飞机燃油箱惰化研究综述

燃油箱燃爆问题一直是飞机安全的关注重点,随着科技的不断进步,航空科研人员在解决燃油箱燃爆问题的方向上,已由原来的被动防爆发展为现在的惰化抑爆。美国适航当局在2008年7月颁布了最新的25-125修正案的意见征询稿,它预示着惰化燃油箱将成为未来民航飞机的必然选择。     

飞机燃油箱惰化能力降级指标分析

为明确飞机燃油箱惰能力降级指标,从点燃试验的试验设施、试验结果及不同试验之间结果差异的原因3个方面总结和分析了燃油箱点燃试验的文献,根据文献分析结果将燃油箱的惰化能力分为四个等级,分析发现:试验设施差异、点燃标准不同是不同试验结果存在差异的主要原因;高能点火源试验在燃爆标准、试验影响因素和试验结果方面存在特殊性,其对燃油箱混气惰化能力要求更高;飞机燃油箱的惰化能力会随着混气中氧气浓度的增加而降低,不同燃油箱惰化状态下燃油箱的安全性也存在差别,这种惰化能力的降级同时需要考虑点火源和混气气压的影响。      

飞机燃油箱机载惰化技术研究现状与发展趋势

为了有效减少飞机燃油箱燃爆风险,以机载惰化技术为重点,介绍了燃油可燃性和氧体积分数指标确定的方法,根据燃爆极限可将民机的安全氧体积分数定为12%,军机则采用直接用燃烧弹打击油箱测定最大压力的方式将其定为9%,分析了气体在燃油中平衡和非平衡溶解的差异,并给出了相应的计算方法,对中空纤维膜惰化技术中分离膜特性、惰化气体分配方式及仿真方法进行了介绍,分析了机载惰化技术未来的发展趋势。结果表明:目前国内机载惰化技术已经成为主流的惰化技术,但针对国产燃油可燃性的研究十分匮乏,未来可以对此展开进一步研究,并且可对冷却惰化、绿色惰化和吸附惰化等技术加大研究力度,有望拥有自主的知识产权。      

飞机燃油箱冷却惰化系统地面性能分析

设计了冷却惰化系统的工作流程并建立了地面状态下冷却惰化的数学模型,通过Modelica软件求解得到了油箱气相空间燃油蒸汽体积分数,燃油和气相空间温度以及制冷量随时间变化关系,并且研究了几个关键参数对惰化效果的影响.结果 表明:随着抽气流量的增加和蒸发温度的降低,气相空间燃油蒸汽体积分数越低,气相空间温度也越低,达到冷却...     

飞机燃油箱氮气惰化的机理分析及应用

本文分析了机载惰性气体产生系统对燃油箱惰化进行了物理、化学作用过程的抑爆机理.同时介绍了飞机燃油箱惰化系统的组成,以及核心组件空气分离装置;并分析了油箱惰化系统如何合理地分配惰性气体,保持需求的氧浓度且使其均匀分布,以及惰性气体直接进入油箱洗涤惰化和充填冲洗的应用.     

飞机燃油箱惰化中氧体积分数控制指标分析

对油箱惰化的氧体积分数控制指标,即极限氧体积分数,测定标准、理论与实验研究成果进行了较为系统地梳理与总结,并基于前人研究成果提出:(1)采用N₂惰化时,对于RP-3燃油,其地面状态下,可采用12%作为油箱氧体积分数控制指标。(2)对于民机,飞行包线内燃油箱氧体积分数控制指标可为从海平面到3 048 m高度,油箱内气相空间极限氧体积分数不超过12%,3 048～12 192 m高度,不超过从12%线性增加到14.5%;对于军机,可以考虑在民机标准上增加20%安全裕度,即从地面的9%线性增加至12 192 m的12%。(3)目前国内军机惰化系统研制中,规定在整个飞行包线内控制燃油箱气相空间氧体积分数不超过9%的要求值得商榷,它将直接带来因过度防护而产生的代偿损失过大等问题。     

一种燃油箱绿色惰化系统地面惰化性能分析

在描述一种采用催化燃烧产生惰气来降低油箱气相空间氧体积分数的新型绿色惰化工作原理基础上,设计了绿色惰化系统流程,通过一定的假设和简化建立了其数学模型并进行了求解.将结果与采用中空纤维膜产生富氮气体的机载惰化系统进行了比较,结果显示:当绿色惰化系统中抽吸气的流量与中空纤维膜惰化所产生富氮气体流量一致时,前者惰化效果远好于后者.同时,还研究了催化反应器效率和预热气体抽取比例对绿色惰化系统的影响,结果表明:提高反应器效率可有效缩短达到安全氧体积分数所需的时间,且最终油箱气相空间氧体积分数会降低,而选取合适的预热气体抽取比例可以减少系统能耗.      

民机燃油箱通气特性对惰化系统架构的影响

针对民机燃油箱通气特性对惰化系统架构的影响开展定量研究,基于飞机燃油箱惰化过程单舱模型,建立惰化系统架构自动寻优方法,并开发相应计算软件,以冲压恢复系数作为燃油箱通气特性表征参数,给出四种民机燃油箱通气特性定义。以宽体机型为例,完成不同通气特性及不同飞行总体参数下惰化系统架构关键参数计算,包括：空气分离器（ASM）数量、引气量、落地后燃油箱气相空间氧浓度等。研究结果表明：（1）给定飞行参数情况下,油箱压力脉动越剧烈,惰化系统体量越大,引气量越大。相对恒定冲压情况,随机脉动导致引气量增加47.1%,ASM数量增加47.1%。（2）给定通气特性情况下,飞行总体参数影响较小。巡航高度由35 000 ft提升至44 000 ft,ASM数量不变;环境温度由-40 ℃提升至26.7 ℃,ASM数量降低28.2%;马赫数由0.75提升至0.85,ASM数量增加2.9%。为惰化系统设计提供了理论依据,可应用于工程分析,支持型号研制。     

飞机燃油箱地面预洗涤技术理论研究

基于氧氮质量守恒关系,建立了飞机燃油箱爬升过程中气相空间、燃油中平衡氧浓度及地面预洗涤的数学模型,并采用微元段法对其进行了求解。计算结果显示,当采用富氮气体进行地面预洗涤后时达到的平衡浓度越低,则可达到的安全巡航高度越高。由于爬升过程中逸出的氧气很多会排出燃油箱外,因而地面预洗涤时,并不需要将燃油中氧质量浓度降低至安全气相浓度所对应极限质量浓度,且飞机燃油箱中的初始载油率对洗涤后的氧质量浓度有直接要求,当载油率越高,需要将燃油中的氧质量浓度洗涤的越低。计算还显示,在地面洗涤时,油罐中的油量也对换气次数有直接影响。通过选择合适浓度的富氮气体在地面预洗涤燃油箱,可保证飞机在巡航高度下氧浓度在安全范围内,但是会在一定程度上增加设备的初投资费用。文章的研究结果可为燃油地面预洗涤的工程设计奠定初步的理论基础     

气体分配方式对多隔仓燃油箱地面惰化的影响

在各仓温度和压力为定常边界条件下,采用数值积分法,建立多仓燃油箱冲洗的数值模型,应用波音747中央翼燃油箱,通过将计算结果与国外文献中公布的实验数据进行比较,验证了模型具有较高的计算精度;然后,选择波音737中央翼燃油箱作为研究对象,采用惰化气体均匀和非均匀两种分配方式,在惰化气体流量按体积和数量两种分配方式下,计算出各隔仓氧气体积分数随时间及换气次数的变化关系,结果表明：要使各隔仓均惰化至目标氧气体积分数,按体积分配富氮气体的均匀进气方式所需的惰化时间最短,按数量分配的均匀进气方式所需的时间最长;由左舷、中弦、右弦整体平均氧气体积分数随换气次数的变化,可知非均匀进气方式优于均匀进气方式.     

飞机整体油箱的微生物腐蚀及维护

飞机采用机翼结构整体油箱设计后,微生物腐蚀成为飞机整体油箱最为严重且最为普遍的问题之一,严重威胁飞行的安全.1972年,在波音737飞机整体油箱的内部发现有大量微生物繁殖现象;1996年,我国某机场数十台发动机相继因燃油泵堵塞,造成发动机燃油系统不供油或供油不足,更换发动机后两个月,又出现同样故障,导致机场所有飞机停飞,后查明是微生物污染所致.     

一种新型的飞机油箱催化惰化系统

介绍了一种新型油箱催化惰化系统及其工作原理与发展现状．并与其他油箱惰化系统进行对比．提出了新系统的优势和技术难点。     

航空冷凝燃料

近年来,俄罗斯石油的开采量已大为减少,因此,飞机特别是喷气式飞机用燃油的缺乏问题,已摆在航空界的面前.尽管减少飞机油料消耗的新一代发动机已在研制,但解决该问题的最现实的和有效的方法之一是使用液化燃气棗即航空冷凝燃料,因为在俄罗斯天然气资源极为丰富,占世界天然气资源的40%以上.     

浅析A320飞机油箱空气惰化系统及维护

通过研究FAA对于燃油箱抑爆适航条款的要求以及推荐的油箱抑爆惰化系统,重点分析并阐述油箱惰化系统的构架和原理,并对惰化系统各子系统的功能和维护方式进行简要论述。     

飞机整体油箱的检查和修理

根据国外资料和实际工作经验，系统地阐述了军、民机整体油箱渗漏故障的检查，渗漏等级的确定，渗漏部位的分类、修理状态和修理要求，外部修理和内部修理技术及修理密封剂，为军、民机制定渗漏标准、提出渗漏修理要求和进行渗漏修理提供了参考资料和操作方法。     

飞机燃油测量系统设计及免加油校准优化方案

为了提升飞机燃油测量系统的免加油校准能力,根据油量测量系统的设计原理,分析了各部件对油量测量一致性的影响权重,并在权重分析的基础上,结合对常规的手动校准和自动校准方案论证结果,提出了一种燃油测量系统免加油校准设备方案.结果显示,该设备的原理正确,功能完善,能满足大部分条件下的飞机燃油测量系统免加油校准操作.