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飞机燃油系统的维护
【摘要】
本文主要对飞机燃油系统维护进行了阐述。
通过介绍燃油系统的功能和组成，引出燃油系统的渗漏、腐蚀等问题，介绍了燃油箱渗漏处理、排除的方法措施；
燃油箱腐蚀以及微生物污染方面的处理与防护；
其次，阐述了燃油管路系统的维护；
燃油系统密封性与增压值的检查工作。
关键词：
燃油系统；
油箱；
渗漏；
腐蚀；
管路。
目录
1燃油系统的概述6
1.1燃油系统简介6
1.2油箱的类型8
1.3油箱的布置9
2.飞机燃油箱常见故障的检查与维护11
2.1燃油箱的渗漏问题11
2.1.1燃油箱的渗漏现象11
2.1.2渗漏产生的原因及检查12
2.1.3渗漏的排除14
2.2燃油箱的腐蚀问题16
2.2.1燃油箱的腐蚀处理与防护16
2.2.2微生物污染和油箱腐蚀的处理18
3.系统密封性与增压值的检查19
3.1飞机燃油系统密封性的检查19
3.2机身油箱、机翼油箱和副油箱增压值的检查20
4对飞机燃油系统维护的总结21
结束语22
谢辞23
文献24
1燃油系统的概述
飞机的正常飞行需要各个系统的协调运行，燃油系统的作用就像是人体的血液循环系统，保证飞行期间的燃油供应，因而对燃油系统的维护是飞机日常维护工作的一个重要部分。
1.1燃油系统简介
1）.燃油系统的主要功能
（1）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，包括紧急复飞和着陆后的备用燃油。
（2）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。
（3）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，横向重心调整可保持飞机平衡，减小机翼机构受力；
纵向重心调整可减小飞机平尾配平角度，减小配平助力，降低燃油消耗。
（4）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。
2）.燃油系统的组成
作为一个燃油系统，至少要有油箱、管道、油滤、截止阀和油量表等。
最简单的燃油系统是靠重力供油的活塞式发动机的汽油系统。
油箱相对于汽化器有一个高度，形成一个压力，使汽油能顺畅地到达汽化器。
油箱顶部有个加油口，也是油箱的通气口。
油箱底部有一放油口，它也是排污口。
在油滤之前有一切断阀，也是防火阀。
另有一启动泵用以在启动时注油。
以上所说的系统虽然很简单，但满足了前面所提到的基本要求，当燃油量加大又不能相对于主泵有足够的压力高度时，就要采用增压泵来给燃油加压，构成了压力供油（输油）系统，增压泵放在油箱下面，也可以装在油箱内底部浸入油中。
燃油系统由燃油箱、油箱通气系统、加油/抽油系统、供油系统、空中应急放油系统和指示/警告系统等组成。
3）.对燃油系统的要求
为了保证在所有正常飞行状态下能够可靠地向发动机供给所需燃油，并且确保飞行中飞机和乘员、旅客的安全，许多国家都颁布有各类飞机的适航条例。
例如，美国有联邦航空条例（FAR），欧洲有欧洲联合航空条例（JAR），中国有中国民用航空适航条例（CCAR）。
条例中对燃油系统都有详细具体的要求，这些要求是必需满足的。
对燃油系统的主要要求有如下内容：
（1）压力供油系统应能提供飞机在起飞时所需流量的1.25倍的燃油流量。
（2）燃油增压泵一般安装在油箱的最低点，保证起飞、着陆、启动和高空都能有效工作，还要有足够的能力当发动机驱动的油泵失效时以替代之。
（3）当增压泵全部失效时，依靠重力供油，靠发动机驱动的油泵的抽吸作用，仍能向发动机供油。
（4）每个油箱至少有两台增压泵。
对于任何正常飞行姿态下的燃油载荷，每个油箱至少有一个油泵能泵出燃油。
（5）多发动机的燃油系统，应是从各自相应的油箱供油。
应急时，可以从一个油箱向所有发动机供油。
（6）燃油系统应是可交叉供油的，但不能在油箱间有溢流。
（7）通往每台发动机的管道上应装有防火切断阀，以切断输往发动机的燃油供给。
（8）油箱应通气。
通气系统应在任何飞行状态下都能提供足够的通气流量，且能防止燃油从通气管道溢出。
通气系统应使油箱内有正压，不出现负压，以保证增压泵运转正常。
（9）应有水分收集和排水设施，以排除积水和受污染的脏油。
（10）应设通气集油箱，阻止燃油向机外溢出，收集到的燃油在主油箱耗去大部分燃油后，靠重力流入主油箱。
（11）机翼油箱中应有挡板，以防止飞机机动飞行中因燃油晃动引起的平衡力矩的改变。
（12）燃油管道的尺寸应保证通过最大流量，且没有小半径的弯折和急剧的弯曲上升或下降，因为这些地方会引起蒸气的集聚而导致气塞。
（13）所有油箱的内部、外部和附件都是可以接近的，以便维修。
（14）输油系统应保证燃油消耗重心的变化符合要求。
（15）当在机身尾部装有发动机或辅助动力装置时，通过机身的燃油管道应有同心套管，以收集渗漏出来的燃油，并将渗油引向机身腹部而后排出体外。
（16）在多发动机飞机的燃油系统中，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。
（17）燃油系统应设计成能防止燃油蒸汽点燃。
（18）多油箱供油时，不允许在更换供油油箱时有超过10s的缺油。
（19）在防火墙的发动机一侧，不应有油箱，油箱与防火墙至少有38mm以上的间隔。
（20）每个油箱至少有2%以上不能充油的膨胀空间。
（21）当飞机的允许着陆重量少于起飞重量时，应有紧急放油系统使飞机重量降到允许的最大着陆重量。
在放油系统工作中，放油阀可以用人工关闭。
（22）燃油系统应有抗污染、防水与放气塞的措施。
1.2油箱的类型
飞机油箱的作用是存储飞机所需的燃油。
飞机油箱有三种类型，即软油箱、硬油箱和结构油箱。
图1飞机油箱布置示意图
（1）软油箱
软油箱是用耐油橡皮、胶层和专用布等胶合而成，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已很少采用。
（2）硬油箱
由防腐能力较强的铝锰合金制成箱体，箱内有防止油液晃动的带孔隔板，隔
板可以提高油箱强度和刚度。
目前，硬油箱通常作为大型飞机的中央辅助油箱。
（3）结构油箱
飞机的油箱大多采用结构油箱，即利用飞机机身、机翼或尾翼的结构元件直
接构成的油箱，如图2所示。
结构油箱又被称为整体型油箱。
整体型油箱是飞机
结构的一部分，因此在接缝、结构紧固件和接近口盖等处应妥善密封。
结构油箱的优点结构油箱内的翼肋可防止油液发生晃动，翼肋底部有单向活
门，使油液由翼尖流向翼根。
结构油箱的特点是可充分利用机体内的容积，增大储油量，并减小飞机的重量。
图2飞机机翼结构油箱布置
1.3油箱的布置
一架飞机上会布置多个油箱，即中央油箱和机翼主油箱，在主油箱外侧还设有通气油箱。
有些飞机还配有机尾配平油箱和中央辅助油箱。
（1）中央油箱
中央邮箱位于中央翼盒内，油箱内的隔板可防止飞机在机动飞行时燃油发生晃动。
飞行中，为减小机翼根部所受的弯矩，中央油箱的油液应首先使用。
当油箱中油液耗空时，油箱内充满燃油蒸汽。
当燃油蒸汽浓度在着火（爆炸）浓度范围内时，遇到高温或火花（静电或通过油箱的电缆故障）会导致油箱起火爆炸。
为消除油箱起火爆炸的危险，设计中央油箱时必须考虑加装惰性气体抑爆系统或设置无油干舱。
某些飞机采用了其他解决办法，即取消独立的中央油箱，沿飞机纵剖线将中央油箱分开，分别与左右主油箱相通，构成双油箱布局。
此种设计虽然省略了中央油箱惰性气体抑爆系统，但飞行中机翼受力情况不如三油箱布局。
（2）主油箱
机翼上的结构油箱称为主油箱，一般将左侧主油箱称为1号主油箱，右侧主
油箱称为2号主油箱。
主油箱上表面一般都有重力加油口，下表面装有数个油尺。
主油箱内的翼肋可防止油液发生晃动，翼肋底部有单向活门，使油液由翼尖流向翼根。
为了减小翼吊发动机对主油箱的影响，某些飞机在其主油箱的发动机上方的高温区域设置了干舱。
干舱内不存储燃油，因此干舱内不会存在燃油蒸汽，从而达到了防火的目的。
图3所示为波音777飞机的油箱干舱系统。
为了防火，波音777设置了三个干舱，即中央油箱干舱和左右大翼干舱。
图3波音777油箱干舱示意图
（3）通气油箱
通气油箱位于主油箱外侧、靠近翼尖的区域内。
通气油箱内不装燃油，仅用
于油箱的通气。
（4）配平油箱
某些大型飞机有配平油箱。
配平油箱装在飞机尾部，一般安装在水平安定面
内。
在飞行中，燃油管理系统可根据需要将燃油送入（或排出）配平油箱，调整飞机重心的位置，减小飞机平尾配平角度，降低配平助力，达到提高飞机燃油经济性的目的。
（5）中央辅助油箱
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。
中央辅助油箱外形和标准货运集装箱类似，安装在飞机的前后货舱内，通过专用的供油管路和通气管路与飞机燃油系统相连。
在飞机内配置辅助中央油箱时，应注意对飞机重心的影响。
2.飞机燃油箱常见故障的检查与维护
飞机运行的同时，飞机燃油系统也在长时间运行，会出现漏油和油箱腐蚀等故障，需要经常进行检查和维护来保障飞行的正常进行。
进行飞机油箱和管路的漏油检查和维护，是保障飞机燃油系统正常工作的关键。
2.1燃油箱的渗漏问题
2.1.1燃油箱的渗漏现象
1）.燃油渗漏分级
燃油箱的主要故障是渗漏，因而燃油箱的主要维护就是渗漏的检查、分类及修理。
渗漏一般分为四级，即微漏、渗漏、严重渗漏和连续滴漏。
渗漏分级是按在15min内渗漏燃油沾湿的表面区域的大小作为分级标准，如图4所示。
检查渗漏时，先用清洁棉布完全檫干渗漏区域，用压缩空气吹干那些难以擦到的渗漏区域，再用掺有红色染料的滑石粉撒在渗漏处，当燃油润湿滑石粉后，它会变成红色，使沾湿的区域更易于看见。
图4渗漏等级
（a）微渗；
（b）渗漏；
（c）严重渗漏；
（d）流淌渗漏
发现有燃油外漏后,要找到飞机蒙皮上外漏的准确区域,清洁燃油渗漏邻近区域的表面,并使用溶剂清除此区域内的油脂,用棉布擦干这个区域。
如果是连续滴漏,找到最初的滴漏区域,使用胶黏剂或胶带阻止燃油的流淌,并确认是否有其他燃油流动途径,在最初的滴漏区域作标记。
然后用棉布擦干渗漏区域,洒上滑石粉,监控那个区域的滑石粉颜色的改变,如果是在边缘处的滑石粉改变颜色,就在那个边缘洒上更多的滑石粉。
可根据图4判断渗漏等级,根据表1进行处置。
表1渗漏等级
渗漏位置
微漏
渗漏
严重渗漏
连续滴漏
外漏的、空气流通的、漏油后不会流向火源的区域。
如没有整流罩的上下机翼表面
①
①
②
③
没有完全封闭、流通状况不好的区域。
如在后缘襟翼处的后梁、前缘襟翼或缝翼处的前梁及轮舱区域
②最多两个渗漏区域
③
封闭不通风的区域。
如有整流罩的机翼下表面、空调舱、翼/身整流罩、有整流罩的前后梁和内封补偿平衡板
增压泵的外部空间
②最多一个渗漏区域
机翼中央油箱的增压区域
④
①不需要修理，但要时常检查渗漏是否扩大；
②不必马上进行修理，但要定时检查渗漏是否扩大，必须在下次定时修理；
③必须立即修理，要使渗漏满足①、②类处理的标准；
④必须立即修理，修理后不允许再有渗漏
2.1.2渗漏产生的原因及检查
1）.渗漏产生的原因
现代飞机大多采用结构油箱,它是将机翼内部结构进行密封及防腐等处理后形成油箱,用于储存燃油。
油箱是飞机结构的一部分,在其内部常采用紧固件固定、胶接等连接方式，采用密封剂进行密封处理。
导致燃油箱渗漏的主要原因如下：
（1）不正确的接头连接、安装；
（2）紧固件松动；
（3）密封圈损坏；
（4）密封剂问题；
密封剂导致泄露的主要原因如下：
（1）密封剂损坏；
（2）表面处理不当，即表面有油脂、金属屑、刷毛等。
这些外来物导致密
剂不能紧密结合。
（3）密封剂混合和保存不正确。
密封剂一般包括两个部分，即基体材料和加速剂，如果其混合比例不正确，则会影响密封效果，而且密封剂都有一定的寿命，在一定时间后，应测试密封剂是否能够继续使用。
（4）密封剂使用不当。
没有严格按密封剂使用操作规程操作有可能导致密封效果变差，导致燃油泄露。
2）.渗漏的检查
当找到燃油渗漏区域后，必须还要找到内部的渗漏源。
渗漏检查的主要方法如下。
（1）气压发泡剂检查法
此方法是在油箱渗漏区域涂上发泡剂（肥皂水），一个人使用0psi～50psi
（0kPa～345kPa）的气源（带有喷嘴）向渗漏区域喷射；
另一个人在油箱内寻找气泡区域，从而找到渗漏源。
此种检查方法需要两个人，是推荐采用的检查方法，如图5所示。
（2）空心螺栓气泡检查法
此方法用于检查复杂结构渗漏区域，它是通过空心螺栓进行喷气，然后在内部寻找气泡区域。
（3）空心螺栓染色剂喷射法
此方法用于检查复杂结构渗漏区域。
只有在使用空心螺栓气泡检查法后才能
使用这种检查方法。
（4）染色剂喷射法
此方法从燃油箱的外部喷射染色剂到渗漏区，在油箱内部寻找染色剂。
（5）气压检查法
只有上述方法都已尝试过时，方能采用此方法。
它是通过对油箱进行增压，在油箱外部涂上发泡剂，然后在外部检查气泡区域。
图5气压发泡剂检查法
2.1.3渗漏的排除
1）.安全措施
进行渗漏检查与排除时，维修人员都必须进入油箱，燃油箱内充满了燃油蒸汽，容易引发火灾，可能会威胁到人身安全。
因而在进入油箱前要做好安全防护工作。
（1）对油箱进行惰化处理或强迫通风
油箱内充满了燃油蒸汽，所以在进入油箱前必须至少强迫通风24h以上。
进入的人员要穿戴带有防毒面具的衣服。
（2）油箱内放置静电火花
为了防止油箱内出现火花，进入油箱的人员不能穿底部带金属的硬底鞋；
不
允许穿容易起静电的衣物；
不允许带手机、传呼机、助听器等；
要使用安全手电筒；
不能带电机、电钻等电动工具，将不用的工具放在放电防静电盒内，避免金属相撞和电火花产生。
另外，工作中的无线电设备和雷达设备应远离油箱。
为了确保进入油箱的维护人员的人身安全，应向油箱内输入新鲜空气并设置专门的安全观察员，如图6所示。
图6油箱安全维护
2）.渗漏的排除
渗漏的排除方法也视渗漏等级而定，渗漏范围不大的缝内密封可首先清除损坏的密封剂，然后注入密封胶。
如果缝内渗漏面积较大，就要将已密封的结构分离，重新清洗、涂密封胶、紧固。
（1）缝内密封
对于渗漏范围不大的缝内密封，可增加涂覆缝外密封胶，或者同时在外表面的渗漏点附近进行清洗后涂上一层密封胶，然后贴上一层很薄的密封布，这就和补自行车内胎的贴补方法一样；
如果缝内密封渗漏范围较大，就得将已密封的结构分离，重新清洗，重新涂胶，重新紧固。
（2）缝外密封
对渗漏不大的缝外密封，应加涂密封胶，加大密封胶的涂覆面积；
对渗漏范围大的地方，需要将原有密封层刮掉，清洗干净，重新涂上密封胶。
（3）紧固件密封
紧固件有不严重的渗漏时，可使用专用的压胶工具从结构外侧钉孔周围间隙注射进密封剂；
也可在采用缝外密封的同时，向缝隙加注密封胶，以增加其密封性能。
2.2燃油箱的腐蚀问题
2.2.1燃油箱的腐蚀处理与防护
1）.油箱腐蚀简介
（1）微生物污染和油箱腐蚀
当油箱内条件适宜时，细菌会在油液内大量滋生。
燃油中的碳氢化合物以及溶解在燃油中的氮、氧、硫、磷等物质，为各类细菌提供了赖以为生的物质基础；
燃油中的水为细菌滋生提供了合适的环境，细菌一般生活在燃油和水的界面处；
适宜的温度会加速细菌的繁殖速度，细菌的最佳生长温度是25℃～30℃。
微生物在燃油内的滋生会造成燃油品质下降，在燃油中形成暗色泥状沉淀物。
该沉淀物会对燃油系统造成较大影响：
堵塞油泵吸油口和油滤，造成供油系统故障；
堵塞油量传感器燃油口，造成油量指示系统故障；
污染物不能得到及时清理而导致油箱的腐蚀。
研究表明，微生物腐蚀是结构油箱腐蚀的主要形式。
为了消除微生物污染对燃油系统的影响和对油箱的腐蚀，必须破坏细菌的滋生环境，控制其滋生速度。
目前唯一能做的工作就是控制燃油中的水分。
（2）水进入油箱的途径
水进入油箱的途径包括以下两条：
①燃油本身溶解的水分析出。
所有燃油都会溶解水分，随着空气温度和湿度的增加，水在燃油中的溶解度会相应增大。
随着飞机的爬升，外界环境温度下降，油液中水的溶解度下降，部分水分将从燃油中析出。
由于航空煤油的黏性相对较大，析出的水分以悬浮方式存在，不会很快下沉，形成游离水或乳浊状。
②大气中的水分在油箱内壁上冷凝成水滴流入油箱。
当飞机在低空飞行时，大气中的水分含量较大，湿度较高。
空气经过油箱通气系统进入油箱，水分便在温度较低的油箱侧壁上凝结成水滴或凝华成霜（气温升高时，霜会溶化成水），最后流入燃油。
由于凝结生成的水滴较大，且水的密度比燃油大，水经油箱侧壁直接流入油箱，聚集在底部。
当飞机执行短程航线时，经油箱侧壁凝结进入燃油中的水分会增加，因为短程航线飞行中，飞机在低空飞行时间相对较长。
飞机在地面停放时，空气中的水分也会经油箱壁凝结进入燃油中。
油箱中的剩余燃油越少和不飞行的时间越长，燃油系统中的水分也越多。
（3）水分对燃油系统的其他影响
燃油中的水分不但会为细菌滋生创造适宜的环境，还会对飞机燃油系统造成直接的负面影响。
①增加静电危害关于水对静电产生的影响。
②导致燃油指示系统故障。
游离的水会造成燃油指示系统偏差（油量读数偏高），因为水的介电常数不同于燃油的介电常数。
③游离水引起飞机燃油系统结冰。
进入燃油系统导管内的游离水受冻结冰；
会使导管截面变小，影响燃油流量；
悬浮的水会结成冰晶，会堵塞油滤并使附件磨损。
管路截面变小和燃油滤的堵塞会使发动机因得不到足够的燃油而发生燃烧不稳定，严重时会导致发动机空中停车。
为防止这种情况发生，燃油滤设置旁通活门，并在燃油进入油滤前的管路上设置燃油加温器，对燃油进行加温。
目前普遍采用发动机润滑油冷却器作为燃油加热器，既降低了润滑油的温度，又消除了燃油中的冰晶。
（4）微生物污染检查
燃油内是否发生微生物污染，可通过检查分析从油箱中排出的燃油油样和目视检查油箱内部两种方法确定。
①油样检查分析法。
当目视检查油样时，任何颜色、气味的异常均是燃油出现微生物污染的征兆，尤其是油样中出现浑浊、悬浮物、沉淀物和强烈的硫磺气味时。
为了得到准确的结果，也可将油样送到检验室进行专业分析，测定每毫升油样中的菌落数确定污染等级。
②油箱目视检查法。
每次进入油箱进行维护都是检查油箱内是否出现微生物腐蚀的机会。
检查时应仔细检查容易出现污染的油箱底部区域，若发现存在固形物，无论是何种颜色，均意味着油箱已发生微生物污染。
2.微生物污染的预防
通过以上分析可知，微生物生活在水中，以燃油中的碳氢化合物和其他元素为生；
水积存在油箱内，增加了微生物滋生的危害。
控制燃油内的水分是预防微生物污染的唯一有效手段。
现代飞机采用以下两种方法控制燃油中的水分。
（1）燃油系统中设置除水系统。
通过引射泵将油箱底部的含水燃油抽吸送到燃油增压泵吸油口处，不断送入发动机燃烧，减少水分在油箱底部的积累。
（2）油箱定期放水。
油箱底部设有排水阀。
排水阀安装在油箱的最低点，而且从排水阀出来的油正是水油界面附近的燃油，因此排积水和取油样可以同时进行。
为了有效放水，应根据飞机制造推荐的间隔和自身的运行情况确定飞机的放水间隔。
在飞机执行短航线、低高度飞行和在温暖区域运行时，应缩短放水间隔。
一般在每天的航前、飞机加油前与加油后，都要把飞机油箱中的水分和沉淀物放掉。
飞机油箱会在其底部设置多个放水活门，为了有效排水，应对每个放水活门进行放水操作，直到游离水全部放空为止。
2.2.2微生物污染和油箱腐蚀的处理
当通过目视油样发现燃油出现微生物污染迹象时，应采用精度更高的生物分析法确定微生物污染的等级，并根据污染程度采取相应的处理措施。
1）.轻度污染
当确定油液存在轻度污染时，可定期监控油液污染状况，监控间隔根据此次污染的具体程度确定，一般在1个～12个月之间。
2）.中度污染
若油液污染程度为中或高度污染，应在10天内再次检查以确认污染程度。
如果确定为中度污染，可对油箱进行生物杀菌处理。
（1）按照飞机制造厂家给定的程序向油箱内加入含一定浓度生物杀菌剂的燃油。
燃油中杀菌剂的浓度要严格控制，浓度过高会引起结构油箱的腐蚀，而过低的浓度会造成细菌产生抗药性。
同时注意，不能采用从重力加油口向油箱内加杀菌剂的方法，因为此方法可能导致油箱内杀菌剂局部浓度过度，容易引起油箱结构腐蚀。
同时，不建议采用预防性杀菌处理。
（2）让系统在添加了杀菌剂的燃油中浸泡一段时间，增强杀菌效果。
（3）将燃油放掉，加入新的燃油（也可以将含有杀菌剂的燃油送到发动机烧掉）。
在生物杀菌处理后10天内（至少是5次飞行后），重新检查油液污染程度，并根据检查结果采取进一步措施。
3）.高度污染
若经确认油样微生物污染为高度污染，则必须对油箱进行物理清洁，并在物理清洁后实施生物杀菌处理：
（1）将油箱内燃油全部放出过滤并用杀菌剂处理。
（2）进入油箱，用手工清理的方式仔细清除微生物污染物，彻底清洗油箱。
先用去垢剂和甲醇刷洗，刷洗干净后用清水冲洗，要反复刷洗除去所有微生物小块。
冲洗干净后揩干，再用甲醇溶液洒到微生物侵害的地方，让它停留15min，以便杀死剩余的微生物。
15min后用干净水洗刷所有甲醇溶液痕迹，刷净后放掉水，用海绵擦干。
再用加过温的压缩空气将油箱内部烘干。
清洗油箱时，不建议采用压力清洗法，因为压力清洗法可能导致油箱密封剂的损坏，并且清洗后的水很难清除。
（3）检查油箱腐蚀程度，如果需要，依据飞机的结构修理手册（SRM）进行修理。
（4）对油箱进行生物杀菌处理，步骤见“中度污染”部分。
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