《飞机系统与附件》课件-3.燃油系统

3.1燃油系统概述燃油系统概述为存储和输送动力装置所需燃料设置燃油系统飞机燃油系统发动机燃油系统一般将由发动机直接驱动的燃油泵之前的燃油系统划归飞机燃油系统燃油系统概述飞机燃油系统是一套大系统，除燃油箱之外，还包括以下分系统：油箱通气系统加油/抽油系统供油系统空中应急放油系统指示/警告系统燃油系统概述燃油系统特点供油安全现代飞机多釆用交输供油系统，实现任何一个油箱向任何一台发动机供油每个油箱至少有两台增压泵，安装在油箱最低点，保证起飞、着陆、起动和高空的有效工作燃油系统概述考虑防火问题，通往发动机的管道应装防火切断阀，以切断输往发动机的燃油供给两台油泵都失效时依靠发动机燃油泵的抽吸作用仍可保证燃油供给燃油系统概述多发动机的燃油系统中从各自相应的油箱供油应急时可从一个油箱向所有发动机供油任何一个附件或组件的失效，最多只能导致一台发动机停车燃油系统概述载油量大现代运输机的燃油消耗率很大整个航程要消耗大量的燃油解决载油和空间的矛盾飞机多采用结构油箱油箱中应有挡板，以防止飞机机动飞行中因燃油晃动引起平衡力矩的改变燃油系统概述飞行中对飞机重心进行调节，确保燃油消耗引起的重心变化符合要求，现代民航飞机起飞前有专门的工作人员计算飞机重心飞机飞行中燃油消耗率高，燃油油箱难以全部装在飞机重心附近飞机重心可能会发生显著移动，影响飞机平衡燃油系统概述避免死油燃油箱内采用了引射泵借助于燃油增压泵提供的引射流将死区的含水油液引射到增压泵的进口减小水在油箱底部的沉积减少微生物对结构油箱的腐蚀燃油系统概述维护方便飞机燃油泵设有快卸机构维护人员不用放油，也不用进入油箱即可拆装油泵提高了燃油系统的维护性能燃油系统概述燃油系统的作用存储燃油飞机油箱中存储着飞机完成飞行任务所需的全部燃油，包括紧急复飞&着陆后的备用燃油可靠供油飞机燃油系统可在各种规定的飞行状态和工作条件下保证安全可靠地将燃油供向发动机和APU燃油系统概述调节重心通过燃油系统，可调整飞机横向和纵向重心位置重心冷却介质燃油可作为冷却介质，冷却滑油、液压油和其他附件横向重心调整保持飞机平衡，减小机翼机构受力纵向重心调整减小飞机平尾配平角度减小配平阻力，降低燃油消耗燃油系统概述航空航油点火燃烧的0.01秒瞬间完全燃烧，不产生积碳，发生紧急情况能快速恢复发动机性能因为飞机飞行环境的特殊性质，航空燃油有以下特点：良好的燃烧性燃油系统概述良好的物理化学稳定性含杂质少不会变质没有腐蚀性不会破坏油箱结构燃油系统概述高热值、高挥发性、高纯度相同质量的燃油燃烧能够产生更多的能量低的冰点&低的燃点高空飞行温度低，燃油要避免高空飞行结冰，同时发生异常容易再次点火燃烧燃油系统概述航空汽油航空煤油适用活塞发动机适用喷气发动机航空煤油常用一：以煤油为基础的JETA-1根据国际标准规格生产在美国，另有一种型号的JETA-1煤油，称为JETA燃油系统概述航空煤油常用二：JETB为改善寒冷天气下的性能而制重量较低，处理时危险性较大只在寒冷天气&有绝对需要时才会使用燃油系统概述世界各地军队，使用的航空煤油具有另外一套称为JP系列的编号如JP-4，JP-5，JP-8部分类型与民用燃油几乎相同，为满足不同目的，部分添加剂含量稍有不同燃油系统概述燃油系统与液压系统的比较相同流体管路系统可作为传递能量的介质燃油系统概述区别一燃油系统载油量大，耗油率高，防火、防静电，因为其作用要求可燃烧，燃点、闪点低液压系统工作中为了安全需要更高的燃点，不易燃烧燃油系统概述燃油系统要飞往很长距离，需要燃油多，且重量影响飞机重心，所以加油时间较长液压系统不会产生消耗，对飞机重心的影响可忽略不计，加油时间很少区别二燃油系统概述区别三燃油系统压力小，流量大液压系统需要传递能量，压力大，流量小燃油系统概述区别四燃油系统不可以循环液压系统可以循环，封闭式，只有定期对它进行更换或者特殊情况下对它进行更换3.2燃油系统之油箱和通气油箱油箱

主要作用

是存储完成飞行任务所需的燃油飞机油箱

三种类型软油箱硬油箱结构油箱（结构油箱又可称为整体型油箱）油箱油箱一般应用在老式飞机和某些单翼飞机的中央油箱上目前软油箱在大型民航运输机上很少采用（胶合而成）耐油橡皮胶层专用布等油箱类型软油箱油箱防腐能力较强的铝镒合金制成箱内有防止油液波动的带孔隔板目前常作为远程飞机的中央辅助油箱隔板可以提高油箱强度和刚度硬油箱油箱类型油箱结构油箱本身是飞机结构的一部分充分利用机身、机翼或尾翼的结构元件直接构成的（接缝、结构紧固件、接近口盖等处密封性很好）油箱类型现代民航飞机主要使用结构油箱油箱试想如果在机身前后，飞机的俯仰操纵就不会很稳定安全结构油箱作用实现载重平衡重心在机身纵线上燃油在重心附近可适当调节飞机机身油箱结构油箱作用空间利用最佳装载旅客货舱装载货物机翼中间镂空设计成油箱空间利用最大化方式上半部分下半部分机翼翼展越长飞机越大民航飞机油箱结构油箱作用实现结构完整性这些重量越重，和机翼产生升力相反会使机翼产生向上的弯折飞行时依靠机翼的升力托起机身机身上有旅客、货物油箱结构油箱作用实现结构完整性机翼翼展越长飞机越大民航飞机油箱设置在机翼中通过燃油的重量均衡弯折力度减少机翼向上的弯折油箱布局一些飞机上还配有机尾配平油箱和中央辅助油箱多个油箱通常一架飞机中央油箱机翼主油箱机翼或机身辅助油箱外挂式副油箱主油箱外侧设有通气油箱油箱布局中央油箱中央油箱位于中央翼盒内油箱内隔板可防止飞机在机动飞行时燃油发生晃动为减少机翼根部所受的弯矩，飞行中优先使用中央油箱的燃油使用后中央油箱会布满燃油蒸汽123油箱布局中央油箱燃油蒸气浓度在着火或爆炸浓度范围内时遇到高温或火花(可能由静电/通过油箱的电缆故障产生)会导致油箱起火爆炸油箱布局中央油箱考虑加装惰性气体抑爆系统/设置无油干舱现代737NG飞机常用氮气发生系统实现这一功能消除油箱起火爆炸的危险设计中央油箱油箱布局主油箱机翼上的结构油箱称为主油箱1号主油箱2号主油箱左侧主油箱右侧主油箱上表面有重力加油口作为加油备用方式下表面装有数个油尺能对油量进行测量油箱布局主油箱主油箱内翼肋可防止油液发生晃动保障飞机做机动时重心稳定翼肋底部有单向活门使油液由翼尖流向翼根不能从翼根流向翼尖油箱布局主油箱大型飞机主油箱发动机上方高温区域设置干舱现代民航大部分发动机是翼吊形式达到防火目的舱内不存储燃油，干舱内不会存在燃油蒸气减小对主油箱影响油箱布局通气油箱位于主油箱外侧、靠近翼尖的区域内不装燃油，仅用于油箱通气油箱布局配平油箱某些大型飞机有配平油箱，装在飞机尾部安装在水平安定面内燃油输入/输出调整飞机重心位置减小飞机平尾配平角度，降低配平阻力达到提高飞机燃油经济性的目的油箱布局中央辅助油箱作为飞机正常油箱系统的补充用于提高飞机的航程更多是客户化需求进行配备扩展（如空客A321neo最多可安装三个）购买的客户根据自己需求进行安装实现燃油容积和任务航路的更改油箱通气系统(像我们喝瓶装水如果一直喝不停歇，最后瓶子就会变瘪一样)飞行过程中不断使用燃油油箱油面下降油箱因外部气压大于箱内气压受到挤压致结构损坏若油箱密闭箱内形成负压输油泵吸不了油油箱通气系统同时防止油箱结构的损坏才能保证输油泵正常吸油保证输油泵失效时能靠重

力往输油总管输油箱必需通大气且保持一定的剩余正压力油箱通气系统可利用飞机速度冲压作用提高油箱内气体的压力保持一定剩余正压力可从发动机压气机中引来压缩气体，提高箱内气体压力油箱通气系统近代民航飞机各油箱用通气管将通气油箱与自身连通实现平衡油箱内外压差，保证正常供油通气防溢油箱

集中通气油箱通气系统防止加油时油箱内产生过大正压通气系统功能飞机加油时油箱内有空气空气无法排出随燃油进入油箱内压力逐渐增大油箱结构破坏油箱通气系统飞行中给油面提供

冲压空气压力通气系统功能排除油箱内的燃油蒸汽防止形成爆燃条件防止因耗油产生负压保证顺利加油、发动机供油油箱通气系统通气系统功能燃油通气系统不能将油箱简单与外界大气相通必须满足防止燃油蒸气从通气口溢出引起火灾防止飞机姿态改变时燃油从通气口洒出油箱通气系统通气系统功能油箱通气系统冲压通气口通气管翼尖通气油箱油箱通气系统通气系统功能防止外部火焰/过多热量进入油箱内部正常通气时，外界空气通过冲压通气口进入通气油箱油箱进气口内装有火焰抑制器油箱通气系统通气系统功能通气油箱一般沿翼展向分成两室外室

内室(近主油箱)通气并储存经通气管溢出的燃油通大气内外室之间只有单向阀连通使内室中的燃油不会流到外室油箱通气系统通气系统功能通气管在油箱内一般有两个通气口油箱这部分有油时使机翼倾斜时燃油不会从通气管溢出靠近翼尖的通气口装有浮子活门浮子靠浮力将活门关闭燃油不能从通气口溢出油箱通气系统通气系统功能中央油箱内的通气管通气漏油单向阀将通气油箱内的燃油引回油箱3.3燃油系统的加油、抽油、供油系统加油方式：加油系统重力加油压力加油空中加油加油系统重力加油敞开式加油通过上方加油口加油单螺旋桨高机翼小飞机民航飞机：备用方式，应急手段加油系统压力加油指在泵压作用下通过配置在飞机下部的一个或几个加油接头和预先配置好的加油管分别对一个或多个油箱进行集中加油民航客机的主要加油方式加油系统空中加油加油机将燃油带上天空，在指定地点向受油机供油，边飞边加油仅用于军用飞机加油系统操作简单重力加油：加油员登上机翼打开重力加油口盖板油枪对准飞机加油口重力作用燃油进入油箱不同飞机加油口结构不同，作用一样加油系统加油枪与机翼表面的放静电搭铁线搭接加油口盖密封、盖好加油时加油完成加油系统加油麻烦，速度慢，耽搁时间缺点加油人员在机翼上面活动，造成油漆面的损坏加油人员在机翼上面操作容易发生危险燃油和油蒸汽冒出，有发生火灾的风险敞开式加油口容易导致燃油污染加油系统压力加油：压力加油系统也叫集中加油系统加油软管和加油接头接通人工或自动控制油泵压力驱动往各油箱加油加油系统包括地面加油车在内，形成一个完整的压力加油系统也称为单点式加油特点：抗污染性好，安全性高压力加油系统机翼前缘的加油站加油电磁活门满油浮子电门抽油系统维护燃油箱或油箱内的附件以及飞机称重，需对飞机抽油将燃油箱内剩余燃油排放到地面油车上将一个油箱中的燃油传输到另一个油箱中抽油系统釆用燃油系统本身的增压泵作为动力，即压力放油抽油可采用油罐车内油泵进行抽吸，即抽吸放油抽油系统打开：抽油活门、右翼油箱的加油活门和交输活门油液从左翼油箱经供油管路、抽油管路和加油管路进入右翼油箱，完成油液的传输启动：左翼油箱的燃油泵油箱间的油液传输抽油系统加油/抽油时：场地开阔通风防静电防火关注重心变化及时处理溢出燃油供油系统现代民用飞机燃油系统的供油方式:重力供油动力供油供油系统重力供油适用于油箱比发动机位置高的小型飞机方法简单现代喷气式运输机广泛采用动力供油系统可靠性低供油系统动力供油釆用电动离心泵作为供油动力源，将燃油增压后供向发动机和辅助动力装置保证供油的可靠性，每个油箱中安装两台燃油增压泵供油系统动力供油系统主要功能：安全可靠地将燃油供向发动机和APU主供油系统辅助供油系统交输供油系统控制飞机重心，保证飞机平衡放油系统按国际民航组织规定，最大起飞重量与最大着陆重量的比值大于105%的飞机必须设置空中放油系统，以保证着陆安全减轻起落架的结构和其它元件结构的受力紧急放油较多的