某機(jī)型燃油系統(tǒng)多余物污染的排故方案研究

田寅

摘 要：燃油系統(tǒng)是飛機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，燃油系統(tǒng)污染不但會(huì)對(duì)燃油系統(tǒng)部件帶來損害，還可能危及發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，從而影響飛機(jī)的安全飛行。本文在理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，分析與排除某型飛機(jī)燃油系統(tǒng)金屬屑多余物污染這一異常危險(xiǎn)故障的方法和步驟，為此類燃油系統(tǒng)污染排故提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：燃油系統(tǒng);多余物;污染;整體油箱;導(dǎo)管

某型飛機(jī)飛行中發(fā)現(xiàn)耗油順序異常，經(jīng)地面耗油順序檢查發(fā)現(xiàn)一號(hào)油箱內(nèi)液動(dòng)渦輪泵不工作，拆下此泵發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)存在大量金屬屑造成液動(dòng)渦輪泵卡滯。

某型機(jī)燃油系統(tǒng)由四個(gè)整體油箱和相關(guān)管路及附件構(gòu)成，分布于前后機(jī)身以及中央翼和外翼。整個(gè)燃油系統(tǒng)又分為供油分系統(tǒng)，輸油分系統(tǒng)（各油箱之間），輸油控制分系統(tǒng)，動(dòng)力燃油分系統(tǒng)，加油分系統(tǒng)，通氣增壓分系統(tǒng)，油量-耗量測量分系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)。一旦在管路內(nèi)發(fā)現(xiàn)多余物，則多余物可能隨管路內(nèi)燃油流動(dòng)至各個(gè)油箱，波及整架飛機(jī)。燃油系統(tǒng)污染不但會(huì)對(duì)燃油系統(tǒng)部件帶來損害，還可能危及發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，影響飛行安全。因此，對(duì)多余物的來源以及多余物可能擴(kuò)散的范圍必須進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?，從而?zhǔn)確的定位多余物污染所涉及的范圍，才能保證故障的完全排除，避免多余物遺留。而由于某型機(jī)油箱全部為整體油箱的形式，部分位于油箱內(nèi)封閉區(qū)的導(dǎo)管無法拆卸，如何排除此類導(dǎo)管內(nèi)的多余物也是排故的難點(diǎn)。

鑒于此故障的典型性以及排故的復(fù)雜性，本文所探討的排故方案對(duì)日后類似問題的處理意義重大。

1、問題概述及分析

某型機(jī)發(fā)生耗油順序異常故障后，在地面耗油順序?qū)嶒?yàn)中發(fā)現(xiàn)1號(hào)油箱內(nèi)液動(dòng)渦輪泵始終未工作，打開1號(hào)油箱檢查發(fā)現(xiàn)液動(dòng)渦輪泵內(nèi)存在大量金屬屑造成液動(dòng)渦輪泵卡滯。更換此故障泵后重新進(jìn)行耗油順序檢查，泵工作無異常且耗油順序功能正常。為確認(rèn)故障液動(dòng)渦輪泵內(nèi)金屬屑來源，分析燃油系統(tǒng)原理圖后確定驅(qū)動(dòng)故障液動(dòng)渦輪泵的動(dòng)力燃油來自右發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的燃油增壓泵。拆下此增壓泵檢查發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)葉片嚴(yán)重打傷且泵內(nèi)發(fā)現(xiàn)一螺栓多余物。至此，多余物來源已準(zhǔn)確找到。但金屬屑在整個(gè)燃油系統(tǒng)的擴(kuò)散范圍仍需分析確定。

因多余物來源為動(dòng)力燃油分系統(tǒng)的泵，因此首先分析動(dòng)力燃油分系統(tǒng)。動(dòng)力燃油分系統(tǒng)的動(dòng)力源是2臺(tái)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙的外置飛機(jī)附件機(jī)匣上由功率分出軸驅(qū)動(dòng)的燃油增壓泵。從供油總管路引出的燃油經(jīng)過此燃油泵增壓后，作為燃油系統(tǒng)所有的液動(dòng)渦輪泵和射流泵的動(dòng)力燃油及啟動(dòng)和關(guān)閉這些成品附件的控制燃油。因螺栓進(jìn)入燃油增壓泵，導(dǎo)致此泵損壞并產(chǎn)生金屬屑，金屬屑通過動(dòng)力燃油的循環(huán)流動(dòng)，造成動(dòng)力燃油分系統(tǒng)全系統(tǒng)污染。 參照燃油系統(tǒng)原理圖，以系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)成品及功能附件為節(jié)點(diǎn)對(duì)燃油管路進(jìn)行分段，再對(duì)各段管路進(jìn)行進(jìn)一步分析，確定了一部分動(dòng)力燃油管路由于動(dòng)力燃油需經(jīng)過一個(gè)燃油濾后流入這部分管路，所以此部分管路附件不存在污染。

再分析供油分系統(tǒng)。飛機(jī)在正過載飛行狀態(tài)時(shí)，由安裝在2號(hào)油箱消耗艙內(nèi)的2臺(tái)液動(dòng)渦輪泵經(jīng)過供油總管向發(fā)動(dòng)機(jī)供油。在零、負(fù)過載的飛行狀態(tài)下，由蓄壓油箱和安裝在2號(hào)油箱消耗艙內(nèi)的吸油口較高的1臺(tái)液動(dòng)渦輪泵向發(fā)動(dòng)機(jī)供油，在發(fā)動(dòng)機(jī)地面起動(dòng)時(shí)，直流電動(dòng)泵工作并向燃油總管供油，提供發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)所需燃油。同時(shí)，此直流電動(dòng)泵提供的部分燃油還輸送到燃油增壓泵，經(jīng)此泵泵增壓后作為燃油系統(tǒng)的動(dòng)力燃油。供油分系統(tǒng)中的液動(dòng)渦輪泵的動(dòng)力來源于動(dòng)力燃油分系統(tǒng)，動(dòng)力燃油帶動(dòng)液動(dòng)渦輪泵工作后，動(dòng)力燃油通過回油管路進(jìn)入主供油管路。動(dòng)力燃油分系統(tǒng)和供油分系統(tǒng)為連通狀態(tài)，且兩分系統(tǒng)間不存在燃油濾，因此污染物可以進(jìn)入供油分系統(tǒng)。參照燃油系統(tǒng)原理圖，以系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)成品及功能附件為節(jié)點(diǎn)對(duì)燃油管路進(jìn)行分段，再對(duì)各段管路進(jìn)行進(jìn)一步分析，確定了所有供油分系統(tǒng)管路均存在污染可能。

對(duì)通氣增壓分系統(tǒng)，油量-耗量測量分系統(tǒng)等其他燃油系統(tǒng)的子系統(tǒng)參照原理圖進(jìn)行分析，均不存在被污染可能。

2、工藝分析及方案制定

通過以上分析確定出了哪些管路受到污染需要清洗。這些管路以及管路上的成品分布于飛機(jī)的四個(gè)油箱內(nèi)以及油箱之間的機(jī)艙內(nèi)。除了消耗艙油箱外，其余各油箱均充填了聚氨酯泡沫塑料，用以阻燃防爆。為清除燃油系統(tǒng)內(nèi)的多余物，首先需將油箱口蓋打開，移除聚氨酯泡沫，然后拆除被污染的各個(gè)成品及功能附件返廠進(jìn)行分解檢查并修復(fù)。拆下的聚氨酯泡沫進(jìn)行目視檢查，對(duì)于發(fā)現(xiàn)金屬屑的泡沫換新。

對(duì)于被污染的管路，由于成品及功能附件被拆除，燃油系統(tǒng)內(nèi)各管路間的邏輯關(guān)系已不存在，所以無法用燃油循環(huán)清洗管路，因此只能將管路分段進(jìn)行清洗。對(duì)于開敞的區(qū)域，將導(dǎo)管拆下離機(jī)清洗，而油箱內(nèi)無法拆下的管路則在機(jī)上清洗。清洗方法采用清潔的壓縮氮?dú)鈱?duì)導(dǎo)管內(nèi)腔進(jìn)行多次吹洗，在導(dǎo)管出口端用清潔的、用煤油浸濕的白布包扎，以便收集導(dǎo)管內(nèi)的金屬屑。

清洗完成后，恢復(fù)之前離機(jī)的導(dǎo)管及成品，目視檢查整體油箱內(nèi)部所有內(nèi)壁及管路，確認(rèn)清潔無多余物后，將聚氨酯泡沫填充進(jìn)油箱，并恢復(fù)口蓋的安裝。

至此，飛機(jī)燃油系統(tǒng)恢復(fù)至完整狀態(tài)，之后用燃油試驗(yàn)臺(tái)連接飛機(jī)，對(duì)飛機(jī)進(jìn)行三次燃油耗油順序檢查工序，以便在耗油的同時(shí)借助燃油在導(dǎo)管內(nèi)流動(dòng)的沖刷力進(jìn)一步清洗燃油系統(tǒng)管路。最后一次抽取燃油油樣化驗(yàn)，清潔度應(yīng)合格，檢查飛機(jī)燃油濾不應(yīng)存在鋁屑。

3、方案實(shí)施

此次排故涉及四個(gè)油箱，管路及成品眾多，工作量極大。在此以四號(hào)油箱的排故過程為例，其余油箱工作內(nèi)容類似。

動(dòng)力燃油分系統(tǒng)在四號(hào)油箱內(nèi)有成品燃油控制閥1個(gè)以及相關(guān)管路，燃油控制閥位于油箱內(nèi)中部;供油分系統(tǒng)在四號(hào)油箱內(nèi)有一個(gè)位于油箱尾部的液動(dòng)渦輪泵及相關(guān)管路。

首先需拆除油箱后側(cè)的電纜及導(dǎo)管，以便拆下傘艙。拆下傘艙后，便可拆下四號(hào)油箱尾部的大口蓋。通過尾部大口蓋處取出液動(dòng)渦輪泵。通過設(shè)備艙口蓋拆下油箱前壁板前的動(dòng)力燃油導(dǎo)管及供油系統(tǒng)導(dǎo)管。四號(hào)油箱其余口蓋都位于飛機(jī)外表面，可直接拆除口蓋。拆除口蓋后將油箱內(nèi)所有聚氨酯泡沫取出，再通過位于中部的口蓋拆除燃油控制閥。四號(hào)油箱內(nèi)空間極不開敞，導(dǎo)管無法拆下，故用氮?dú)馄拷訙p壓器及軟管對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行吹氣清洗。通過實(shí)驗(yàn)我們確定吹洗導(dǎo)管的壓力控制在0.4-0.6mPa比較合適。供油管路通過拆下的液動(dòng)渦輪泵與供油管路連接的接口處吹氣進(jìn)行清洗。

導(dǎo)管吹洗干凈后，恢復(fù)成品安裝，涉及的密封圈換新。之后對(duì)油箱內(nèi)壁及所有管路、系統(tǒng)附件進(jìn)行目視檢查，確認(rèn)無多余物后，將聚氨酯泡沫填充進(jìn)油箱，并安裝口蓋。某些口蓋是用聚硫型密封膠密封的。在工廠裝配時(shí)，此種密封膠是在部件狀態(tài)下進(jìn)加溫爐高溫硫化的，僅需1晝夜。外場維修不具備加溫條件而常溫完全硫化需14晝夜，時(shí)間過長。根據(jù)以往的維修經(jīng)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，此型密封膠常溫硫化3晝夜時(shí)，雖未完全硫化達(dá)到最高強(qiáng)度，但已可以滿足油密試驗(yàn)所需強(qiáng)度。因此，在口蓋密封完成后經(jīng)3晝夜常溫硫化，對(duì)飛機(jī)加油，多次做耗油順序檢查工序，進(jìn)一步?jīng)_洗燃油管路。并同時(shí)檢查油箱的口蓋有無滲漏。從油箱放油活門接油箱進(jìn)行化驗(yàn)，油樣合格，多余物已清除干凈，飛機(jī)故障排除。以上工作完成后，安裝傘艙，飛機(jī)恢復(fù)至完整狀態(tài)。

4、結(jié)論

通過本次對(duì)某型機(jī)燃油系統(tǒng)多余物污染的排故，經(jīng)實(shí)際使用驗(yàn)證，多余物已完全清除，飛機(jī)重新投入正常使用，證明了我們的故障原因分析準(zhǔn)確，多余物的污染范圍確定無誤，排故方案及工作計(jì)劃制定合理，在最短的時(shí)間內(nèi)排除了故障。隨著我國航空事業(yè)的快速發(fā)展，各型飛機(jī)數(shù)量也在迅速的增長，此次排故的經(jīng)驗(yàn)對(duì)處理同型號(hào)或類似飛機(jī)的燃油系統(tǒng)污染故障的排除提供了借鑒和指導(dǎo)。同時(shí)，此次排故工作量的巨大和問題的復(fù)雜性也提醒我們?cè)陲w機(jī)的生產(chǎn)和使用過程中一定要嚴(yán)格控制多余物，消除故障隱患。

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