淺析飛機燃油箱串油現象對飛機航線運營的影響

姜亮 鄧丁奇 高廣拓

摘 要

飛機燃油箱串油現象是民用航空飛機在長時間航線運營過程中容易出現的一種燃油系統故障。以某機型飛機為例，介紹了航線主流機型整體燃油箱的設計布局;針對飛機燃油箱串油問題，從適航性、安全性、機組操作和航空公司運營成本等角度，對可能引發(fā)的各類不利影響進行了歸納和總結;并指出了航線在役飛機運營中通常容易引發(fā)燃油箱串油滲漏問題的薄弱環(huán)節(jié)和常規(guī)檢測手段;可為航空公司相關從業(yè)人員提高對飛機燃油箱串油問題的認識提供參考。

關鍵詞

飛機燃油箱;串油;影響分析

中圖分類號： V233.2? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.025

0 引言

目前，國內主要大型航空公司運營的飛機，通常采用整體燃油箱設計形式;即利用飛機機翼或機身結構的上下壁板（蒙皮）、前后梁和結構肋板等圍成油箱結構，用于貯存航空燃油[1-2]。在飛機長期的航線運營過程中，燃油污染物沉積、燃油微生物滋生、密封膠老化、部件維護不及時等問題通常難以完全避免，由此可能會導致飛機相鄰燃油箱之間發(fā)生燃油滲漏的現象。通常，將這種燃油從飛機燃油箱內的一側油箱滲漏至相鄰一側油箱的現象叫作燃油箱串油現象，又叫燃油箱內漏現象。

本文首先從適航性、安全性、機組操作和航空公司運營成本等角度，就燃油箱串油現象對飛機航線運營的影響進行了歸納和總結，接著對引發(fā)燃油箱串油問題的常見故障原因進行了分析和總結，并指出航線在役飛機運營中最容易引發(fā)燃油箱串油滲漏問題的薄弱環(huán)節(jié)和常規(guī)檢測手段;以期為航空公司相關從業(yè)人員提高對飛機燃油箱串油問題的認識提供參考和思路。

1 飛機燃油箱布置簡

對于航線上運營的大部分民用客機，根據飛機上燃油箱布置的相對位置，通?？蓪⑷加拖浞譃樽髾C翼油箱、右機翼油箱和中央油箱，各油箱之間通過密封的肋板結構進行物理分隔，以保證相鄰油箱相互之間不發(fā)生串油。

以某機型飛機的燃油箱設計布局為例，其燃油箱布局示意圖（沿航向視圖）如圖1所示，按照飛機燃油箱的布置位置，可將飛機燃油箱分為左機翼油箱、右機翼油箱和中央油箱。

當飛機燃油箱出現串油（內漏）時，燃油液位較高的一側油箱內的燃油會在重力高度差的作用下向燃油液位較低的一側油箱內滲漏。通常，燃油從外側機翼油箱向中央油箱滲漏的情況，要較燃油從中央油箱向外側機翼油箱滲漏的情況更為常見。

2 燃油箱串油問題的影響分析

飛機燃油箱串油現象，是民航飛機長時間航線運營過程中一種較為常見的燃油系統非正?，F象。本節(jié)對由飛機燃油箱串油問題導致的不利影響進行了歸納和總結。

2.1 導致燃油箱內燃油膨脹空間不足，引發(fā)適航安全風險

根據《中國民用航空規(guī)章》第25部運輸類飛機適航標準中第25.969條款，條款明確規(guī)定：“每個燃油箱都必須具有不小于2%油箱容積的膨脹空間，必須使飛機處于正常地面姿態(tài)時，不可能由于疏忽而使所加燃油占用膨脹空間?！盵3]

當飛機燃油箱出現串油（內漏）故障時，如果飛機外側機翼油箱內燃油液位高于中央油箱內燃油液位，在燃油液位差的作用下，外側機翼油箱內燃油將不斷地向中央油箱滲漏，導致中央油箱內的燃油液位不斷升高，直到中央油箱內燃油的膨脹空間被完全擠占掉。由此導致飛機燃油箱內留存的燃油膨脹空間不足，不滿足適航條款25.969要求，且存在較大的安全風險。

2.2 影響飛機集油箱內燃油液位高度的維持能

對于大型民用航空飛機，在飛機主燃油箱內通常布置有集油箱，燃油泵布置在飛機集油箱內。設置飛機集油箱的目的，是為了在飛機地面滑行和空中機動飛行過程中，燃油泵可以始終連續(xù)地向飛機發(fā)動機提供源源不斷的燃油。基于上述目的，就要求飛機集油箱在飛機任何機動飛行姿態(tài)下都能夠始終維持較高的燃油液位[4]。

對于飛機集油箱，一方面燃油泵需要從集油箱抽吸燃油，供給發(fā)動機消耗;另一方面，燃油引射泵從集油箱外抽吸燃油不斷地給集油箱補油，以維持集油箱內的較高液位。當出現燃油箱串油（內漏）故障時，尤其是串油滲漏量較大時，集油箱內的燃油補油速率滿足不了發(fā)動機消耗速率和串油滲漏速率之和，即出現集油箱“供不應求”時，集油箱內的燃油液位高度將無法保持。該種情況下，如果飛機進行較大的機動飛行動作時，由于集油箱內燃油液位原因，將可能出現發(fā)動機轉速不穩(wěn)定，甚至發(fā)生空中停車事故。

2.3 容易觸發(fā)飛機左右不平衡油量告警

大型民用航空飛機通常均設計有不平衡油量告警功能，在飛行過程中當飛機左、右機翼油箱內剩余燃油量之差超過一定數值時，就會觸發(fā)左右不平衡油量告警信息，提示飛行員需要進行左右翼交輸供油，以糾正油量不平衡。

通常情況下，飛機左、右機翼油箱對稱，左、右發(fā)動機的燃油消耗量也基本相當，飛行中較少觸發(fā)左右不平衡油量告警。但當飛機燃油箱出現串油（內漏）故障時，由于出現串油滲漏現象一側的機翼油箱內燃油液位下降較快，導致左右兩側機翼油箱內燃油量差異逐漸擴大，達到告警油量值后即會觸發(fā)駕駛艙內的CAS告警警報提示飛行員左右機翼油箱油量不平衡[2，4]。

在收到CAS提示左右不平衡油量告警信息后，飛行機組需要飛行手冊執(zhí)行交輸供油或差異化耗油措施來糾正左右機翼油量不平衡，直到CAS告警信息消除。由于燃油箱串油滲漏現象仍在存在，在飛機飛行一段時間后，又會重新觸發(fā)該告警，需要飛行員再次按照飛行手冊執(zhí)行不平衡油量糾正操作，從而導致飛行機組的操作負擔增加。

2.4 影響航空公司飛機派遣率，增加航線運營成本

考慮到上述飛機燃油箱串油問題可能對飛行安全帶來的不利影響，一旦飛機出現燃油箱串油滲漏故障，航空公司將別無選擇地需對故障飛機進行停飛維修。對故障飛機進行維修維護時，需要排空飛機燃油箱內剩余燃油油料、打開燃油箱維護口蓋、持續(xù)通風，然后進行故障定位和維修，待維修操作完成后，還需對完工后的飛機燃油箱進行清潔維護、功能檢查等工作。上述活動一般需要一周到半個月的時間，由此導致飛機利用效率降低，進而給航空公司運營收入帶來較大的損失，且飛機維修維護還導致了航空公司航材成本和人力成本的增加。

3 引發(fā)燃油箱串油問題的常見原

結合航線在役飛機運營經驗來看，可能引發(fā)飛機燃油箱串油滲漏故障的位置通常包括：{1}結構密封肋板上經涂膠密封的孔隙。{2}密封肋板上過框接頭的安裝密封。{3}密封肋板上過框安裝的管路接頭密封。根據工程經驗，燃油箱內管路連接接頭和密封肋板上過框接頭安裝可靠，失效概率極低;相對而言，由于結構密封肋板上孔隙密封涂膠不到位、密封膠老化、松脫等因素引起燃油滲漏更容易造成燃油箱串油滲漏問題。

當航線運營過程中出現燃油箱串油滲漏現象時，應首先通過氣泡檢測法、惰性氣體檢測法等手段對密封肋板結構進行檢查，判斷密封肋板結構上是否存在滲漏點。

4 總結

本文首先對民用航空飛機燃油箱串油現象進行了介紹;以某機型飛機為例，介紹了目前航線主流機型飛機整體燃油箱的設計布局;接著，本文針對飛機燃油箱串油問題引發(fā)的燃油箱內燃油膨脹空間不足、影響飛機集油箱內燃油液面高度維持能力、容易觸發(fā)飛機兩側機翼油箱油量不平衡告警，以及影響航空公司飛機派遣率增加航線運營成本等不利影響進行了歸納和總結;然后，對引發(fā)飛機燃油箱串油問題的常見故障原因進行了分析和總結，并指出航線在役飛機運營中最容易引發(fā)燃油箱串油滲漏問題的環(huán)節(jié)和常規(guī)檢測手段;以期為航空公司相關從業(yè)人員提高對飛機燃油箱串油問題的認識提供參考和思路。

參考文獻

[1]黨鐵紅.民用飛機機翼氣動設計及優(yōu)化[J].民用飛機設計與研究，2003（01）.

[2]叢楠.航空燃油測量系統設計與實現[D].2014.

[3]中國民用航空局.中國民用航空規(guī)章第25部運輸類飛機適航標準[D].2011.

[4]張娟.先進飛機中燃油系統的綜合化控制與管理[J].航空計算技術，2008，38（2）：96-99.