[科普中國]-地面壓力加油系統(tǒng)

簡介

飛機(jī)燃油的注加方式有重力加油和壓力加油兩種。重力加油由于參與人員多，加油時(shí)間很長，易造成不安全因素，在現(xiàn)代飛機(jī)的設(shè)計(jì)中只是作為加油的一種備用方式。而壓力加油一是可以減少機(jī)務(wù)人員工作強(qiáng)度，縮短再次出動(dòng)準(zhǔn)備時(shí)間；二是可以利用機(jī)場加油管道進(jìn)行加油，不需要加油車；三是保證了加油質(zhì)量，風(fēng)、雨、雪天時(shí)不必要采取防護(hù)措施；四是有利于地面安全，在現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的采用。

飛機(jī)地面壓力加油系統(tǒng)由加油控制系統(tǒng)和加油管路系統(tǒng)組成，能夠克服傳統(tǒng)的手工重力加油的許多缺陷，具有自動(dòng)化程度高、加油時(shí)間短、防止油液污染、保證加油人員安全等優(yōu)點(diǎn)，因此，先進(jìn)飛機(jī)都采用這種加油方式。1

飛機(jī)燃油系統(tǒng)簡介飛機(jī)燃油系統(tǒng)基本功能便是儲(chǔ)存燃油，并在飛機(jī)允許的一切飛行狀態(tài)和工作條件下，按一定的順序向發(fā)動(dòng)機(jī)不間斷地供給規(guī)定壓力和流量的燃油。

飛機(jī)燃油系統(tǒng)主要由燃油箱、受油、放油、抑爆、通氣與增壓和控制等子系統(tǒng)組成。如圖為燃油系統(tǒng)功能及組成示意。其中，燃油箱系統(tǒng)、加油系統(tǒng)、放油系統(tǒng)、抑爆系統(tǒng)、通氣和增壓系統(tǒng)承擔(dān)了燃油系統(tǒng)的儲(chǔ)存功能;而燃油箱通氣和增壓系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、輸油系統(tǒng)、油量測量和信號(hào)指示系統(tǒng)、燃油管理系統(tǒng)則負(fù)責(zé)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油；燃油傳輸系統(tǒng)、燃油冷卻系統(tǒng)則為整個(gè)飛機(jī)的平衡性和溫度調(diào)節(jié)提供了保障。

加油系統(tǒng)是飛機(jī)燃油系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，它用于向飛機(jī)燃油箱加注燃油。典型的飛機(jī)加油系統(tǒng)應(yīng)至少包括重力加油系統(tǒng)和壓力加油系統(tǒng)。

重力加油系統(tǒng)通過油箱上部的加油口，利用燃油的位能，給飛機(jī)各油箱加注所需燃油。重力加油系統(tǒng)一般由飛機(jī)蒙皮上的加油口蓋、漏斗形橡膠套管、油箱加油口組件(包括加油口蓋、加油口殼體、過濾網(wǎng)等)、加油槍電搭接插座及油箱連通管、單向閥等組成。

由于重力加油系統(tǒng)效率低下，所需人力較多，因此僅作為壓力加油系統(tǒng)的備用系統(tǒng)而存在。

壓力加油是從飛機(jī)上的一個(gè)或多個(gè)加油接頭，以密閉的方式和規(guī)定的壓力，通過燃油管路及控制附件，給機(jī)內(nèi)油箱及機(jī)外懸掛油箱加注燃油。與重力加油系統(tǒng)相比較，壓力加油系統(tǒng)則要復(fù)雜得多。

地面壓力加油系統(tǒng)組成基本組成飛機(jī)地面壓力加油系統(tǒng)一般由壓力加油接頭、受油總管及支管、單向閥、加油通氣閥、加油選擇及控制裝置、預(yù)檢裝置、熱釋壓裝置，以及信號(hào)指示、操縱控制板等組成。地面壓力加油的系統(tǒng)功能圖如下:

控制附件1、加油關(guān)斷閥

用于當(dāng)燃油加到正常滿油油面或應(yīng)急滿油油面時(shí)，由油面控制器控制其關(guān)閉，切斷加油油路，停止向油箱加油。通往飛機(jī)每個(gè)油箱或油箱組的入口處，均設(shè)置了加油關(guān)斷閥。

2、油面控制器

與加油關(guān)斷閥聯(lián)合工作，控制油箱正常滿油油面和應(yīng)急滿油油面。在每個(gè)油箱或油箱組的上部，均設(shè)置有油面控制器。

3、加油控制閥

用于實(shí)現(xiàn)油箱或油箱組的選擇加油或多點(diǎn)加油系統(tǒng)的單點(diǎn)加油。在通往每個(gè)油箱或油箱組的加油支管及多點(diǎn)加油的連通管路上，均設(shè)置加油控制閥。

4、預(yù)檢控制閥

用于實(shí)現(xiàn)對各油箱或油箱組加油控制系統(tǒng)的預(yù)檢。通常在每個(gè)油箱或每組油箱油面控制器上設(shè)置預(yù)檢管路，預(yù)檢管路上設(shè)置預(yù)檢控制閥。

5、熱釋壓閥

用于防止當(dāng)燃油受熱膨脹時(shí)系統(tǒng)超壓損壞。在控制附件及管路中，凡存有燃油封閉腔的部位，均設(shè)置有熱釋壓閥，其開啟壓力不大于系統(tǒng)的檢驗(yàn)壓力值。

6、加輸油關(guān)斷閥

加油時(shí)，該閥在加油壓力作用下打開，油箱滿油后，由油面控制器發(fā)出信號(hào)，控制其關(guān)閉;輸油時(shí)，該閥在輸油壓力作用下打開，給供油箱輸油或向其他油箱轉(zhuǎn)輸燃油。當(dāng)系統(tǒng)中某油箱(主要為機(jī)外懸掛油箱)的加油和輸油為同一條管路時(shí)，應(yīng)在該管路中設(shè)置加輸油關(guān)斷閥。

7、加油通氣閥

保證在壓力加油過程中油箱內(nèi)的空氣能順利地排出機(jī)外，提高加油速度和防止油箱超壓。加油通氣閥設(shè)置在各油箱的通氣支管或并聯(lián)的通氣總管上，閥的打開和關(guān)閉與加油同步，使油箱具有規(guī)定的增壓值。

指示信號(hào)、控制開關(guān)及照明在靠近地面壓力加油接頭部位，設(shè)置信號(hào)顯示及操作控制盒?？刂坪猩涎b有信號(hào)指示燈，加油控制、選擇開關(guān)及相應(yīng)的照明設(shè)施。對于要求具有任選加油量的飛機(jī)，還應(yīng)設(shè)置油量指示器。

信號(hào)燈的功能、種類及顏色按如下要求設(shè)置:

1、表示加油系統(tǒng)通電的白色信號(hào)燈;

2、表示油路及氣路暢通、開關(guān)處于開啟位置，以及正在加油、加油正常的綠色信號(hào)燈;

3、表示正常加滿燃油的黃色信號(hào)燈;

4、表示系統(tǒng)超壓及應(yīng)急加滿燃油的紅色信號(hào)燈。

控制及選擇開關(guān)的功能、種類，按如下要求設(shè)置:

1、控制壓力加油系統(tǒng)通電及斷電的總電門;

2、控制各油箱或油箱組選擇加油的電門;

3、控制單點(diǎn)或多點(diǎn)加油連通及斷開的電門;

4、信號(hào)控制盒口蓋關(guān)閉后，自動(dòng)切斷壓力加油系統(tǒng)電源開關(guān);

5、加油量選擇開關(guān);

6、正常和應(yīng)急滿油控制裝置的預(yù)檢電門。

技術(shù)要求依據(jù)國標(biāo)、國軍標(biāo)，飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊及相關(guān)研究院所的技術(shù)資料，可以對地面壓力加油系統(tǒng)歸納出如下的設(shè)計(jì)技術(shù)要求。

1、加油系統(tǒng)相容性與設(shè)備要求

為便于在國內(nèi)外任何機(jī)場，使用任何加油設(shè)備給飛機(jī)加油，飛機(jī)壓力加油接頭應(yīng)符合國軍標(biāo)GJB60和GJB61的規(guī)定。

加油系統(tǒng)應(yīng)具備通過飛機(jī)1個(gè)或多個(gè)加油接頭，向全機(jī)油箱(包括機(jī)外懸掛油箱)或單個(gè)(組)、多個(gè)(組)油箱進(jìn)行加油的能力;在不具備機(jī)外電源的情況下，利用機(jī)上電源亦能實(shí)施對飛機(jī)的加油。

加油接頭數(shù)量依飛機(jī)的總儲(chǔ)油量決定，一般飛機(jī)總儲(chǔ)油量在30000L以下的設(shè)置一個(gè)，在30000L以上的設(shè)置2個(gè)，超過200000L的設(shè)置4個(gè)。

加油接頭位置安排應(yīng)考慮，使得地面管線或加油車易于接近;且不妨礙同時(shí)所進(jìn)行的其他地勤工作。

目前，地面壓力加油接頭通常設(shè)置在機(jī)身左側(cè)，機(jī)翼前緣部位;且接頭端面向下與垂直面成10度~20度角。

2、系統(tǒng)壓力要求

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作壓力為0.621 MPa，檢驗(yàn)壓力為1.242MPa，極限壓力為1.863MPa;在加油關(guān)斷閥任何關(guān)閉組合下，系統(tǒng)的最大沖擊壓力不應(yīng)超過系統(tǒng)的檢驗(yàn)壓力。系統(tǒng)和附件在檢驗(yàn)壓力作用下，不應(yīng)有損壞、失靈、永久變形和外部泄漏;在極限壓力作用下，應(yīng)無外部泄漏，但不要求附件能工作，當(dāng)恢復(fù)到檢驗(yàn)壓力后，附件應(yīng)能正常工作。

在壓力加油過程中，壓力加油設(shè)備應(yīng)保證在飛機(jī)壓力加油接頭入口處，具有（0.345士0.035MPa）的穩(wěn)定壓力。

3、受油時(shí)間與流量匹配要求

壓力加油時(shí)，允許的最長受油時(shí)間依飛機(jī)的總儲(chǔ)油量(包括機(jī)外懸掛油箱)而定。其關(guān)系曲線如圖所示。曲線中查出的最長受油時(shí)間是以加注飛機(jī)總儲(chǔ)油量的90%為依據(jù)的。飛機(jī)的起始受油狀態(tài)為:除了供油箱外，所有油箱都是空的，供油箱的余油量為全機(jī)總儲(chǔ)油量的10%。

為了保證和盡量縮短受油時(shí)間，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮全機(jī)所有油箱或油箱組在理論上同時(shí)達(dá)到滿油位置。為此，必須對通往各油箱或油箱組的支管進(jìn)行流量匹配。

4、其他要求

飛機(jī)地面壓力加油接頭應(yīng)具有抽油功能，其抽油率應(yīng)不小于500L/min。接頭處的負(fù)壓值應(yīng)不超過0.021MPa。

在飛機(jī)正常停機(jī)狀態(tài)下，系統(tǒng)應(yīng)能夠按規(guī)定的加油量給各油箱加滿燃油，且正常滿油油面控制在不超過油箱3%膨脹空間的位置。

加油時(shí)，使油箱中的空氣能及時(shí)排出機(jī)外，保證加油順利;當(dāng)加油控制裝置發(fā)生故障，油箱滿油后不能及時(shí)切斷時(shí)，可將繼續(xù)加入的燃油排出機(jī)外，且不使油箱承受結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不允許的壓力。

為了保證在加油過程中飛機(jī)的穩(wěn)定性，應(yīng)控制飛機(jī)重心變化不超出地面停機(jī)狀態(tài)所允許的最大范圍(包括加油過程中有地勤人員上下飛機(jī)和進(jìn)出座艙，以及當(dāng)任一油箱或油箱組出現(xiàn)加油故障不能加油)。2