某型飛機(jī)電容式燃油測量系統(tǒng)故障分析

吳濟(jì)帆

摘要：從飛機(jī)燃油管理系統(tǒng)的故障現(xiàn)狀出發(fā)，分析研究了電容式燃油量檢測系統(tǒng)的組成、構(gòu)造和基本原理，并給出了某類型多用途航空器的電容式燃油測量系統(tǒng)故障的排除辦法，最后總結(jié)了電容式燃油測量系統(tǒng)排故經(jīng)驗，并給出了相應(yīng)故障排除意見。

關(guān)鍵詞：電容器;燃油量傳感器;燃油測量;排故

一、飛機(jī)燃油系統(tǒng)概況

中國早已決定進(jìn)行民用飛機(jī)項目的研發(fā)工作，這對燃料系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作有著十分重大的工程意義。航空燃料系統(tǒng)是航空器上諸多控制系統(tǒng)中的一種子系統(tǒng)，它的主要功能在于貯存燃料，從而確保飛機(jī)在所規(guī)定的任何狀況下，都能夠按照發(fā)動機(jī)所規(guī)定的壓力和流量向飛機(jī)引擎連續(xù)不間斷地供油。另外，燃油系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻航空器上的其它系統(tǒng)、平衡航空器、維持飛行器重心在規(guī)定的高度區(qū)域內(nèi)等附加功能。對燃料控制系統(tǒng)所提供的一般特點為：運(yùn)行安全可靠、壽命長、防火安全、體積輕巧、外廓尺寸小、機(jī)械構(gòu)造簡易、保養(yǎng)檢修簡單、管理精細(xì)和產(chǎn)品工藝性好等。民用飛機(jī)的燃油管理系統(tǒng)，通常分為燃油箱管理系統(tǒng)、加放油管理系統(tǒng)、供輸油管理系統(tǒng)、油箱通氣超荷管理系統(tǒng)、燃油計量管理系統(tǒng)、壓力信號指示管理系統(tǒng)和燃油溫度指示系統(tǒng)。不過關(guān)于這種技術(shù)，目前全世界都在加緊研發(fā)，中國國內(nèi)則還處在起步階段，也正由于這樣，對各類新型的燃油計量技術(shù)的研制、發(fā)展與運(yùn)用層出不窮，也促進(jìn)了燃油計量科學(xué)技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展和完善。

二、燃油系統(tǒng)工作原理

（一）燃油計量管理系統(tǒng)，主要由油位檢測傳感器、密度檢測傳感器、燃料計量系統(tǒng)和管理任務(wù)計算機(jī)，以及電子油量顯示器等部分構(gòu)成。燃油控制計算機(jī)通過各油箱內(nèi)傳感器的檢測值和來自航空總線的飛機(jī)位置和加速度信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析與運(yùn)算得到各油箱和航空器總的燃料質(zhì)量特征信息，燃料量信息在駕駛艙燃油總量表和換料控制板上的油體積表中呈現(xiàn)，燃料量指示信息還成為飛機(jī)燃油轉(zhuǎn)輸管理的基礎(chǔ)。

（二）燃油計量控制系統(tǒng)的基本工作流程是：先根據(jù)油位測量傳感器檢測出飛機(jī)油箱中的油面高度，燃油計算機(jī)利用油面高度、飛機(jī)姿態(tài)信息以及存放在里面的油箱數(shù)學(xué)模型等信號，算出相應(yīng)的燃油容積，再根據(jù)燃料密度傳感器所測定的燃料密度系數(shù)，就可以測算出飛機(jī)油箱中所載燃油的總量，然后燃油計算機(jī)系統(tǒng)把燃油質(zhì)量信息通過數(shù)據(jù)總線，輸送到飛機(jī)駕駛艙的指示控制系統(tǒng)以及飛機(jī)管理任務(wù)控制系統(tǒng)中。在中國早期的燃油計量體系中，并沒有對燃油密度進(jìn)行直接計量，而是通過將介電常數(shù)和溫差補(bǔ)償結(jié)合的方式來間接測量密度系數(shù)。

（三）有的飛機(jī)每個燃油箱內(nèi)都設(shè)有一組（或多個）油量傳感器、一種補(bǔ)償傳感器、水溫傳感器和氣壓傳感器。用油體積感應(yīng)器和補(bǔ)償感應(yīng)器都能夠測得油箱內(nèi)油量感應(yīng)器安裝部位處的油深，用水溫傳感器和氣壓傳感器可以分別檢測出油箱內(nèi)的水溫和氣壓，以便按照要求進(jìn)行調(diào)整油箱內(nèi)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)。由燃料管理計算機(jī)系統(tǒng)接收油體積感應(yīng)器和補(bǔ)償感應(yīng)器的信息，并通過運(yùn)算確定出油箱內(nèi)油量感應(yīng)器的浸油深淺，同時，燃料管理計算機(jī)系統(tǒng)也接收來自于航空總線的航空姿態(tài)信息和航空三軸加速度信息，并通過運(yùn)算求出航空油面傾角。飛機(jī)油箱的數(shù)字模型己經(jīng)預(yù)定存入電腦內(nèi)，通過感應(yīng)器的浸油深淺和油箱油面傾角，就可以判斷出飛機(jī)油箱里的燃料數(shù)量，而依據(jù)燃料密度計測得出的燃料密度數(shù)值，也就能夠精確測算出燃料質(zhì)量，這樣既能夠相互校驗燃料的參數(shù)，又能夠把上述參數(shù)經(jīng)由航空總線直接送入控制器中。

三、故障排故過程

（一）明確故障點。向航空器補(bǔ)充燃料，某型飛機(jī)燃料油量監(jiān)測指示系統(tǒng)之間相互冗余備份，為了確定故障地點，要縮小檢測區(qū)域，首先把飛行器左側(cè)燃料量傳感器電源連接插銷切斷，連接地面燃料實驗臺，模擬消耗航空燃料，此時飛行器座艙儀表上飛行器剩余燃料數(shù)量不會改變;關(guān)閉地面燃料實驗臺后，將右邊燃料顯示測量感應(yīng)器的電接插銷切斷，并修復(fù)左邊燃料指示儀表感應(yīng)器電子連接插座的設(shè)置，然后重新連接地面燃料實驗臺，完成航空器的耗油，右邊燃料油量表隨燃料的損耗下降，從而確定航空器的右邊燃料儀表感應(yīng)器、電氣組件，或連接電纜的線路出現(xiàn)問題。

（二）經(jīng)過通電檢測電子信息板的輸入輸出信息是否正常，即可確定感應(yīng)器和電子設(shè)備組成部分的管理工作是否正常。

（三）斷開油量儀表傳感器連接插座、燃油電子組件電連接插座后，用萬用表檢測這兩部分連接線纜的導(dǎo)通性和絕緣狀況，均未發(fā)生異?，F(xiàn)象，表明傳感器的連接線纜正確無誤。

（四）故障排除。使用電容讀取設(shè)備連接燃油系統(tǒng)電腦板，讀取右機(jī)翼傳感器電容值，更換異常電容值的傳感器，并恢復(fù)為正常狀態(tài)，然后再一次完成地面燃料耗盡測試，放燃油的整個流程中，如果航空器殘余燃油指示常態(tài)，并達(dá)到差值標(biāo)準(zhǔn)，則座艙信號板上警告的燃油信息燈亮起，故障消除。

四、結(jié)語

飛機(jī)燃油測量系統(tǒng)可以根據(jù)剩余燃油顯示飛機(jī)剩余燃油，可以計算飛機(jī)的續(xù)航時間和航程，檢查發(fā)動機(jī)性能，調(diào)節(jié)和控制發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)。如果油耗計系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致飛行員對續(xù)航時間和航程的解讀，導(dǎo)致飛機(jī)出現(xiàn)重大安全事故。在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了電容式油量測量系統(tǒng)的工作原理，縮小了故障排除范圍，確定了燃油測量系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，實現(xiàn)了快速故障隔離和高效故障排除的目的。

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