某型飛機(jī)副油箱油盡信號(hào)燈提前燃亮原理分析

王軍 翟浩宇

摘要：某型飛機(jī)掛載3個(gè)副油箱，進(jìn)行地面輸油順序試車檢查，出現(xiàn)機(jī)身副油箱油盡信號(hào)燈提前燃亮故障。針對(duì)此情況，通過咨詢其他廠家、原理分析、試驗(yàn)驗(yàn)證等，查明了這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：燃油系統(tǒng);機(jī)身副油箱;油盡信號(hào)燈提前燃亮

0引言

某型飛機(jī)掛載3個(gè)加滿油的副油箱，進(jìn)行副油箱的用油順序試車檢查，當(dāng)機(jī)翼副油箱燃油輸盡后，機(jī)身副油箱開始輸油，此時(shí)檢查壓力合格，壓力為82～84kPa。當(dāng)機(jī)身副油箱燃油消耗約200～300L后，機(jī)身副油箱壓力下降到40～50kPa，油盡信號(hào)燈提前燃亮，隨后機(jī)翼油箱提前開始增壓，壓力約為40kPa。停車后檢查，機(jī)身副油箱內(nèi)燃油未輸盡。

當(dāng)飛機(jī)僅掛載機(jī)身副油箱試車時(shí)，機(jī)身副油箱壓力始終指示在合格范圍內(nèi)，當(dāng)機(jī)身副油箱內(nèi)燃油輸盡時(shí)，油盡信號(hào)燈燃亮，輸油正常。當(dāng)飛機(jī)掛載3個(gè)副油箱在空中試飛檢查時(shí)，飛行員未報(bào)告副油箱輸油異常。

1燃油系統(tǒng)原理

輸油順序控制系統(tǒng)原理如圖1所示，浮子活門的浮子處在Ⅰ位置時(shí)是機(jī)翼副油箱輸油控制液面，處在Ⅱ位置時(shí)是機(jī)身副油箱輸油控制液面，處在Ⅲ位置時(shí)是機(jī)翼油箱輸油控制液面。

當(dāng)7號(hào)油箱液面下降到Ⅰ位置時(shí)，浮子活門3a管路關(guān)閉，控制壓力將機(jī)翼副油箱輸油特種活門打開，機(jī)翼副油箱內(nèi)的燃油在壓力作用下進(jìn)入2號(hào)油箱，其中一部分燃油進(jìn)入3號(hào)下油箱并輸往發(fā)動(dòng)機(jī)，一部分燃油通過排氣管進(jìn)入7號(hào)油箱，直至機(jī)翼副油箱內(nèi)燃油輸盡，如圖2所示。7號(hào)油箱液面繼續(xù)下降到Ⅱ位置，浮子活門2b管路關(guān)閉，控制壓力將機(jī)身副油箱輸油特種活門打開，機(jī)身副油箱內(nèi)的燃油在壓力作用下進(jìn)入2號(hào)油箱，其中一部分燃油進(jìn)入3號(hào)下油箱并輸往發(fā)動(dòng)機(jī)，一部分燃油通過排氣管進(jìn)入7號(hào)油箱，直至機(jī)身副油箱輸盡。7號(hào)油箱液面繼續(xù)下降到Ⅲ位置，機(jī)翼油箱開始輸油。

機(jī)身油箱工作壓力為20.58～22.54kPa;機(jī)翼油箱工作壓力比機(jī)身油箱壓力大，為16.66-21.56kPa;機(jī)身、機(jī)翼副油箱工作壓力為76.44-85.26kPa。

2檢查過程

通過大量檢查、試驗(yàn)和多架飛機(jī)試車對(duì)比發(fā)現(xiàn)，同型號(hào)的飛機(jī)都存在這種現(xiàn)象，其他型號(hào)（可掛載3個(gè)副油箱）的飛機(jī)也存在類似現(xiàn)象。

試車時(shí)，機(jī)身、機(jī)翼油箱和機(jī)翼副油箱增壓壓力值檢查合格;燃油系統(tǒng)輸油順序檢查合格;副油箱氣密性合格;副油箱安全活門試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試合格;增壓管路上的限流孔檢查合格;浮子活門試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試合格;副油箱受浮子輸油控制試驗(yàn)合格;更換機(jī)身副油箱試車，現(xiàn)象依舊。

通過檢查沒有發(fā)現(xiàn)燃油系統(tǒng)及附件存在異常現(xiàn)象，咨詢國內(nèi)2家大修廠和2家制造廠是否遇到過類似情況，均答復(fù)未發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，但飛機(jī)掛載3個(gè)副油箱試車檢查輸油順序的情況均未全程做過。通用的檢查方法是：掛載3個(gè)副油箱試車時(shí)，檢查各副油箱油盡信號(hào)燈應(yīng)熄滅;外部密封性良好，不漏燃油;各副油箱增壓壓力值檢查合格就結(jié)束工作。查閱技術(shù)文件，未明確副油箱試車具體操作方法和各副油箱油盡信號(hào)燈燃亮的檢查數(shù)據(jù)。此現(xiàn)象只有在飛機(jī)掛載3個(gè)副油箱全程試車檢查輸油順序的情況下，才能觀察到機(jī)身副油箱輸油過程中壓力下降和油盡信號(hào)燈提前亮。

3原理分析及解決方案

3.1原理分析

當(dāng)機(jī)翼副油箱內(nèi)燃油輸盡后，2個(gè)副油箱內(nèi)76.44～85.26kPa壓力的氣體通過輸油管路大量、快速進(jìn)入機(jī)身2號(hào)油箱，再由2號(hào)油箱通過排氣管排至7號(hào)油箱，由于排氣有一定阻力，2號(hào)油箱內(nèi)氣體體積逐漸增大，形成一定量的氣室。同時(shí)與氣室體積相同的燃油進(jìn)入7號(hào)油箱，使7號(hào)油箱液面上升一定高度，當(dāng)2號(hào)油箱內(nèi)排氣和進(jìn)氣量平衡時(shí)，2號(hào)油箱內(nèi)的氣體體積不再增加。此后，機(jī)翼副油箱壓力逐漸下降，排氣量逐漸減小，2號(hào)油箱內(nèi)的氣體體積相應(yīng)減小，7號(hào)油箱內(nèi)的部分燃油回流進(jìn)2號(hào)油箱，由于這一過程中發(fā)動(dòng)機(jī)始終在消耗燃油，導(dǎo)致7號(hào)油箱液面下降幅度較大，低于機(jī)翼油箱輸油控制液面（試車中觀察到機(jī)翼油箱開始增壓），致使機(jī)身副油箱特種輸油活門長(zhǎng)時(shí)間打開，造成機(jī)身副油箱內(nèi)壓力快速下掉、保持不住，油盡信號(hào)燈燃亮（副油箱正常輸油情況下，輸油特種活門的工作是斷續(xù)打開、關(guān)閉，才能保持住副油箱內(nèi)壓力正常）。由于機(jī)身副油箱增壓管路上安裝有2mm限流孔，增壓氣體被限流，壓力無法快速上升，機(jī)身副油箱在低壓力狀態(tài)下繼續(xù)輸油，但輸油速度變慢，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也在消耗燃油，此過程機(jī)身副油箱輸出的燃油不足以使7號(hào)油箱的液面上升超過Ⅱ位置，進(jìn)入副油箱內(nèi)的增壓氣體流量?jī)H能匹配此時(shí)的輸油量，副油箱內(nèi)壓力維持在一個(gè)低壓平衡狀態(tài)，油盡信號(hào)燈始終燃亮。也就是說，當(dāng)機(jī)翼副油箱燃油輸盡后，增壓氣體進(jìn)入2號(hào)油箱，引起7號(hào)油箱液面發(fā)生了一定幅度的上漲和隨后較大幅度的下降，造成機(jī)身副油箱輸油特種活門長(zhǎng)時(shí)間打開，副油箱內(nèi)壓力保持不住，油盡信號(hào)燈提前燃亮。

當(dāng)僅掛載機(jī)身副油箱試車時(shí)，由于機(jī)翼副油箱不掛載，機(jī)翼副油箱增壓管在機(jī)翼處敞口，增壓氣體直接排至機(jī)外，不進(jìn)入機(jī)身2號(hào)油箱，因此不會(huì)引起機(jī)身7號(hào)油箱液面起伏波動(dòng)異常，機(jī)身副油箱輸油不會(huì)受到干擾，也就不會(huì)出現(xiàn)機(jī)身副油箱內(nèi)壓力下降和油盡信號(hào)燈提前燃亮的現(xiàn)象。

機(jī)身2號(hào)油箱前部裝有通向7號(hào)油箱的排氣管，在地面試車時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生推力的原因，造成飛機(jī)前低后高，使2號(hào)油箱排氣變差，進(jìn)而引起7號(hào)油箱液面起伏波動(dòng)幅度較大。而飛機(jī)空中飛行時(shí)，飛機(jī)帶有一定迎角，飛機(jī)前高后低，2號(hào)油箱排氣比較順利，引起7號(hào)油箱液面起伏波動(dòng)幅度較小，沒有影響到浮子活門的正常工作。因此，飛機(jī)飛行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)機(jī)身副油箱油盡信號(hào)燈提前燃亮的現(xiàn)象。

3.2故障解決方案

將2個(gè)機(jī)翼副油箱輸油管路上的單向活門換裝成輸油斷氣活門。當(dāng)機(jī)翼副油箱燃油輸盡后，管路中進(jìn)入空氣，活門會(huì)關(guān)閉，阻止機(jī)翼副油箱內(nèi)增壓氣體進(jìn)入機(jī)身油箱，避免浮子活門工作受到較大干擾。

4結(jié)論

飛機(jī)掛載3個(gè)副油箱地面輸油順序試車檢查時(shí)，機(jī)身副油箱油盡信號(hào)燈提前燃亮，是此類型號(hào)飛機(jī)的特有現(xiàn)象。主要原因是當(dāng)機(jī)翼副油箱油盡后，大量增壓氣體進(jìn)入機(jī)身油箱，引起7號(hào)油箱液面發(fā)生大幅度的起伏波動(dòng)，干擾了機(jī)身副油箱的正常輸油，使機(jī)身副油箱內(nèi)壓力降低，輸油變慢，油盡信號(hào)燈提前燃亮。通過對(duì)這一問題的研究為飛機(jī)的大修積累了經(jīng)驗(yàn)。