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涨姿势:飞机油箱在哪里它是怎么加油的?

发布时间:2019-06-29 13:27 来源:未知 编辑:admin

  他的心脏就是发动机,而飞机燃油系统就是为心脏提供源源不断的“血液”。那么燃油系统又有多重要呢?在美国就发生过这样一件事,某飞行器因为燃油系统损坏漏油,飞行员麻木大意以为系统误报,结果在飞机准备进场时飞机燃油耗尽,最后迫降附件田野,造成一名乘客死亡。从这血的教训可见,飞机燃油系统对飞行安全的重要性。

  今天我们介绍的更是重中之重,燃油系统中的重要组成部分燃油箱,它的功能与作用还有未来的发展方向,我们将以更加形象更直观地一一来给大家介绍。

  我们首先来介绍一下飞机燃油系统大概是由哪些部分组成的,飞机燃油系统是用来为发动机和 APU 储存和提供燃油的。飞机燃油系统可分为两大类,外燃油系统和内燃油系统,外燃油系统的油箱及其附件,而发动机上还有一套系统将燃油输送到燃烧室内去,送到燃烧室去的称为内燃油系统。

  总的来说,飞机燃油系统是用来储存机载发动机(含辅助动力装置〉需用的燃油,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。另外,燃油系统还具有冷却飞机上其他设备(或系统)和保持飞机重心于规定范围内等附加功能。

  第一步,燃油先从副油箱流入主油箱,飞机一般先消耗副油箱的燃油,并且要尽量保证主油箱为满油。

  (2)第二步,燃油流入发动机的燃油泵之前燃油在输油管内流动时,耗油量会从耗油表发出信号,驾驶员通过座舱内的仪表就可以知道每台发动机的耗油量。燃油还要经过防火开关,万一发动机发生故障着火时,驾驶员立即关闭防火开关,就可以停止向发动机供油,以防火焰漫延。

  (3)第三步,燃油进入飞机发动机之前都需要加压,所以要经过燃油泵加压。油箱底部有放油开关,因为更换油箱或者油泵时,通过放油开关可以放出油泵没抽尽的剩余燃油。

  所以从上面可以看出来,飞机燃油系统基本上是由油箱,油泵,燃油管路以及油箱的附件组成。

  飞机油箱按其构造形式不同可以大致分为三类:软油箱、硬油箱和整体油箱。民用飞机的油箱大多采用整体油箱。即油箱本身是飞机结构的一部分,利用机身、机翼的结构元件直接构成油箱。其优点充分利用机体内的容积,增大储油量并减少飞机的重量。

  (2)硬油箱,机体内的高温区,以及油箱舱不能承受内压的情况下,一般可以安装金属硬油箱。硬油箱多由防锈的铝合金制成。

  (3)整体油箱,利用机翼或者机身本体的一部分结构构成的油箱,称为整体油箱。采用整体油箱可以显著降低燃油系统的重量,最充分地利用机体内部空间贮油。因此,在现代飞机上应用很广。整体油箱除了应满足结构的各项要求外,还应保证可靠密封。为此,常采用整体壁板以减少结构的连接缝,同时还要有可靠的密封措施。

  在一架飞机上,可以兼用两种以上的油箱,因为它们各有优缺点,有各自适用的范围

  民航飞机的油箱大多采用结构油箱,即油箱本身是飞机结构的一部分。两侧机翼内部结构或机身结构,皆可作为结构油箱。

  挡板式单向活门:飞机机动飞行时,阻止油箱内的油液从翼根向翼尖方向移动,而允许油液从翼尖向翼根方向流动。

  燃油箱布局是飞机总体设计的任务。燃油箱布局对飞机的性能、重心和惯量,对飞机燃油系统的设计,尤其是对燃油系统的重量和可靠性有很大的影响,是燃油系统设计的基础。因此,在开始飞机总体布置时,燃油系统的设计人员应主动了解并参与燃油箱的布置工作,在工作中一方面使总体布置时尽量考虑燃油系统的要求,另一方面应注意局部服从全局,使燃油系统的设计从一开始具有比较合理的约束条件。

  (1)按有关要求布置机内燃油箱。按有关要求布置副油箱。要选择这样的油箱位置,即完全加满油的飞机重心,要靠近未加油时的飞机重心。

  (2)在配合总体布置燃油箱时,需要设计油箱的安装通路。应做到拆装一个软油箱时不需拆装其他软油箱或主要结构零件。油箱舱软油箱安装口尺寸取决于油箱类型及尺寸。下图为民机油箱布局:

  下图是大型商用飞机整体燃油箱内部的照片。这幅照片示出与系统的流体-机械功能有关的内部设备,特别是安装在翼梁上的转输泵和管路。

  商用飞机使用“开式通气系统”,使每个燃油箱面上方的无油空间与外界大气相联通。在整个飞机使用飞行包线范围内合适的燃油箱通气设施成为关键,在包线内,该设施允许燃油箱随着飞机的爬升和下降而进行“呼吸”。不设置这样的设施,将会在无油空间和外界大气之间形成大的压差,导致非常大的力作用在油箱结构上。通过机翼结构设计来适应这些作用力的想法是不切实际的,结果会造成重量损失,因此,当飞机在地面与巡航高度之间进行过渡飞行时,在防护油箱结构避免结构失效方面,通气系统起到了关键作用。

  对于大多数商用飞机,通气油箱位于机翼翼尖附近。对于大多数商用运输机采用的典型下单翼飞机设计,机翼具有很大的上反角,这样,在飞行过程中通气油箱很容易成为高点。但是,即使带下反角的飞机,通气油箱也常常位于机翼外侧。下图给出了两种不同的飞机构型,一个是大多数商用飞机通常使用的带大上反角的下单翼安装,另一个是军用运输机最常使用的带下反角的上单翼安装。

  飞机燃油系统起火或爆炸是引起飞机失事的主要原因之一。飞机燃油系统的防火防爆能力,直接关系到飞机生存力和易损性,也关系到飞机的利用率、成本以及人员安全。燃油箱若具有防爆能力,即使中弹或其他原因引起火灾,也不至于机毁人亡,飞机经修复后乃可继续使用,这就相应提高了飞机的利用率和生存力,降低了飞机的易损性。飞机燃油箱防爆技术的采用还可以增加救

  生时间,使飞机在燃油箱出现故障的情况下有足够的时问返航。另外,还可以在应急情况下保护飞机。随着飞行技术的发展,飞机上将普遍采用燃油热管理技术,使燃油温度提高,这将导致飞机燃油箱的温度提高,相应地增加了飞机燃油箱起火爆炸的机率。因此,使燃油箱始终处于安全状态是非常必要的。

  飞机燃油箱在一定条件下可分为四个不同的层面:最下面为液态燃油层,该层的燃油含有氧气,当压力变化和被晃动时,燃油会释放出氧气;紧靠液态燃油层为富油气体层,它不仅含有大量的油分子,还含有大量氧分子;再上面为含氧最丰富的燃烧层,该层易燃;最上面为贫油分子层,氧气浓度很淡,不易燃烧。因此,必须控制燃烧层和富油层的氧气浓度,保证氧气浓度低于9%,使燃油箱始终处于惰化状态。

  军用飞机燃油箱惰化系统在20世纪50年代末和60年代开始显现。F-86和F-100飞机演示了气态氮惰化系统,为这些飞机的燃油箱提供部分时间惰化。F-86所用系统的重量为116lb,仅使用9min的燃油箱惰化使用时间。后来,F-100所用系统有了重大改进,系统重量仅为42lb,惰化时间为35min。但是,这些系统中哪一个都没投入作战使用。

  引自发动机的增压空气经过净化和压力调节后,进入分子筛吸氧床组件中的一个吸氧床上,吸氧床由吸氧沸石填充,具有优鬼吸I恢氧气的功能。因此,来自发动机的增压空气的氧气就被吸附在沸石的表面,输出的气体为几乎不含氧气的富氮气体,直到沸石表面能收集气体的地方都被氧气占据。达到这种状态后,输出气体中氮气的纯度可根据需要在95%~99%之间,一部分富氮气体经过处理后就可以流到燃油箱供增压和撇用,另—部分富氮气体5l吸氧床流出后去冲洗另一个趿氧床沸石匕所吸附的氧气并排出,这—过程结束时,流量控制阀将压缩空气送入另一吸氧床,继续产生隋性气体,这两个乡子子筛吸氧床不断相互交替工作或吹洗,使富氮的惰}生气体源源不断供应燃油箱,保证燃油箱的氧气浓度低于9%。

  引自发动机的增压空气经过净化和压力调节和温度调节后,流过可透膜管路,利用氧气和氮气在膜中的溶解度和扩散系数的差别,使氧气和氮气在膜中的渗透率有差异,在膜两侧压力差作用下,渗透率相对于氮气较高的氧气优先透过膜在膜外富集,从而达到氧气和氮气的分离,富氮气体通过管道进入油箱使油箱惰化。

  飞机燃油箱在坠落和被枪弹及炮弹击中后,会引起爆燃和爆炸,确保燃油箱的安全性对提高整机生存率及作战性能都具有非常重要的意义。飞机燃油箱的安全防爆问题,国内外非常重视,因为在战争中,遭受火力攻击后,燃油系统失火和爆炸是导致飞机大量损失的主要原因。

  目前国内生产的飞机还没有装填防爆材料或采取防爆措施。关于燃油箱安全防爆问题,总的发展趋势是研发先进的抑爆材料。现有的两种抑爆材料中,铝箔网材料比聚氨酯泡沫材料具有更多的优良特性。这好比两个圆,相交的部分是抑爆的代用品,不相交的部分是前者具有良好的导电性,热传导性,耐高温高湿性,寿命长。应用铝箔网材料作为飞机燃油箱抑爆材料将是今后的发展方向。

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