司等）大力開展數(shù)字式燃油測量系統(tǒng)技術(shù)研究，先后在 波音757、波音767、C-130、JSF和F-22等飛機上安裝使用。同時系統(tǒng)數(shù)字化有利

20、于燃油系統(tǒng)與其他機載機電系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線進行信息交流與數(shù)據(jù)共享，進一步加快了燃油測量系統(tǒng)向數(shù)字化邁進的進程。 燃油測量系統(tǒng)數(shù)字化已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢，這一方面是系統(tǒng)自身發(fā)展與燃油系統(tǒng)數(shù)字化管理的需要，另一面也是飛機機載機電系統(tǒng)向公共一體化方向發(fā)展的需要。在功能、能量、控制和物理方面實現(xiàn)對飛機機載機電系統(tǒng)的公共管理是現(xiàn)代飛機未來發(fā)展的必然趨勢，而數(shù)字技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展使機載機電系統(tǒng)向綜合化、一體化方向發(fā)展成為可能。 目前，我國燃油測量技術(shù)仍停留在電容式油量測量階段，采用電容式油位測量傳感器測量油位，采用介電常數(shù)測量的間接方式測量密度，系統(tǒng)的數(shù)字化程度很低。大力開展各種新型的

21、油量測量技術(shù)（如超聲波油量測量技術(shù)），研制適合我國燃油系統(tǒng)發(fā)展需求的數(shù)字式燃油測量系統(tǒng)，以實現(xiàn)燃油系統(tǒng)的數(shù)字化、綜合化管理，是實現(xiàn)飛機燃油管理的重要基礎(chǔ)與保證。 結(jié)束語經(jīng)過兩個多月的努力，燃油系統(tǒng)系統(tǒng)論文終于完成，在整個設(shè)計過程中，出現(xiàn)過很多的難題，但都在老師和同學(xué)的幫助下順利解決了。寫論文是一個不斷學(xué)習(xí)的過程，從最初剛寫論文時對燃油系統(tǒng)系統(tǒng)的模糊認識到最后能夠?qū)υ搯栴}有深刻的認識，我體會到實踐對于學(xué)習(xí)的重要性，以前只是明白理論，沒有經(jīng)過實踐考察，對知識的理解不夠明確，通過這次的做，我真正體會到燃油系統(tǒng)系統(tǒng)的意思，使我對燃油系統(tǒng)系統(tǒng)有了一個比較深刻的認識?？傊?，通過畢業(yè)設(shè)計,我深刻體會到要做好一件事并不是那么容易，不僅需要有堅持不懈和不厭其煩的精神，而且還需要有解決問題的能力。對待要解決的問題，要有耐心、有毅力，要善于運用已有知識和資料來充實自己，使自己獲得更多的進步，同時我也深刻的認識到，在對待一個新的問題時，一定要從整體考慮，完成一步之后再作下一步，這樣才能更加有效。路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索，為了更好的生活，我將不斷的學(xué)習(xí)，向著更高的目標前進。 謝 辭在整個畢業(yè)設(shè)計中，我得到老師的熱心指導(dǎo)和幫助，在老師的悉心指導(dǎo)和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計期間，老師為我提供了種種專業(yè)知識上