張曉光，胡慶豐

（航空工業(yè)沈飛集團(tuán)公司，遼寧 沈陽110850）

某燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)有X個(gè)油箱，可實(shí)現(xiàn)各時(shí)機(jī)狀態(tài)下的供油，通過各油箱不同階段的輸油來平衡飛行器的重量、重心要求，提高飛行器的操縱、穩(wěn)定性能，并保障各狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的供油。如空中真正出現(xiàn)各油箱內(nèi)燃油輸油混亂則對飛行器重量、重心有很大影響，尤其是著陸階段，飛行器的重心前移或后移則直接改變飛行器的俯仰角度，甚至誘發(fā)飛行事故。本文主要分析燃油系統(tǒng)原理，確定故障誘發(fā)原因，快速處理故障，也為后續(xù)飛機(jī)燃油故障分析積累經(jīng)驗(yàn)。

1　現(xiàn)象及機(jī)理分析

1.1　現(xiàn)象描述

某飛行器在模擬系統(tǒng)消耗燃油檢查時(shí)，當(dāng)剩余油量1 600 kg時(shí)，顯示系統(tǒng)顯示第X號(hào)油箱內(nèi)油盡燈燃亮，說明此時(shí)第X號(hào)油箱內(nèi)已經(jīng)無燃油。但是約97 s后顯示X號(hào)油盡燈又熄滅，23 s后X號(hào)油箱油盡燈再次燃亮，反復(fù)十多次，油盡信號(hào)始終未穩(wěn)定出現(xiàn)，直至消耗燃油檢查時(shí)工作結(jié)束。此現(xiàn)象說明，燃油系統(tǒng)第X號(hào)油箱內(nèi)在反復(fù)進(jìn)油、輸油，燃油系統(tǒng)輸油順序混亂，未按規(guī)定時(shí)機(jī)耗盡第X號(hào)油箱內(nèi)燃油。

1.2　機(jī)理分析

燃油系統(tǒng)第X號(hào)油箱包含如下功能附件：液動(dòng)渦輪泵、交流電動(dòng)泵、燃油控制閥、加油控制活門、雙位活門、油量表傳感器、油面信號(hào)器。

第X號(hào)油箱內(nèi)燃油分為兩階段輸油：

第一階段輸油：當(dāng)飛行器耗油3 000 kg左右時(shí)，第X號(hào)油箱內(nèi)燃油液面下降到液面射流傳感器控制油面時(shí)，液面射流傳感器工作，打開第X號(hào)油箱內(nèi)的燃油控制閥，燃油控制閥控制動(dòng)力燃油，使第X號(hào)油箱輸油液動(dòng)渦輪泵開始工作，第X號(hào)油箱內(nèi)燃油開始一階段輸油。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗油量大于第X號(hào)油箱輸油量時(shí)，第X號(hào)油箱內(nèi)燃油繼續(xù)下降到信號(hào)傳感器工作，并控制第X號(hào)油箱內(nèi)交流電動(dòng)泵參與工作，這樣實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)泵與液動(dòng)渦輪泵一起向X號(hào)油箱輸油再提供給發(fā)動(dòng)機(jī)消耗。當(dāng)?shù)赬號(hào)油箱耗油至規(guī)定工作油面時(shí)，油面信號(hào)器發(fā)出信號(hào)接通燃油電磁閥截?cái)嘈盘?hào)，截?cái)嗫刂埔簞?dòng)渦輪泵工作的動(dòng)力燃油，液動(dòng)渦輪泵與交流泵停止輸油。

第二階段輸油：飛行器耗油8 000 kg左右后，第X號(hào)油箱液面開始下降到液面射流傳感器位置，液面射流傳感器工作，控制打開第X號(hào)油箱內(nèi)的燃油控制閥，燃油控制閥接通動(dòng)力燃油管路輸油使液動(dòng)渦輪泵再次開始工作，第X號(hào)油箱開始二階段輸油。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量大于X號(hào)油箱輸油量時(shí)，第X號(hào)油箱的油面繼續(xù)下降至信號(hào)傳感器工作液面時(shí)，第X號(hào)油箱內(nèi)交流電動(dòng)泵接通，至此交流泵與液動(dòng)渦輪泵再次一起向X號(hào)油箱輸油提供給發(fā)動(dòng)機(jī)消耗。當(dāng)X號(hào)油箱油盡時(shí)，由安裝在油箱底部的油盡信號(hào)器發(fā)出信號(hào)，截?cái)嗫刂埔簞?dòng)渦輪泵的動(dòng)力燃油，液動(dòng)渦輪泵停止工作，第X號(hào)油箱輸油結(jié)束。

2　數(shù)據(jù)分析及故障樹

分析系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)：第X號(hào)油箱第一階段輸油時(shí)，油箱內(nèi)的液動(dòng)泵、交流電動(dòng)泵、燃油控制閥、加油控制活門、雙位活門等附件顯示正常。只是當(dāng)系統(tǒng)剩余油量1 600 kg時(shí)（第二階段將輸油結(jié)束），系統(tǒng)顯示第X號(hào)油箱內(nèi)油盡燈燃亮，約97 s后顯示X號(hào)油盡燈又熄滅，23 s后X號(hào)油箱油盡燈再次燃亮，反復(fù)十多次，油盡信號(hào)始終未穩(wěn)定出現(xiàn)，直至消耗燃油檢查時(shí)工作結(jié)束。

結(jié)合X號(hào)油箱輸油原理及記錄數(shù)據(jù)分析，形成故障樹如下（如圖1所示）。

圖1　第X號(hào)油箱油盡信號(hào)未正常發(fā)出故障樹

3　檢查驗(yàn)證

根據(jù)故障樹，開展對13個(gè)底事件的排查，具體情況如下：

（1）燃油系統(tǒng)模擬消耗燃油檢查時(shí)，機(jī)上驗(yàn)證座艙多功能顯示器上第X號(hào)油箱內(nèi)液動(dòng)渦輪泵綠燈燃亮表明液動(dòng)渦輪泵工作正常，可排除第1底事件‘液動(dòng)泵’故障。

（2）更換X號(hào)油箱內(nèi)的加油控制活門和雙位活門耗油驗(yàn)證，故障現(xiàn)象依舊，可以排除第2、3底事件‘加油控制活門’和‘雙位活門’故障。

（3）通過第X號(hào)油箱內(nèi)放沉淀活門人為放出油箱內(nèi)剩余燃油發(fā)現(xiàn)，油盡信號(hào)器可正常顯示，可以排除油盡信號(hào)器異常（包含5、6、7底事件‘油盡信號(hào)器’、‘信號(hào)傳輸’，‘維護(hù)板顯示’故障）。

（4）檢查雙位活門的機(jī)械連接導(dǎo)管時(shí)發(fā)現(xiàn)，余油射流泵動(dòng)力油導(dǎo)管與雙位活門加油控制路導(dǎo)管接反，說明底事件8‘控制管路連接錯(cuò)誤’成立，即存在問題。

（5）將余油射流泵動(dòng)力油導(dǎo)管與雙位活門加油控制路導(dǎo)管恢復(fù)原位安裝后，重新進(jìn)行飛行器壓力加油，飛行器各油箱可以顯示加滿，證明飛行器加油控制管路無異常。

（6）模擬飛行器消耗燃油順序檢查驗(yàn)證，系統(tǒng)各階段輸油順序正常，當(dāng)系統(tǒng)耗油至1 600 kg左右時(shí)第X號(hào)油箱油盡燈燃亮，飛行器耗油順序檢查功能正常，故障消失，可排查底 4、9、10、11、12、13 事件‘輸油控制點(diǎn)’、‘電動(dòng)泵泵出口單向活門卡滯’、‘燃油電磁閥出口單向活門異?！ⅰ畡?dòng)力油管路’、‘加輸油管路泄漏’、‘液動(dòng)泵工作動(dòng)力燃油異?！收?。

4　原因定位

通過對故障樹13個(gè)底事件的排查，發(fā)現(xiàn)4號(hào)油箱余油射流泵動(dòng)力油導(dǎo)管與雙位活門加油控制路導(dǎo)管接反。對于燃油管路接反分析如下：

如果X號(hào)油箱余油射流泵動(dòng)力油導(dǎo)管與雙位活門加油控制路導(dǎo)管接反，會(huì)造成X號(hào)油箱第二階段輸油時(shí)，兩個(gè)加油控制活門處于打開狀態(tài)，液動(dòng)泵工作輸出的燃油會(huì)有一部分經(jīng)兩個(gè)加油控制活門返回到X號(hào)油箱內(nèi)，此時(shí)剩余燃油將在X號(hào)油箱內(nèi)自身循環(huán)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)大狀態(tài)開車時(shí)，交流電動(dòng)泵有時(shí)會(huì)參與輸油，增加輸油量，從而會(huì)使油箱內(nèi)油盡信號(hào)燈閃亮，但不能輸盡燃油。

通過上述檢查、分析、驗(yàn)證，第X號(hào)油箱余油射流泵動(dòng)力油導(dǎo)管與雙位活門加油控制路導(dǎo)管接反是導(dǎo)致X號(hào)油箱油盡信號(hào)燈未正常燃亮的唯一原因。該處導(dǎo)管安裝位置距離較近，并且導(dǎo)管與接頭上無明確的對應(yīng)標(biāo)識(shí)，導(dǎo)致工人在安裝過程中安裝錯(cuò)誤，為避免今后在工作中再次發(fā)生此類問題，已完善了導(dǎo)管設(shè)計(jì)，在工藝標(biāo)準(zhǔn)中增加導(dǎo)管安裝對應(yīng)標(biāo)識(shí)，減少人為差錯(cuò)。

5　結(jié)束語

通過數(shù)據(jù)分析、畫故障樹以及模擬仿真驗(yàn)證等三方面手段能快速、準(zhǔn)確地定位，第X號(hào)油箱余油射流泵動(dòng)力油導(dǎo)管與雙位活門加油控制路導(dǎo)管接反是導(dǎo)致油盡信號(hào)燈未正常燃亮的唯一原因，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證故障排查有效。

本次故障的排查使設(shè)計(jì)也認(rèn)識(shí)到燃油系統(tǒng)導(dǎo)管放錯(cuò)標(biāo)識(shí)的重要性，為避免今后在工作中再次發(fā)生此類問題，已完善了導(dǎo)管設(shè)計(jì)，在工藝標(biāo)準(zhǔn)中增加導(dǎo)管安裝對應(yīng)標(biāo)識(shí)，減少人為差錯(cuò)。