飞机基础知识-系统-飞机燃油系统是怎样工作的
飞机基础知识-系统-飞机燃油系统是怎样工作的
飞机燃油系统为发动机和APU储存和供应燃油。航空燃料用于在航空发动机中转化为热能，然后再转化为动能。
所有由发动机驱动的飞机都需要机上燃油来给发动机提供燃油。燃油系统的基本要求都是在一定压力和流量下持续不断向发动机提供无污染的燃油，以维持飞机的正常运行。
飞机燃油系统不是一个单一的系统。它由多个子系统组成。实际的子系统因飞机型号或制造商而异，但基本原理是相同的。要了解任何飞机燃油系统的完整工作，首先需要了解有助于设计完整燃油系统的基本元件、组件和各种小型子系统。
燃料储存
在航空发动机使用燃油之前，需要对其进行某种形式的储存。它储存在靠近飞机纵向重心的油箱中，位于机翼和机身中心。
飞机油箱有三种基本类型：
- 刚性可拆卸罐，
- 气囊罐，
- 整体式燃油箱
这里暂时不讲刚性可拆卸罐和气囊罐。因为现代航空运输飞机使用整体式油箱作为其主要燃料储存系统。
- 整体式燃油箱（Integral Tank）
整体式油箱用于运输类和高性能飞机。它是机翼或机身结构的一部分。
整体式燃油箱是机翼内部未使用的空间。机翼上装有完整燃油箱的飞机称为湿机翼（wet Wing）。
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整体式油箱的优点是易于维护、价格便宜、重量轻。
这些油箱具有检修面板，用于检查和维修油箱和其他燃油系统部件。在大型运输类飞机上，技术人员需要亲自进入油箱进行维护。
进入整体式燃油箱时，必须排空油箱中的所有燃油，并且必须遵守安全程序。 -
调压油箱（Surge Tank）
调压油箱是位于主翼舱外侧的空舱。这些用于燃油溢出。单向阀允许燃油单向流回主油箱。也用于燃油系统通风。
- 附加燃油箱(Additional Fuel Tank)
一些机型允许安装额外的燃油箱。这些附加油箱通常位于飞机机身部分。
加油方式
- 机翼加油
这种给飞机加油的方法与大多数汽车在车库前院加油的方式相似。机翼加油时最大的缺点是加油时间，靠近入油箱储罐很困难，需要阶梯、高层平台等，实际加注过程可能很慢。使用这种加油方法时需要格外小心，以避免溢出。许多大型飞机仍安装有机翼加油点，但很少使用。
- 压力加油
其加压的燃油（最大50 psi）由bowser、加油机或加油泵车提供。在机场，将燃油泵入地下是很常见的，飞机在抬起油箱盖板并将燃油泵入飞机后连接到接地连接。bowser（加油机）燃油软管连接至加油点。有一个管道系统连接到飞机上的所有油箱。通过给加油阀中的电磁阀通电，控制燃油进入每个油箱。
在加油站进行单点压力加油的好处是，可以通过加油车进行加油，这样所有飞机油箱都可以通过一个连接的燃油软管进行加油。
- 压力加油的优点包括：
- 更高的压力和流速以及更短的换料时间。
- 减少泄漏风险。
- 能够使用飞机的机载加油控制系统向任何油箱加注任何所需数量的燃油。
- 降低燃油污染风险。
- 更好接入加油点。加油点可从地面进行加注。
- 降低火灾风险。
- 放油/排水
有时，通常为了维护，需要从油箱中取出燃料。如果人员需要进入油箱进行检查，则需要有某种方法将燃料排出。在出于任何原因进入油箱之前，油箱需要完全排油和排空。
在排油操作期间可以从油箱中取出燃油的唯一方法。即使在完全排油之后，油箱中仍然残留着无法使用的燃料，必须通过排放将其清除。排放口也用于采集燃料样本。
- 排气
当燃料被泵入或泵出油箱（加油、排油、发动机使用）时，必须允许空气进出油箱。如果不这样做，可能会导致油箱在加油操作期间破裂，或者在发动机运转时出现真空，从而导致燃料不足。
当允许排气时，必须仔细考虑，因为高度爆炸性的燃料/空气混合物正在从油箱/s 转移到外部大气中。此外，当允许空气进入储罐时，污染物可能会通过通风系统进入。
通风系统的目的是：
- 平衡燃油箱内的气压与环境空气。
- 允许油箱中的燃料/燃料-空气混合物热膨胀。
- 保护水箱免受过大的内部压力。
- 发动机燃油供给
需要有一个向发动机供油的系统。虽然发动机将使用自己的泵吸油，但提供了油泵以确保正流量。
发动机供油系统从燃油箱向发动机供油。需要正压力来保持燃油流速在适当的水平，并防止燃油管路和部件中出现气穴。因此，在从油箱到发动机的管路中安装了一个泵。发动机使用主油箱之前首先使用来自中央油箱的燃油。
- APU燃料供给
APU供油系统向APU供油。APU通常从主油箱1接收燃油。但是，通过使用打开燃油泵相关的开关，任何燃油箱都可以向APU供油。大多数飞机都有单独的APU备用燃油泵。
- 交叉供油系统
来自增压泵的燃油从油箱中泵出，进入交叉供油歧管。由一系列阀门控制；要将燃油向下输送至发动机，必须打开spar阀（也称为LP阀），该阀由发动机燃油控制装置控制。该阀门是机身系统的最后一部分。从这里开始，燃油系统被视为发动机的一部分。要通过交叉供油歧管将燃油输送至另一台发动机，其中一个交叉供油阀打开。
- 燃油喷射系统
对于大多数大型飞机来说，在结构上不可能以最大全重着陆。通常在长途飞行中，飞机起飞时的重量比允许降落时的重量重。
飞行过程中，燃油燃烧，飞机重量下降。如果严重故障导致飞机在起飞后返回基地，飞行员需要将部分燃油排出，以减轻飞机重量。这是燃油喷射系统的作用
值得注意的是，由于环境和成本方面的考虑，飞机通常不会丢弃燃油，他们通常会选择超重着陆，之后由维修工程师进行特殊检查。
维护期间，需要小心，以防止燃油从卸油。这些卸油气/地面感应逻辑保护。当起落架减震器在着陆时压缩时，空中/地面逻辑开关工作。这意味着，除非拉出用于空中/地面逻辑的CB，否则它们不能在飞机在地面时打开。
- 燃油管路和配件
飞机燃油管路配件通常为AN或MS配件。同时使用扩口和无扩口管件。
飞机燃油管路可以是刚性的，也可以是柔性的，具体取决于位置和应用。刚性线通常由铝合金制成，并与陆军/海军（AN）或军用标准（MS）配件连接。然而，在发动机舱和轮罩等易受碎屑、磨损和高温损坏的区域，通常使用不锈钢管路。
不应过度拧紧任何泄漏的配件。如果正确的扭矩不能阻止泄漏，则降低管路压力，断开接头并目视检查原因。
- 燃油量指示
这里不会提及所有旧类型的指示系统。大多数飞机现在都有电容式系统来指示燃油量。让我们从电容式系统的工作原理开始。
如果将两块金属板紧密放置在一起（但不接触），中间有一个电介质（可能是空气或燃料，或任何其他材料），就会形成一个电容器。
其中A是金属板的表面积，d是金属板之间的距离。这两个值由装置制造商固定。ε（小写希腊字母epsilon）的值通过改变介电常数来改变，并且随着燃油油位的改变而发生变化。这是因为燃油和空气的ε（介电常数）值不同。
电容式油箱单元通常在制造商端进行校准，因此不需要在机翼上进行校准。
需要补偿燃油密度的变化，有几种方法可以实现这一点。补偿器最简单的形式是一个小型电容装置（称为补偿器），位于油箱底部，通常靠近集水坑排水管。
除非油箱完全排空，否则它将始终完全浸入燃油中。这意味着该装置电容的任何变化都不是由于燃油油位的变化，而是由于燃油密度的变化。然后，该信号用于调整主油箱单元，以允许燃油相对密度发生轻微变化。
A320飞机燃油系统
对于A320飞机来说，中央机翼箱中有一个燃油箱。还有两个通风调压油箱。通风缓冲罐位于机翼油箱外侧的每个机翼上。
每个通风缓冲油箱（Surge Tank）通过与通风管相连的NACA型进气口向大气通风。通风管内有一个通风保护器和一个防火装置。通风保护器的功能是防止结冰堵塞通风管。防火装置可降低地面火灾点燃燃油箱的风险。通过通风管溢出到储液罐中的燃油由扫气喷射泵利用机翼燃油泵的动力引导回外部电池。
每个翼舱内部和外部单元通风至相关通风缓冲油箱。通风管配有一个通风浮阀。两个排气浮阀防止燃油在飞机组操纵期间进入排气管。中央油箱通入左侧通风储液罐。
A320中还安装了过压保护器，以释放油箱中可能因排气口堵塞或压力加油通道故障而产生的压力。参见AMM系统说明，过压保护器如何将燃油释放到其他油箱或排放到机外，以防止油箱破裂。
共有8个排水阀安装在A320飞机油箱中。
- 每个机翼中有3个（1个在内部单元中，1个在外部单元中，1个在通风缓冲罐中）-机翼的下表面。
- 中央油箱（左侧和右侧）中有2个–电动液压泵室。
每个油箱有两个离心增压泵。所有机翼油箱泵均配有泄压顺序阀，确保所有泵运行时，中央油箱泵优先输送燃油。当中央油箱为空时，燃油由机翼内部油箱供应。外部油箱没有直接供给发动机。
当燃油量达到较低水平（约750 kg）时，使用两个油箱间传输阀将燃油从外部油箱传输到内部油箱。每个阀门都由电动机进行控制。
FQIC（燃油量指示计算机）执行燃油质量计算。A320有一个电容式系统来指示燃油量。中央油箱中有5个探头，每个机翼油箱有14个探头。
在每个油箱内部电池中，2号燃料探头和13号燃料探头都有二极管，可将燃料温度提供给FQIC，以便在ECAM系统显示屏上显示。
如果数量指示系统出现故障，必须使用燃油手动磁性指示器（MMI）监测油箱中的数量。A320每个机翼配备4个磁性液位指示器，每个中央油箱配备一个。
