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摘 要:飞机在飞行过程中要消耗大量燃油,燃油系统要保障飞机在各种状态和飞行条件下能够持续供给燃油。燃油是飞机飞行的能源,燃油系统是飞机能源供应的保障系统,要求在飞机飞行的高度和压力状态下,按照要求的流量和压力,安全可靠地进行燃油供给。飞机燃油系统储油量大,输油管道众多,通气管道复杂,油箱位置可能同飞机重心存在偏差。在飞机飞行过程中,飞机重心可能发生位置变化,对飞机的飞行安全产生威胁。使用过程中,飞机燃油系统可能由于各种原因出现故障。
关键词:飞机;燃油系统;故障;维护
燃油系统油箱渗漏是一种常见故障。具体的渗漏标准分为油斑、渗漏、严重渗漏和流淌渗漏四个等级。根据擦干渗漏部位15分钟后,湿区宽度不同划分:小于1.5英寸为油斑;大于1.5英寸小于4英寸为渗漏;大于4英寸小于6英寸为严重渗漏;6英寸以上则为流淌渗漏。可能涉及到的零部件为:封严、垫圈,油箱内部的燃油管路,电气导线导管损坏。
一、燃油从1号主油箱向中央油箱非指令性串油故障及分析
(一)供油原理及正常流动状况
正常情况下,发动机供油最先选择的是中央油箱的燃油,在中央油箱燃油基本用光然后选择主油箱供油:中央油箱增压泵从中央油箱给发动机供油总管供油,主油箱的前后增压泵将主油箱燃油输送到发动机供油总管。在给发动机供油的过程中不会出现中央油箱与1号主油箱之间的燃油流动。中央油箱与1号主油箱之间的燃油流动仅可能出现在中央油箱回油系统工作或放油系统工作的情况下。具体来说,当想要在两个油箱之间进行燃油传输的时候,可以通过放油系统,打开放油活门手柄,打开想要放油油箱的增压泵,连通两个油箱之间的交输活门,燃油就能在所需要的两个油箱中传输,但是,放油系统的这种传输仅限于飞机在地面上的情况。而通过中央油箱回油系统实现的燃油传输是从中央油箱流向1号主油箱。
(二)故障排除过程
首先,通过把全部燃油从中央油箱和2号主油箱传输到1号主油箱。打开中央油箱的燃油放泄活门,排尽剩余燃油,保持放泄活门打开状态。然后,将1号主油箱加满燃油,确保交输活门关闭。监测5分钟内,中央油箱漏出的燃油油量。打开左前和左后增压泵5分钟,再次监测这期间中央油箱漏出的燃油油量。
如果这10分钟期间,没有任何燃油从中央油箱流出,即没有燃油从1号主油箱流向中央油箱,那么,可以确定该故障为间歇性故障。通常对间歇性故障的处理是参照所在公司的意见和维护记录再决定具体的工作内容,处理后对飞机进行监控,看是否会再次出现,如果再出现,则尝试其他方法。因此,间歇性故障不在本论文的研究范围中。
在上面的10分钟监控中,如果中油邮箱有燃油漏出,则继续进行排故分析。首先打开左前增压泵开关,持续15分钟,监测漏出的燃油。检查1号主油箱中燃油是否减少。关闭左前增压泵开关。如果从打开左前增压泵开始出现泄漏或者燃油泄漏频率加快,那么拆下回油系统喷油泵喷口,检查是否有微粒或杂质堵塞。如果发现堵塞情况,进入中央油箱,拆下回油系统喷油泵,检查是否有堵塞情况发生,视堵塞情况,考虑对燃油回油系统喷油泵进行更换。
二、加油台油量指示器空白故障及分析
尝试采用故障模式影响分析对这个故障进行可靠性分析,验证故障模式影响分析法是否可以运用到故障原因分析中。首先进行最低约定层次的确定,考虑加油台指示系统最低级的元件为加油台指示线路和加油油量指示器;初始约定层次为加油油量指示系统。到这里就可以发现,加油指示系统的零部件过少,层次简单。然后,在建立功能框图之前,分析功能法与硬件法各自的适用性,功能法要从各层次的功能故障和功能影响入手,对于加油指示系统的各个功能模块来说,各自的功能故障和影响仅仅是加油指示器无法显示,因为都是在为加油指示器服务。而采用硬件法的话,每个零部件的故障也是对加油指示器产生严重的影响。此外,硬件出现的故障和其他可能影响则因为实际情况复杂,难以判断。
三、加油过程中燃油从通气油箱中溢出故障及分析
(一)通气油箱工作原理
飞机大翼最外侧各有一个通气油箱,它即是通气系统的一个重要组成部分,也是燃油贮存系统的一环。一方面,它能够收集溢流燃油,把这些燃油再返还给同一侧的主油箱,如果进入的溢流燃油过多,多余的燃油可以通过通气斗组件排出油箱;另一方面,通气油箱的通气斗组件也可以用来通气,释放油箱压力,在通气斗堵塞时,增大的压力会打开释压活门,连通桁条与机翼上蒙皮形成的通气管道,起到通气作用。
(二)故障树分析法分析
在了解工作原理后,通气油箱燃油流出的故障,可以从两方面考虑:一方面可能是有大量溢流燃油进入通气油箱;另一方面,有可能没有大量燃油流入,但是燃油依然从通气油箱漏出。如果有大量燃油流入导致燃油从通气油箱溢出,那说明有大量的溢流燃油。加油时,如果油箱加满,那么油箱中的加油浮子电门就会受到浮力作用上浮,脱开电磁线圈,关闭电路,该电路控制了加油关断活门的开关。电路关闭,加油关断活门就会将加油台燃油供给中断。但是,如果这个电路没能正常工作,则无法中断压力加油,燃油就会发生溢流。由此可以得出,加油浮子电门,加油关断活门和连通的电路这三者是故障可能的原因。
参考文献
[1]龙浩,王新民.飞机燃油系统实时故障诊断专家系统研究[J].飞机设计,2006(02):63-67.
[2]李彦江,刘永寿,姜志峰,岳珠峰.飞机燃油系统功能仿真分析[J].航空计算技术,2009,39(04):113-116+122.
作者简介:
郎学博(1987),男,工程師,硕士,主要从事机械系统装配调试技术研究工作。
关键词:飞机;燃油系统;故障;维护
燃油系统油箱渗漏是一种常见故障。具体的渗漏标准分为油斑、渗漏、严重渗漏和流淌渗漏四个等级。根据擦干渗漏部位15分钟后,湿区宽度不同划分:小于1.5英寸为油斑;大于1.5英寸小于4英寸为渗漏;大于4英寸小于6英寸为严重渗漏;6英寸以上则为流淌渗漏。可能涉及到的零部件为:封严、垫圈,油箱内部的燃油管路,电气导线导管损坏。
一、燃油从1号主油箱向中央油箱非指令性串油故障及分析
(一)供油原理及正常流动状况
正常情况下,发动机供油最先选择的是中央油箱的燃油,在中央油箱燃油基本用光然后选择主油箱供油:中央油箱增压泵从中央油箱给发动机供油总管供油,主油箱的前后增压泵将主油箱燃油输送到发动机供油总管。在给发动机供油的过程中不会出现中央油箱与1号主油箱之间的燃油流动。中央油箱与1号主油箱之间的燃油流动仅可能出现在中央油箱回油系统工作或放油系统工作的情况下。具体来说,当想要在两个油箱之间进行燃油传输的时候,可以通过放油系统,打开放油活门手柄,打开想要放油油箱的增压泵,连通两个油箱之间的交输活门,燃油就能在所需要的两个油箱中传输,但是,放油系统的这种传输仅限于飞机在地面上的情况。而通过中央油箱回油系统实现的燃油传输是从中央油箱流向1号主油箱。
(二)故障排除过程
首先,通过把全部燃油从中央油箱和2号主油箱传输到1号主油箱。打开中央油箱的燃油放泄活门,排尽剩余燃油,保持放泄活门打开状态。然后,将1号主油箱加满燃油,确保交输活门关闭。监测5分钟内,中央油箱漏出的燃油油量。打开左前和左后增压泵5分钟,再次监测这期间中央油箱漏出的燃油油量。
如果这10分钟期间,没有任何燃油从中央油箱流出,即没有燃油从1号主油箱流向中央油箱,那么,可以确定该故障为间歇性故障。通常对间歇性故障的处理是参照所在公司的意见和维护记录再决定具体的工作内容,处理后对飞机进行监控,看是否会再次出现,如果再出现,则尝试其他方法。因此,间歇性故障不在本论文的研究范围中。
在上面的10分钟监控中,如果中油邮箱有燃油漏出,则继续进行排故分析。首先打开左前增压泵开关,持续15分钟,监测漏出的燃油。检查1号主油箱中燃油是否减少。关闭左前增压泵开关。如果从打开左前增压泵开始出现泄漏或者燃油泄漏频率加快,那么拆下回油系统喷油泵喷口,检查是否有微粒或杂质堵塞。如果发现堵塞情况,进入中央油箱,拆下回油系统喷油泵,检查是否有堵塞情况发生,视堵塞情况,考虑对燃油回油系统喷油泵进行更换。
二、加油台油量指示器空白故障及分析
尝试采用故障模式影响分析对这个故障进行可靠性分析,验证故障模式影响分析法是否可以运用到故障原因分析中。首先进行最低约定层次的确定,考虑加油台指示系统最低级的元件为加油台指示线路和加油油量指示器;初始约定层次为加油油量指示系统。到这里就可以发现,加油指示系统的零部件过少,层次简单。然后,在建立功能框图之前,分析功能法与硬件法各自的适用性,功能法要从各层次的功能故障和功能影响入手,对于加油指示系统的各个功能模块来说,各自的功能故障和影响仅仅是加油指示器无法显示,因为都是在为加油指示器服务。而采用硬件法的话,每个零部件的故障也是对加油指示器产生严重的影响。此外,硬件出现的故障和其他可能影响则因为实际情况复杂,难以判断。
三、加油过程中燃油从通气油箱中溢出故障及分析
(一)通气油箱工作原理
飞机大翼最外侧各有一个通气油箱,它即是通气系统的一个重要组成部分,也是燃油贮存系统的一环。一方面,它能够收集溢流燃油,把这些燃油再返还给同一侧的主油箱,如果进入的溢流燃油过多,多余的燃油可以通过通气斗组件排出油箱;另一方面,通气油箱的通气斗组件也可以用来通气,释放油箱压力,在通气斗堵塞时,增大的压力会打开释压活门,连通桁条与机翼上蒙皮形成的通气管道,起到通气作用。
(二)故障树分析法分析
在了解工作原理后,通气油箱燃油流出的故障,可以从两方面考虑:一方面可能是有大量溢流燃油进入通气油箱;另一方面,有可能没有大量燃油流入,但是燃油依然从通气油箱漏出。如果有大量燃油流入导致燃油从通气油箱溢出,那说明有大量的溢流燃油。加油时,如果油箱加满,那么油箱中的加油浮子电门就会受到浮力作用上浮,脱开电磁线圈,关闭电路,该电路控制了加油关断活门的开关。电路关闭,加油关断活门就会将加油台燃油供给中断。但是,如果这个电路没能正常工作,则无法中断压力加油,燃油就会发生溢流。由此可以得出,加油浮子电门,加油关断活门和连通的电路这三者是故障可能的原因。
参考文献
[1]龙浩,王新民.飞机燃油系统实时故障诊断专家系统研究[J].飞机设计,2006(02):63-67.
[2]李彦江,刘永寿,姜志峰,岳珠峰.飞机燃油系统功能仿真分析[J].航空计算技术,2009,39(04):113-116+122.
作者简介:
郎学博(1987),男,工程師,硕士,主要从事机械系统装配调试技术研究工作。