機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

王朝暉，張永國(guó)，耿光輝，陳利安

(空軍勤務(wù)學(xué)院 航空軍需與燃料系，江蘇 徐州 221000)

機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)實(shí)驗(yàn)室是“2110工程”三期“軍事供油工程”學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)科研條件建設(shè)項(xiàng)目，總部專項(xiàng)建設(shè)經(jīng)費(fèi)200萬(wàn)元。通過開展多機(jī)種機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng)和機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)等建設(shè)工作，力爭(zhēng)將此實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為全軍唯一在機(jī)場(chǎng)供油工程領(lǐng)域集教學(xué)、科研、服務(wù)部隊(duì)等功能于一體的綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

1 建設(shè)目標(biāo)

機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)實(shí)驗(yàn)室是在空軍勤務(wù)學(xué)院原航空油料物資系教學(xué)油庫(kù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造，通過完善教學(xué)油庫(kù)的基本設(shè)施設(shè)備，補(bǔ)充機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)與評(píng)估的實(shí)驗(yàn)條件，拓展模擬訓(xùn)練和服務(wù)機(jī)關(guān)部隊(duì)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)以下建設(shè)目標(biāo)。

1.1 教學(xué)目標(biāo)

通過擴(kuò)建輸油管線，增添飛機(jī)模擬受油裝置等硬件設(shè)施，進(jìn)一步完善教學(xué)油庫(kù)的工藝流程，拓展教學(xué)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。能夠開設(shè)管線拆裝、閥門維護(hù)、過濾分離器清洗維護(hù)、油料定量灌裝、飛行油料信息化保障等實(shí)驗(yàn)(習(xí))項(xiàng)目，能夠開展過濾分離器、壓力流量應(yīng)急控制器、水擊消除器等流體部件流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)分析，為《機(jī)場(chǎng)供油工程》《機(jī)場(chǎng)油庫(kù)》《油料業(yè)務(wù)建設(shè)》等課程的實(shí)踐教學(xué)提供實(shí)驗(yàn)(習(xí))平臺(tái)。

1.2 科研目標(biāo)

通過完善硬件，強(qiáng)化教學(xué)油庫(kù)的輸、加油能力。設(shè)置檢測(cè)接口，安裝自動(dòng)檢測(cè)與控制的儀器設(shè)備，開發(fā)數(shù)據(jù)分析評(píng)估軟件。能夠?yàn)檐娛鹿┯凸こ虒W(xué)科專業(yè)領(lǐng)域科研人員開展飛機(jī)地面加油工藝、地面大流量加油技術(shù)、機(jī)場(chǎng)供油工程新技術(shù)新設(shè)備、新型飛機(jī)機(jī)場(chǎng)供油工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；能夠?yàn)榱髁繎?yīng)急控制器、恒壓調(diào)節(jié)控制閥等機(jī)場(chǎng)供油工藝設(shè)備測(cè)試，單環(huán)、多環(huán)、直線供油模式下的機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整評(píng)估，機(jī)場(chǎng)供油信息化新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的調(diào)試、檢測(cè)、驗(yàn)證及評(píng)價(jià)提供實(shí)驗(yàn)條件。

1.3 服務(wù)部隊(duì)目標(biāo)

結(jié)合機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，開發(fā)研制基于虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)，為機(jī)關(guān)部隊(duì)機(jī)場(chǎng)供油工程建設(shè)與管理人員提供技術(shù)數(shù)據(jù)方面的決策參考；利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開展遠(yuǎn)程技術(shù)咨詢服務(wù)，將多機(jī)種機(jī)場(chǎng)供油研究領(lǐng)域的新成果、新技術(shù)推廣到部隊(duì)?wèi)?yīng)用并進(jìn)行指導(dǎo)，解決航空兵部隊(duì)在平戰(zhàn)時(shí)油料保障過程中遇到的難題。

2 建設(shè)方案

2.1 總體架構(gòu)

機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)主要包括三部分，機(jī)場(chǎng)供油能力檢測(cè)與評(píng)估平臺(tái)、機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)仿真訓(xùn)練平臺(tái)、機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)數(shù)據(jù)支持平臺(tái)，每個(gè)部分既可在數(shù)據(jù)上相互關(guān)聯(lián)又可單獨(dú)使用，提高教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果?？傮w架構(gòu)如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)室總體架構(gòu)

2.2 硬件建設(shè)

2.2.1 輸油管線

新建口徑150 mm的鋼制輸油管道1000 m，與教學(xué)油庫(kù)的輕油泵房及環(huán)形管線對(duì)接，在管線上安裝有壓力傳感器、流量傳感器及電動(dòng)控制閥，用于采集數(shù)據(jù)、控制工藝。受場(chǎng)地限制和安全因素影響，輸油管線采用三層管架支撐、四根管道并列的安裝形式。

2.2.2 飛機(jī)模擬受油裝置

研制兩套模擬飛機(jī)受油裝置分別模擬蘇-27及殲-10油箱。蘇-27模擬受油裝置模擬四個(gè)結(jié)構(gòu)整體油箱，各油箱尺寸如下：1號(hào)、2號(hào)油箱2000 L；3號(hào)、4號(hào)油箱600 L。殲-10模擬受油裝置模擬五組油箱，各油箱尺寸均取780L。各油箱均安裝透氣閥及自動(dòng)測(cè)量液位計(jì)，進(jìn)油閥采用電動(dòng)球閥，液位達(dá)到設(shè)定高度時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。受油裝置主管道上安裝壓力傳感器，用于檢測(cè)機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)出口壓力變化情況。

2.3 軟件開發(fā)

2.3.1 檢測(cè)評(píng)估分析軟件

研制基于PLC的便攜式機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)檢測(cè)分析軟件，接口開放式設(shè)計(jì)，適用于不同制式的信號(hào)數(shù)據(jù)，完成對(duì)機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)能力的檢測(cè)評(píng)估分析。

針對(duì)機(jī)場(chǎng)供油能力參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估，主要是對(duì)油料加注過程中的流量、壓力等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，能夠分析流態(tài)變化、油泵供油狀況、管道輸送過程水頭損失變化、飛機(jī)加油終端壓力和流量變化，能夠從系統(tǒng)流量大小、壓力大小及穩(wěn)定性兩個(gè)方面來(lái)評(píng)估整個(gè)供油系統(tǒng)的供油能力。

檢測(cè)評(píng)估分析軟件共分為三個(gè)建設(shè)模塊：流體數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)采集模塊、管道水力損失分析模塊和飛機(jī)加油能力評(píng)估模塊。其主要功能指標(biāo)包括：

(1)能夠采集供輸油系統(tǒng)中壓力、流量數(shù)據(jù)；

(2)能夠方便擴(kuò)展檢測(cè)通道；

(3)信號(hào)數(shù)據(jù)做到便于標(biāo)定、通用共享；

(4)人機(jī)界面友好，數(shù)據(jù)顯示美觀、直讀性強(qiáng)。

2.3.2 機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)

建設(shè)用于機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)仿真訓(xùn)練的物理平臺(tái)，為仿真訓(xùn)練軟件應(yīng)用提供硬件支撐，包括：局域網(wǎng)絡(luò)及其存儲(chǔ)、通訊設(shè)備，多媒體計(jì)算機(jī)終端、顯示設(shè)備等組成。機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容主要包括：

(1)航空油料接收仿真訓(xùn)練；

(2)油庫(kù)設(shè)備構(gòu)造及維護(hù)仿真訓(xùn)練；

(3)飛行油料保障仿真訓(xùn)練；

(4)機(jī)場(chǎng)供油工藝設(shè)計(jì)仿真訓(xùn)練。

2.3.3 機(jī)場(chǎng)供油技術(shù)數(shù)據(jù)專家軟件

建設(shè)一個(gè)典型機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，把不同類型、不同結(jié)構(gòu)、不同技術(shù)要求的油庫(kù)設(shè)施設(shè)備“人為地”集成在一個(gè)機(jī)場(chǎng)供油系統(tǒng)中，全面展現(xiàn)航空油料保障基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成就。同時(shí)，在虛擬現(xiàn)實(shí)中嵌入《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《空軍機(jī)場(chǎng)油庫(kù)管理細(xì)則》《空軍機(jī)場(chǎng)油庫(kù)設(shè)施設(shè)備建設(shè)與管理標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)章制度中的建設(shè)與管理數(shù)據(jù)，為機(jī)場(chǎng)供油工程的教學(xué)和研究提供一個(gè)直觀的三維再現(xiàn)平臺(tái)。

本實(shí)驗(yàn)室所采用的技術(shù)成熟，方案可行，但要建立穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，且技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求具有較大難度，需要在后續(xù)設(shè)計(jì)、建設(shè)中攻關(guān)克難。