[科普中国]-地面压力加油系统

简介

飞机燃油的注加方式有重力加油和压力加油两种。重力加油由于参与人员多，加油时间很长，易造成不安全因素，在现代飞机的设计中只是作为加油的一种备用方式。而压力加油一是可以减少机务人员工作强度，缩短再次出动准备时间；二是可以利用机场加油管道进行加油，不需要加油车；三是保证了加油质量，风、雨、雪天时不必要采取防护措施；四是有利于地面安全，在现代飞机设计中得到了广泛的采用。

飞机地面压力加油系统由加油控制系统和加油管路系统组成，能够克服传统的手工重力加油的许多缺陷，具有自动化程度高、加油时间短、防止油液污染、保证加油人员安全等优点，因此，先进飞机都采用这种加油方式。1

飞机燃油系统简介飞机燃油系统基本功能便是储存燃油，并在飞机允许的一切飞行状态和工作条件下，按一定的顺序向发动机不间断地供给规定压力和流量的燃油。

飞机燃油系统主要由燃油箱、受油、放油、抑爆、通气与增压和控制等子系统组成。如图为燃油系统功能及组成示意。其中，燃油箱系统、加油系统、放油系统、抑爆系统、通气和增压系统承担了燃油系统的储存功能;而燃油箱通气和增压系统、供油系统、输油系统、油量测量和信号指示系统、燃油管理系统则负责为发动机提供燃油；燃油传输系统、燃油冷却系统则为整个飞机的平衡性和温度调节提供了保障。

加油系统是飞机燃油系统的重要子系统，它用于向飞机燃油箱加注燃油。典型的飞机加油系统应至少包括重力加油系统和压力加油系统。

重力加油系统通过油箱上部的加油口，利用燃油的位能，给飞机各油箱加注所需燃油。重力加油系统一般由飞机蒙皮上的加油口盖、漏斗形橡胶套管、油箱加油口组件(包括加油口盖、加油口壳体、过滤网等)、加油枪电搭接插座及油箱连通管、单向阀等组成。

由于重力加油系统效率低下，所需人力较多，因此仅作为压力加油系统的备用系统而存在。

压力加油是从飞机上的一个或多个加油接头，以密闭的方式和规定的压力，通过燃油管路及控制附件，给机内油箱及机外悬挂油箱加注燃油。与重力加油系统相比较，压力加油系统则要复杂得多。

地面压力加油系统组成基本组成飞机地面压力加油系统一般由压力加油接头、受油总管及支管、单向阀、加油通气阀、加油选择及控制装置、预检装置、热释压装置，以及信号指示、操纵控制板等组成。地面压力加油的系统功能图如下:

控制附件1、加油关断阀

用于当燃油加到正常满油油面或应急满油油面时，由油面控制器控制其关闭，切断加油油路，停止向油箱加油。通往飞机每个油箱或油箱组的入口处，均设置了加油关断阀。

2、油面控制器

与加油关断阀联合工作，控制油箱正常满油油面和应急满油油面。在每个油箱或油箱组的上部，均设置有油面控制器。

3、加油控制阀

用于实现油箱或油箱组的选择加油或多点加油系统的单点加油。在通往每个油箱或油箱组的加油支管及多点加油的连通管路上，均设置加油控制阀。

4、预检控制阀

用于实现对各油箱或油箱组加油控制系统的预检。通常在每个油箱或每组油箱油面控制器上设置预检管路，预检管路上设置预检控制阀。

5、热释压阀

用于防止当燃油受热膨胀时系统超压损坏。在控制附件及管路中，凡存有燃油封闭腔的部位，均设置有热释压阀，其开启压力不大于系统的检验压力值。

6、加输油关断阀

加油时，该阀在加油压力作用下打开，油箱满油后，由油面控制器发出信号，控制其关闭;输油时，该阀在输油压力作用下打开，给供油箱输油或向其他油箱转输燃油。当系统中某油箱(主要为机外悬挂油箱)的加油和输油为同一条管路时，应在该管路中设置加输油关断阀。

7、加油通气阀

保证在压力加油过程中油箱内的空气能顺利地排出机外，提高加油速度和防止油箱超压。加油通气阀设置在各油箱的通气支管或并联的通气总管上，阀的打开和关闭与加油同步，使油箱具有规定的增压值。

指示信号、控制开关及照明在靠近地面压力加油接头部位，设置信号显示及操作控制盒。控制盒上装有信号指示灯，加油控制、选择开关及相应的照明设施。对于要求具有任选加油量的飞机，还应设置油量指示器。

信号灯的功能、种类及颜色按如下要求设置:

1、表示加油系统通电的白色信号灯;

2、表示油路及气路畅通、开关处于开启位置，以及正在加油、加油正常的绿色信号灯;

3、表示正常加满燃油的黄色信号灯;

4、表示系统超压及应急加满燃油的红色信号灯。

控制及选择开关的功能、种类，按如下要求设置:

1、控制压力加油系统通电及断电的总电门;

2、控制各油箱或油箱组选择加油的电门;

3、控制单点或多点加油连通及断开的电门;

4、信号控制盒口盖关闭后，自动切断压力加油系统电源开关;

5、加油量选择开关;

6、正常和应急满油控制装置的预检电门。

技术要求依据国标、国军标，飞机设计手册及相关研究院所的技术资料，可以对地面压力加油系统归纳出如下的设计技术要求。

1、加油系统相容性与设备要求

为便于在国内外任何机场，使用任何加油设备给飞机加油，飞机压力加油接头应符合国军标GJB60和GJB61的规定。

加油系统应具备通过飞机1个或多个加油接头，向全机油箱(包括机外悬挂油箱)或单个(组)、多个(组)油箱进行加油的能力;在不具备机外电源的情况下，利用机上电源亦能实施对飞机的加油。

加油接头数量依飞机的总储油量决定，一般飞机总储油量在30000L以下的设置一个，在30000L以上的设置2个，超过200000L的设置4个。

加油接头位置安排应考虑，使得地面管线或加油车易于接近;且不妨碍同时所进行的其他地勤工作。

目前，地面压力加油接头通常设置在机身左侧，机翼前缘部位;且接头端面向下与垂直面成10度~20度角。

2、系统压力要求

系统设计的工作压力为0.621 MPa，检验压力为1.242MPa，极限压力为1.863MPa;在加油关断阀任何关闭组合下，系统的最大冲击压力不应超过系统的检验压力。系统和附件在检验压力作用下，不应有损坏、失灵、永久变形和外部泄漏;在极限压力作用下，应无外部泄漏，但不要求附件能工作，当恢复到检验压力后，附件应能正常工作。

在压力加油过程中，压力加油设备应保证在飞机压力加油接头入口处，具有（0.345士0.035MPa）的稳定压力。

3、受油时间与流量匹配要求

压力加油时，允许的最长受油时间依飞机的总储油量(包括机外悬挂油箱)而定。其关系曲线如图所示。曲线中查出的最长受油时间是以加注飞机总储油量的90%为依据的。飞机的起始受油状态为:除了供油箱外，所有油箱都是空的，供油箱的余油量为全机总储油量的10%。

为了保证和尽量缩短受油时间，设计时应考虑全机所有油箱或油箱组在理论上同时达到满油位置。为此，必须对通往各油箱或油箱组的支管进行流量匹配。

4、其他要求

飞机地面压力加油接头应具有抽油功能，其抽油率应不小于500L/min。接头处的负压值应不超过0.021MPa。

在飞机正常停机状态下，系统应能够按规定的加油量给各油箱加满燃油，且正常满油油面控制在不超过油箱3%膨胀空间的位置。

加油时，使油箱中的空气能及时排出机外，保证加油顺利;当加油控制装置发生故障，油箱满油后不能及时切断时，可将继续加入的燃油排出机外，且不使油箱承受结构强度不允许的压力。

为了保证在加油过程中飞机的稳定性，应控制飞机重心变化不超出地面停机状态所允许的最大范围(包括加油过程中有地勤人员上下飞机和进出座舱，以及当任一油箱或油箱组出现加油故障不能加油)。2