航空燃油与液压系统设计方案.docx

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航空燃油与液压系统设计方案

航空燃油与液压系统论文

题目波音737-NG燃油供输油系统

学号

姓名

学科专业飞行器制造工程

指导老师

二0一一年六月

波音737-NG燃油供输油系统

摘要

飞机燃油系统是飞机重要的组成系统之一，具有储存燃油、向发动机供给燃油以及按需要快速加注或放出燃油的功能。

飞机燃油系统按功能划分有燃油箱、燃油测控系统、供油系统、通气系统、加油系统、应急放油系统等子系统，并由这些子系统构成整个燃油系统。

工程中要求燃油系统必须安全、可靠，能按预定的程序工作，并保证飞机的重心变化平稳。

[1]

本文根据波音波音737-NG燃油系统具体分析了波音737-NG燃油系统的供输油系统的的组成、功能和附件。

关键词：

飞机燃油系统供输油系统的组成、功能和附件

ABSTRACT

Thefuelsystemisoneofthemostimportantsystemsofairplane．Itsuppliesameansforstoringfuelanddistributingfueltotheenginesandtheauxiliarypowerunit（APU）．Italsoincludesmeansforpressurefuelinganddefuelingrapidlyaccordingtotherequirement．Theairplanefuelsystemincludestanks，measureindicationandcontrolsystem，feedsystem，ventsystem，refuelingsystemanddefuelingsystem．ItmustworkunfailinglyandsafelyunderscheduledprocessesandkeeptheCGchangingsmoothlyintheengineering．

BasedonBoeingBoeing737-NGdetailedanalysisofthefuelsystemofBoeing737-NGsystemforfueloilsystem,thecomposition,functionsandaccessories

第一章绪论

飞机燃油系统的发展：

飞机燃油系统是用来存储飞机可用燃油，并保证飞机在一切可能的飞机状态和工作条件下连续地、可靠地向发动机供油。

另外，作为一个有效的冷资源，燃油可以对空调系统、液压系统、雷达散热系统、发电机散热系统的工作介质进行冷却。

人类最早的飞机燃油系统只有一个油箱，由一台供油泵将燃油供给发动机即可，这是最简单的燃油系统。

随着飞机的不断发展，飞机燃油系统也在不断发展。

为了增加飞机的载油量，提高飞机的载油系数，就必须利用一切可以载油的空间，油箱由一个变成多个，这样就增加了输油系统，即把除耗油油箱以外的燃油都输送到消耗油箱，再由消耗油箱供给发动机。

为了使在整个飞行过程中，飞机的重心始终保持在一定的范围内，使飞机获得较好的操纵安定性，各油箱的燃油要按一定的顺序和比例输送到消耗油箱，这就有了输油控制系统。

随着飞机飞行高度的不断增加，为了提高泵的高空性，使之在高空不产生气蚀，以及减少燃油的过量蒸发和为输油提供能源，就产生了通气增压系统。

随着飞机吨位的不断增大，飞机的储油量也不断增加，为了缩短飞机的再次出动准备时间，飞机上增加了压力加油系统，由地面压力加油车给飞机加注燃油。

为了增加飞机的留空时间，加大飞机的作战半径，又出现了空中加油系统。

燃油是飞机上一个较大的冷资源，它可以为其它系统如液压、空调、雷达、发电机等系统散热，因而，又增加了散热系统。

此外，飞机燃油系统还包括吸油系统、空中应急放油系统、油量测量系统等。

随着现代航空技术的不断发展，飞机设计水平的不断提高，作为飞机重要的功能系统，燃油系统的组成也是由简单到复杂，系统的功能也趋于完善。

[2]

现代民用飞机的发展，对燃油系统提出如下要求：

（1）在任何给定得飞机飞行状态及高度，包括飞机受到负过载作用在内，对于无论是地面或者是飞行中的任何外界空气温度以及在任何机场条件下都能可靠地向发动机供油。

（2）应有足够的油箱容量，保证飞行给定的航程和续航时间。

（3）应保证在耗油过程中飞机重心变化的范围在允许之内。

（4）当系统失去个别零组件时飞机仍具有工作的能力。

（5）应具有防火防雷击防污染的能力。

（6）应具有可靠地监控能力。

在任何飞行瞬间应对燃油压力﹑载油量以及给定的油箱组耗油程序加以特别的精确监控。

（7）应具有吸力供油特性。

飞行中，应具有吸力供油特性。

飞行中,当机载增压泵损坏时,在高度不低于巡航高度的条件下,确保可靠地向发动机供油。

（8）应具有空中放油的能力。

当着陆重量受到限制时,须采用空中应急放油系统,以便在飞机着陆前可靠而安全地从飞机中放出一部分燃油。

（9）燃油箱可靠地通气通气系统应在飞机所有飞行状态中使油箱保持一定压力的条件下以及在飞机受到载荷作用时,应急放油,飞机应急下降的情况下,确保可靠地向发动机供油。

（10）应具有良好的压力加油能力,即最大限度地安全地利用加油车的加油能力,以最短的时间连续地使油箱加满燃油。

其中对于民用飞机供输油系统,最根本最重要的要求是系统工作的可靠性和安全性,即在每种很可能出现的运行情况下,包括任何给定的飞行状态和高度以及飞机受到负过载作用在内的机动飞行,都必须保证向发动机供油。

[3]

第二章飞机供输油系统功能

2.1.1供油系统功能：

燃油系统用于保证在地面和各种飞行状态下不间断地向发动机和辅助动力装置供油。

满足发动机燃油泵入口流量﹑压力﹑温度﹑气液比要求。

燃油系统还应具有向热交换器提供冷却燃油流量的辅助功能这些主要功能一般由供油系统来实现。

[4]

2.1.1供油系统类型：

重力供油：

是燃油借助重力自流来实现向发动机供油，一般由于具有高度优势的邮箱上，其特点是结构简单，一些轻小型飞机上常采用这种方式供油，[5]见图2.1。

动力供油：

是用发动机氩气机引出的压缩空气或冲压气体，将燃油从油箱中压出如可投掷的副油箱就是采用这种方式，见图2.2。

供油特点和要求：

供油量大，不能间断，防火[6]

2.2.1输油系统功能：

飞机输油系统按功能包括三大部分：

主输油系统，辅助输油系统，平衡输油系统，主输油系统把燃油由分散在飞机各处的顺序油箱经导管输往消耗油箱输油量一般大于或等于发动机所需的燃油消耗量。

辅助系统保证通气增压油箱中燃油的排出和用完油箱的剩余燃油；平衡输油系统保证建立飞机所必要的平衡力矩。

2.2.2输油方式：

比例输油：

在输油箱向各自的供油箱同时输油时，各油箱间的输油量必需成一定比例，否则会引起重心的变化过大。

平衡输油：

平衡输油也叫配平输油，主要用于超声速飞机。

顺序输油：

把配置在各处的顺序油箱燃油，按一定的先后顺序使用。

第三章波音737-NG燃油供输油系统

3.1燃油供输系统概况：

燃油箱贮存燃油供发动机和APU使用。

压力加油系统可以给每个油箱加油，加油站在右机翼上，也可以在加油站进行放油和燃油传输。

每个主油箱都有一个增压泵（燃油泵）。

中央油箱也有两个增压泵，它提供的燃油压力比主油箱增压泵的燃油压力高。

因此，总是优先使用中央油箱的燃油，[7]

见图3.1。

图3.1

主油箱在机翼里，1号主油箱在左机翼，2号主油箱在右机翼，中央油箱位于机身和每个机翼的内侧段。

发动机燃油供给系统：

发动机燃油供给系统从油箱中给发动机供油。

燃油控制面板控制

给发动机供油。

发动机总是先用中央油箱的燃油。

APU燃油供给系统：

APU燃油供给系统给APU提供燃油。

APU通常使用1号主油箱的燃油。

但是，如果使用燃油增压泵电门，任一油箱都可以给APU

供油。

3.2发动机燃油供给系统：

发动机供油系统控制并向发动机提供燃油使用下列输入：

—燃油系统面板（P5—2）

—发动机起动电门

—发动机火警电门

发动机供油系统用下列这些部件向发动机提供燃油：

—中央油箱增压泵

—前增压泵

—旁通活门

—交输供油活门

—发动机燃油翼梁活门

中央油箱增压泵控制

位于燃油系统面板（P5—2）的电门控制每个中央油箱增压泵。

电门控制泵的电源。

中央油箱增压泵指示

当中央油箱增压泵压力低，且中央油箱增压泵电门在接通位时，低压灯亮。

燃油增压泵

在燃油系统面板（P5—2）上的电门控制每个1号和2号主油箱的前后增压泵电门控制泵的电源。

燃油增压泵指示

当燃油增压泵压力低或当增压泵电门位于关位时，低压灯亮。

旁通活门旁通活门向发动机提供第二条供油路径，旁通活门自动工作。

发动机燃油翼梁活门

发动机燃油翼梁活门控制向发动机的供油。

发动机起动手柄和防火电门控制发动机燃油翼梁活门。

燃油翼梁活门电瓶

发动机燃油翼梁活门电瓶确保发动机供油系统始终有电，以关闭发动机燃油翼梁活门。

发动机燃油翼梁活门指示

兰色燃油活门关闭灯指示活门位置。

交输活门

交输活门允许一个油箱向两个发动机供油。

燃油系统面板（P5—2）上的电门控制交输活门。

交输活门指示

兰色活门打开灯指示活门位置

水引射泵

水引射泵从每个油箱中的最低处除水，以防腐蚀。

中央油箱，主1号和2号油箱增压泵控制引射泵的工作。

见图3.2.1

图3.2.1

3.3APU燃油供给系统：

目的：

APU供油系统给APU提供燃油APU燃油系统给燃烧室供应增压的、经过计量的燃油。

并且给APU进气导流叶片和防喘控制活门供应作动器增压燃油。

飞机燃油系统交流增压泵为APU工作供应燃油。

燃油经位于左翼后梁的APU燃油关断活门流过。

交流增压泵可从任何一个油箱供油。

见图3.3.1图3.3.2

图3.3.1图3.3.2

APU供油系统可以从任何油箱给APU供油。

APU供油

中央油箱增压泵和1号主油箱和2号主油箱的增压泵都可给APU供油。

如果增压泵关闭，APU可以从1号主油箱进行抽吸供油。

控制：

电子控制组件（ECU）控制给APU供油。

ECU从下列项目中得

到输入：

－APU主电门

－防火系统

－APU传感器

ECU使用这些输入控制APU燃油切断活门。

燃油切断活门电瓶保证燃油系统总是有电，能够关闭APU燃油

切断活门。

燃油供油管路和套管：

APU供油管路从APU燃油切断活门给APU燃油控制组件供油。

套管收集从APU供油管路中渗漏出来的燃油，并通过放泄管将燃油排出。

PU供油－部件位置

概述

APU供油系统包括下列部件：

－APU供油管路

－APU供油管路套管

－APU燃油切断活门见图3.3.3

图3.3.3

APU供油管路

APU供油管路从1号主油箱开始，经过中央油箱，而后到达APU。

APU供油管路套管

APU供油管路套管包围在APU供油管外，套管有一个放泄管路，该管路连接在左机翼底部到机体整流罩的放泄管路上。

APU燃油切断活门

APU切断活门位于后翼梁的中段。

见图3.3.4

图3.3.4

APU供油－APU供油管，套管，和放泄管

APU供油管和套管

在燃油箱中，APU供油管是铝合金制成的，在油箱外，APU供油管是由橡胶和开优拉制成的软管，在供油管外套一层铝合金套管。

套管放泄管路套管放泄管路将燃油管套管连接在放泄口上。

供油管路的泄漏燃油受到套管的保护并通过放泄口放到机外。

见图3.3.5

图3.3.5

APU供油－APU燃油切断活门

APU燃油切断活门可使燃油燃从左发动机供油总管流到APU。

位置

APU燃油切断活门位于后翼梁中段，可通过左轮舱接近。

见图3.3.6

图3.3.6

3.4供输油系统的主要部件

燃油增压泵：

位置

每个油箱有两个增压泵，主油箱的前增压泵装在机翼前梁上，主油箱后增压泵和中央油箱增压泵装在干燥舱里。

结构工作

增压泵是由三相交流马达驱动的离心式叶轮泵，泵出口有单向活门，单向活门上游有低压警告电门的传感油路。

见图3.4.1

图3.4.1

旁通活门

位置

每个主油箱有一个旁通活门把主油箱和供油总管直接连通。

功用

旁通活门向发动机提供第二条供油路径，旁通活门自动工作。

当油箱里压力高于供油总管压力时，燃油经旁通活门供往发动机，及重力供油

交输供油活门

位置

装在右机翼后梁上，可从右主轮舱接近，打开时，左右供油总管接通，实现交输供油。

功用

交输活门允许一个油箱向两个发动机供油见图3.4.2

图3.4.3

引射泵

主油箱引射泵

每个主油箱有两个燃油引射泵，由前增压泵压力燃油提供动力。

把主油箱最低处的燃油不断抽到两个增压泵的进口，保证在整个飞行过程中，供往发动机得燃油品质不变。

中央油箱引射泵

中央油箱有一个燃油引射泵由一号油箱前增压泵压力燃油提供动力。

工作室，把中央油箱的燃油抽到一号主油箱。

压力供油路上有管段活门控制此引射泵的工作。

[]见图3.4.4

图3.4.4

进油油滤

在燃油进入高压齿轮泵前，由进油油滤过滤掉其中的污染物。

高压燃油泵和泵释压活门

从润滑组件伸出的轴驱动高压燃油泵，给FCU供应高压燃油，

泵释压活门保持燃油压力低于950psi。

高压燃油滤

高压燃油滤过滤掉由齿轮泵产生的污染物

作动器压力调节器

作动器压力调节器保持作动器燃油压力在250psi。

FCU通过作

动器油压操纵进口导流叶片和防喘控制活门。

压差调节器

压差调节器保持流过计量活门的前后压差恒定为50psi。

燃油计量活门

力矩马达计量活门是一个电液伺服活门，它控制到燃烧室的燃

油流量。

流量计增压活门和流量计

流量计增压活门从燃油计量活门到燃油关断电磁活门的压降为

50psi。

连在活门上的解算器测量活门的位置。

ECU使用这个信号知

道到燃烧室的燃油流量。

[参考文献]

[1]于贵新.某型飞机燃油系统设计计算及研究[J]西北工业大学,2006.9

[2]JI．B．列希涅尔，M．E．乌利亚诺夫，飞机燃油系统设计，第三机械工业部第609研究所，1976

[3]黄郁华.Y7_200A飞机供输油系统的安全性分析[J]名航经济与技术（第180期）1996.12

[4]钟若瑛.航空燃油与液压系统[J]南昌航空大学，2008.12

[5]沈燕良.飞机系统原理[J]国防工业出版社，2007.6

[6]飞机燃油系统PPT

[7]737-NG燃油系统PDF