飞机结构与机械系统课件 加油、抽油系统

M3飞机结构与系统M3.3.4.4飞机加油、抽油系统课时：2学时重力加油、压力抽油应急放油、抽油系统、交输传油123为了保证安全，执行加油工作时应注意以下事项：飞机加油工作在开阔的场地执行，便于紧急情况下加油车撤离和消防车接近，并且按要求设置警示标志；加油过程避免高能热辐射，确认周围飞机没有打开气象雷达；加油车需配有过滤装置，控制燃油中杂质的含量；加油过程中油车与飞机均有效接地，严格控制加油压力和流速，防止静电积累，发生危险；加油现场配备可用的灭火设施，维护人员应知晓燃油溢出后的紧急处理方式。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油飞机加油时产生静电失火和爆炸事故，在世界各航空公司几乎每年都有发生，造成生命财产的重大损失。随着大型飞机加油量的增加和加油速度的提高以及加油操作的不当，使飞机在加油过程中产生的静电灾害的危险性有所增加。航空燃油主要是由碳、氢两种元素构成的，碳和氢两种元素约占航空燃油总重量的87%以上。此外，还有少量的硫、氧、氮以及微量的磷、钒、钾、硅、铁、镁、钠等元素。在静止状态，燃油本体中正离子携带的电荷等于由负离子携带的电荷。因此，在燃油中没有过剩的电荷存在，故不显电性。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油燃油相对固体表面运动时产生静电，由于吸附电解等原因，在喷雾、冲刷等过程中也产生静电。摩擦产生的静电达到一定量时，才可能造成静电事故。燃油是介电系数较大的物质，它既能通过摩擦产生静电，又能蓄电。当带有电荷的燃油进入飞机油箱后，如果电位差达到20kV时就会发生放电现象，并产生火花。当火花能量达到或大于周围油料最小点火能量（0.2mj），而且燃油蒸气在空气中的浓度或含量在爆炸极限范围内（航空汽油蒸气体积浓度占空气1%~6%；航空煤油蒸气体积浓度占空气1.4%~7.5%）就会立刻发生爆炸。这种现象多发生在飞机加油开始的1~2min内。在大多数飞机油箱内，电容式油量表的探头，增压泵等突出部件易诱发加油初始阶段的放电火花。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油燃油中带有杂质是自然存在的，不可避免的，但国际标准（AP1-1581标准）规定燃油中所含杂质每升不得超过1mg，杂质的大小不超过5um。燃油中所含杂质主要是一些氧化物、沥青质、环氧酸及磺酸等金属盐类。燃油中的杂质过量，会导致油滤和油路精密元件被堵塞，严重时可造成空中停车；另外杂质直接离解正、负离子（或吸附自由离子形成带电质点），加重飞机带电情况。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油燃油在管道中流动，流速和管径对燃油静电影响很大，燃油在管道中所产生的流动电流或电荷密度的饱和值与燃油流速的1.75至2次方成正比。发动机燃油系统对航空燃油质量的要求很高。加油时，燃油通常经过多道过滤以便除掉水分杂质及其他物质。过滤器导致燃油流动阻力增大，摩擦加剧，更重要的是过滤导致燃油中的抗静电添加剂性能降低，加剧了静电的产生。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油提高燃油导电率可使静电电荷被迅速传导，防止局部静电电位上升得过快和过高。提高导电率的方法是在燃油中添加抗静电添加剂。炼油厂在燃油出厂时会在油液中统一添加抗静电剂，减少燃油在运输环节的危险性。经过运输和过滤，燃油中的抗静电剂会减少，油料公司应在加油前重新加入抗静电剂。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油过量的水分和杂质会增加燃油的静电起电量。然而，航空燃油具有吸水的特性。因此应在以下两个环节控制燃油中的水分和杂质：首先，油料供应保障部门必须按规定定期清洗油罐、加油车；定期清洗或更换过滤介质；定期从油罐和加油车沉淀槽、过滤器排除水分杂质；在每次灌入新的燃油并且澄清之后，应当用石蕊试纸检查燃油含水量，石蕊试纸应保证至少浸在油样内158；在大雨季节，地下储油罐应当更经常地用石蕊试纸检查。通过采取以上措施，可保证加人飞机的燃油目视检查无色透明，无水分、杂质。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油在消除飞机静电的方法中，最有效的方法是接地法。静电接地是指在飞机加油时，将加油车通过金属导线分别与飞机导静电接地桩和地面接地跨接起来（见图3.3-1），使加油车、飞机和大地形成等电位体，加快燃油中静电电荷的传递。接地可以使飞机和加油车电位相等，避免因静电电位差造成外部放电引起灾害。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油使用较低的加油初始流速，可以防止燃油摩擦生电过多。一般规定压力加油时，无水燃油最大线速度不超过7m/s。在飞机加油时，通常应同时打开两个以上油箱电门，让大流速的燃油一流入油箱就成为分流状态，减缓大流速，就可以减少静电灾害的危害性。同时还应注意避免加油时出现湍流和溅射。输油泵出现气塞或空隙现象时，燃油中有大量气泡，增强了湍流，使油液与管壁和空气的摩擦加剧，摩擦生电严重。从油箱上部加油口溅射加油，也增大了燃油与空气的摩擦，产生的电荷直接储存在燃油中。所以，通常采用油箱底部加油方法，可减少加油时的溅射。123重力加油通常用于小型飞机，加油口盖位于主油箱顶部，加油人员需登上机翼，打开重力加油口盖，将燃油直接加入油箱中。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油123

重力加油有如下缺点：

1）加油速度慢，加油时间长；

2）燃油容易洒出，当加油口盖打开时，人员在翼上行走需格外小心；

3）工具容易从加油口掉入油箱，雨水、冰雪、灰尘也可能通过重力加油口进入油箱造成污染；

4）加油时难免会冒出燃油和燃油蒸汽，一旦遇到火星就有发生火灾的危险。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油123

因为上述缺点，现代民航飞机通常只将重力加油作为一种辅助应急加油手段保留，用于机场没有可用加油车等特殊情况。如图6-32所示为典型飞机的重力加油口分布，中央油箱和配平油箱没有重力加油口，需要通过交输传油将燃油从主油箱导入其中。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.1重力加油123

压力加油系统主要由机翼前缘的加油站（通常位于右侧机翼、部分机型位于左侧机翼）、加油管路和加油活门组成。加油时，将油车的管路连接到飞机加油站的压力加油口，燃油在油车油泵的压力驱动下，由加油口盖进入飞机加油总管，再通过各加油管路上的加油活门加入相应的油箱内。由于加油速度快、抗污染性好、安全可靠等优点，现代民航飞机通常使用压力加油。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油不同飞机的压力加油/抽油系统会略有不同，但其主要组成部件有：压力加油口、加油阀、抽油阀、加油总管、传输总管（或称加油/应急放油总管）、满油浮子开关（有些飞机上采用油位传感器）和压力加油控制面板等组成。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油加油台用于飞机压力加油和抽油的操作和控制，一般指加油口所在区域。压力加油是通过机载加油台（或称加油站）进行的。现代双发动机飞机的加油台一般位于发动机外侧区域机翼前缘区域，四发动机飞机一般位于同侧机翼两发动机吊架之间的机翼前缘区域。不同飞机加油台的位置有所不同，如波音737、波音757飞机的加油台位于右机翼的前缘；波音787飞机的加油台位于飞机左侧机翼前缘（如图8-12所示）；波音767、波音777以及A380飞机在左、右机翼都有加油台。可通过加油台上的加油口向飞机上的所有燃油箱进行压力加油。波747-400飞机加油台位于左、右机翼的前缘，但仅在左加油台上有加油控制面板，右加油台上仅有加油口。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油133.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油加油控制面板用于控制飞机的加油、抽油以及油箱之间燃油的传输，大多数飞机的加油控制面板都位于机翼前缘的加油台上。波音747-400飞机仅在左加油台上有加油控制面板，右加油台上仅有加油口。A380飞机的加油台位于每一侧机翼相邻两台发动机吊架之间的机翼前梁上，而其加油控制面板位于机身腹部区域，而且A380飞机可以在驾驶舱内进行加油控制。加油控制面板主要包括：测试开关、油箱油量指示器、加油量指示器、加油量设定开关、油量选择开关、加油阀控制开关、加油阀位置灯、抽油阀控制开关、电源选择开关等。133.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油不同飞机加油控制面板有所不同。波音737飞机加油控制面极上没有加油量选择开关，因而不能选择加油量。如果不需要加满油箱，则必须目视油量表，当达到需要油量时，关闭加油阀，或者从加油车上设定加油量。波音747、波音757、波音767飞机可以设定各燃油箱的加油量，但不能设定总加油量。波音787飞机只可以设定总加油量。波音777飞机既可以设定各燃油箱的加油量，又可以设定总加油量。在压力加油过程中，当燃油箱中的燃油量达到预先设定的加油量时，燃油系统会自动关断加油阀，133.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油133.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油123

在常见的加油控制面板上，通常有各加油活门的控制电门、各油箱的油量指示、测试电门和指示灯光等，加油人员可以通过面板控制压力加油系统。为了保障安全，压力加油系统通常还带有加油安全关断功能，即油箱油量接近或到达满位后，自动关断相应的加油活门，防止燃油过满溢出。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油123典型飞机的压力加油有三种模式：人工加油、自动加油和超控加油。1）人工加油将加油车油管连接到飞机压力加油口后，通过电门打开相应油箱的加油活门，通过灯光指示或油箱内油量变化可确认加油活门正常打开，外部输油管的燃油通过加油管路和加油活门进入相应油箱。在人工加油过程中，加油人员需要密切关注油箱的油量，当油量达到需求时，通过操作电门关闭相应的加油活门。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油123

2）自动加油为了减少人员的工作量，可以使用自动模式加油，在自动加油前，通过加油面板上的油量预选器输入每个油箱所需油量，预选器可以是拨杆电门、旋钮电门或者拇指转轮。设置完成后，预选值发送给计算机，计算机控制需要加油油箱的活门打开，并监视传感器反馈的油量信号，当油箱达到所需的加油量时，自动控制相应的加油活门关闭。在某些机型上，计算机还具备油量分配计算功能，在加油前只需输入飞机加油总量，计算机自动完成各油箱的油量分配计算。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油123

3）超控加油加油活门通常为电控液动式，即电门或计算机向活门电磁线圈通电，接通内部油路后，依靠油车供油压力克服弹簧力，作动活塞，将活门打开。如果加油活门电磁线圈失效导致活门无法打开，可以在加油时人工按压超控按钮，加油活门依然可以打开，此时加油人员需实时监视油箱油量，达到需求油量后松开超控按钮，完成加油。应注意的是，执行超控加油时，系统无法完成加油安全关断功能。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油当加油软管和加油接头相接时，软管上的顶针顶开了菌状阀门，打开了燃油进入总管的通道。燃油同时经小孔进入加油活门的内隔膜的上腔，隔膜上下腔室压力相等，阀口仍然关闭。当线圈通电时，电磁阀打开，燃油经节流口和电磁阀进入油箱，燃油流经节流口会使隔膜上下腔产生压力差，在压力差的推动下，克服了弹簧力将阀门向上打开，燃油就通过打开的加油阀经单向阀进入指定油箱。1233.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.2压力加油浮子电门感受油箱内油面位置，当油面到达加油预定值时，电磁阀线圈断电，自动关闭加油活门，防止燃油过满溢出。加油时因电磁阀失效阀门没能打开，这时可以人工将超控按针按下并保持，可使阀门打开。注意要到油加满了才能松手。进行压为加湘操作时，要在意飞机和加油车接地，加油口与加油车搭接地线（即三接地），同时注意防火，加油压力不要超过规定值（一般为55psi），严格按照操作程序进行加油。123应急放油系统的主要目的是确保即使飞机在起飞时出现故障的极端情况下，也具有足够的爬升能力，以保证其应急返场着陆。配备应急放油系统，既能保证飞机的全重着陆能力，也能使飞机在紧急情况下（如单发失效）拥有快速爬升跃障的能力。另外，设置应急放油系统可使飞机以较少的燃油量着陆，减少飞机着陆后起火爆炸的危险。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.3应急放油123为了确保安全，CCAR25部中对应急放油系统有以下要求：1）应急放油系统及其使用无着火危险；2）放出的燃油应避开飞机的各个部分；3）燃油和油气不会进入飞机的任何部位；3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.3应急放油123为了确保安全，CCAR25部中对应急放油系统有以下要求：4）应急放油对飞行操纵性没有不利影响；5）对于涡轮发动机飞机，必须具有措施，防止将起飞着陆所用油箱内的燃油应急放到小于从海平面爬升到3000米（10000英尺），然后再以最大航程速度巡航45分钟的需用油量；6）应急放油活门（应急放油阀）的设计，必须允许飞行人员在应急放油过程中的任何时刻都能关闭放油活门；3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.3应急放油123配备应急放油系统的飞机，加油和应急放油共用一条主管路，即加油/应急放油总管，如图6-37所示。当飞机处于应急放油模式时，加油活门关闭，应急放油隔离活门、应急放油活门打开，应急放油泵、超控/应急放油泵将油箱中的燃油供向加油/应急放油总管，并经应急放油喷嘴排出机外。通过控制面板上的应急放油预位电门、应急放油活门控制电门和剩余油量选择旋钮完成系统操控。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.3应急放油123飞机抽油系统的工作与加油相反。在执行某些维护工作，需要将油箱内的燃油排空时，可以使用抽油系统将油箱内的燃油通过加油站排出飞机。抽油活门安装在加油总管和供油总管之间，打开活门可以将两条管路连通，以完成抽油工作。飞机抽油有两种方式：压力抽油和吸力抽油。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.4抽油系统123压力抽油依靠油箱燃油泵提供动力完成，可以确保快速抽油。如图6-38所示，油箱内的燃油被燃油泵送至供油总管，再通过抽油活门进入加油总管，最终通过加油口排出机外，主要操作程序如下：1）把油管连接到加油口；2）打开抽油活门；3）打开需要抽油油箱的燃油泵；4）按需打开交输活门；5）当油箱的燃油抽空后，关断燃油泵；6）关闭抽油活门；7）把油管从加油口脱开。3.3.4.4燃油加抽油系统3.3.4.4.4抽油系统123吸力抽油利用地面油车产生吸力，从飞机油箱中抽走燃油。除不需要使用飞机燃油泵外，其余操作程序与压力抽油相同。吸力抽油的主要缺点是很难控制对单一油箱进