一種飛機(jī)保壓油箱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種飛機(jī)保壓油箱。油箱保壓系統(tǒng)由油箱、加油口、通氣口、輸油管、切斷閥、單向活門(mén)和油箱靜壓傳感器組成，不需要增加氣源，即可避免油箱內(nèi)燃油發(fā)生沸騰現(xiàn)象，避免供油管路內(nèi)出現(xiàn)氣塞現(xiàn)象，以最小的結(jié)構(gòu)重量實(shí)現(xiàn)飛機(jī)高空的安全供油，是一種簡(jiǎn)單易行可靠性高的保壓油箱。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種飛機(jī)保壓油箱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛機(jī)保壓油箱，屬于航空飛行器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)用航空煤油是碳?xì)浠衔?，其特點(diǎn)是容易揮發(fā)、飽和蒸汽壓高并且吸濕性強(qiáng)。飛機(jī)在高空飛行，給燃油系統(tǒng)的正常工作也帶來(lái)一些問(wèn)題。因?yàn)楦呖湛諝庀”?，大氣壓力急劇下降，油箱里的燃油表面壓力降低到飽和蒸汽壓以下，燃油就?huì)沸騰起來(lái)，造成劇烈的蒸發(fā)。飛機(jī)飛行高度超過(guò)7620m (25000ft)，如果飛機(jī)油箱與大氣連通，航空煤油就會(huì)發(fā)生沸騰現(xiàn)象。特別是油路彎管接頭處，燃油的局部流速較大，局部壓力降低，不僅燃油本身會(huì)蒸發(fā)，而且溶解于燃油中的空氣也會(huì)分離出來(lái)，燃油蒸汽會(huì)穿過(guò)通氣系統(tǒng)逸入大氣中，造成損失，縮短飛機(jī)航程。更嚴(yán)重的是，劇烈的蒸發(fā)和大量的空氣泡會(huì)造成供油管路堵塞，稱(chēng)之為氣塞現(xiàn)象，它將破壞發(fā)動(dòng)機(jī)的正常供油，輕則造成發(fā)動(dòng)機(jī)推力下降，重則導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)。為了防止氣塞現(xiàn)象，必須保持油箱內(nèi)油面壓力在任何高度上都大于燃油的飽和蒸汽壓。航空汽油與航空煤油一樣，也具有這樣的特點(diǎn)。
[0003]所以，一般航空飛行器如果升限小于7620m，在飛機(jī)燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，利用通氣管路將飛機(jī)油箱與大氣相通，保持油箱內(nèi)外壓力一致，即可保證供油順暢，也可免除飛機(jī)油箱結(jié)構(gòu)受壓變形或滲漏。如果飛行器巡航高度和升限超過(guò)7620m，都要在油箱上增加氣源，向油箱內(nèi)補(bǔ)氣調(diào)整油箱內(nèi)氣體壓力，保證油箱內(nèi)壓力不低于7620m的大氣靜壓，避免油箱內(nèi)燃油發(fā)生沸騰現(xiàn)象，避免供油管路內(nèi)出現(xiàn)氣塞現(xiàn)象，保證供油安全。
[0004]某些航空飛行器正常巡航高度在7620m以下，飛機(jī)的升限超過(guò)7620m，正常飛行時(shí)油箱完全可以按通氣油箱設(shè)計(jì)，而飛機(jī)偶爾在升限高度短時(shí)間飛行時(shí)又需要對(duì)油箱進(jìn)行保壓，如果選用傳統(tǒng)的增壓油箱設(shè)計(jì)，配備獨(dú)立的氣源、氣泵和管路等設(shè)備又使油箱結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、結(jié)構(gòu)重量大、占用機(jī)上空間也大，同時(shí)飛機(jī)成本也提高。
[0005]所以，有必要針對(duì)此種使用需求設(shè)計(jì)一種飛機(jī)保壓油箱，以最小的結(jié)構(gòu)重量和成本實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)油箱的保壓。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為解決此問(wèn)題，提出了一種飛機(jī)保壓油箱及使用方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)正常巡航高度在7620m以下，又有短時(shí)間超過(guò)7620m飛行需求的飛機(jī)的油箱進(jìn)行保壓。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008](I)飛機(jī)保壓油箱見(jiàn)附圖1由油箱、加油口、通氣口、輸油路、切斷閥、單向活門(mén)和靜壓傳感器組成。
[0009](2)飛機(jī)保壓油箱的加油口在加注完燃油后應(yīng)氣密密封。
[0010](3)在飛機(jī)整個(gè)飛行包線內(nèi)飛行高度均小于7620m的情況下，切斷閥一直處于打開(kāi)狀態(tài)，油箱通過(guò)通氣口與外界大氣相通，油箱處于通氣狀態(tài)，切斷閥、單向活門(mén)和靜壓傳感器都不工作。
[0011](4)在飛機(jī)整個(gè)飛行包線內(nèi)飛機(jī)最大飛行高度超過(guò)7620m時(shí)，應(yīng)在6000?7000m關(guān)閉切斷閥，油箱進(jìn)入保壓狀態(tài)，飛機(jī)可繼續(xù)爬升。當(dāng)飛機(jī)從最大飛行高度下降到7620m以下時(shí)應(yīng)立即打開(kāi)切斷閥，使油箱與外界大氣連通，此為油箱保壓工作狀態(tài)下中切斷閥的工作方式。
[0012](5)飛機(jī)保壓油箱最長(zhǎng)保壓工作時(shí)間按以下方法確定:
[0013]關(guān)閉切斷閥時(shí)的飛行高度的大氣靜壓和大氣絕對(duì)溫度分別為Ph(單位:Pa)和TH(單位:K)，飛機(jī)的平均耗油率為Cf(單位:L/h，升每小時(shí))，飛機(jī)油箱的總?cè)莘e為Vtl(單位:L)，關(guān)閉切斷閥時(shí)的燃油體積為Vh(單位:L)，7620m高度的大氣靜壓和大氣絕對(duì)溫度分別為P7620 (單位:Pa)和T7620 (單位:K)，t (單位:h)為保壓工作時(shí)間，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有:
_4] Ph.(K - = P..(K -vH + cF.t)
Th^7620

Pg.,762。.(^o ~ ^y) + Y _ Y
[0015]則、=P1^.ThH °
[0016]保壓油箱在使用過(guò)程中，當(dāng)切斷閥關(guān)閉時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，保證t時(shí)刻前飛機(jī)下降到7620m以下。
[0017](6)飛機(jī)保壓油箱備有兩個(gè)單向活門(mén)，正常保壓工作情況下油箱內(nèi)壓力大于外界壓力，單向活門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，在飛機(jī)下降過(guò)程中如果切斷閥發(fā)生故障無(wú)法打開(kāi)，在飛機(jī)飛行高度低于7620m外界壓力大于油箱內(nèi)部壓力時(shí)，單向活門(mén)可以自行打開(kāi)向油箱內(nèi)補(bǔ)氣，防止油箱被大氣壓壓壞，起到保護(hù)油箱的作用。選用兩個(gè)單向活門(mén)是為了增加系統(tǒng)可靠性，兩個(gè)單向活門(mén)只要有一個(gè)打開(kāi)就可以給油箱內(nèi)補(bǔ)氣。
[0018](7)飛機(jī)保壓油箱備有靜壓傳感器，可監(jiān)控油箱內(nèi)壓力，當(dāng)油箱內(nèi)壓力異常，保壓系統(tǒng)失效時(shí)，可起到預(yù)警作用，提示飛機(jī)降低飛行高度。靜壓傳感器是此保壓系統(tǒng)的選裝設(shè)備，無(wú)靜壓傳感器系統(tǒng)也可正常工作。
[0019](8)飛機(jī)保壓油箱在保壓工作時(shí)，應(yīng)保證油箱結(jié)構(gòu)可以承受油箱內(nèi)外的壓力差。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單、系統(tǒng)重量輕，是一種簡(jiǎn)單易行可靠性高的保壓油箱。適合巡航高度低于7620m，升限高于7620m的飛機(jī)選用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為飛機(jī)保壓油箱原理圖
[0022]圖中:1.油箱加油口，2.切斷閥，3.單向活門(mén)，4.通氣口，5.靜壓傳感器，6.輸油管。
實(shí)施例
[0023]假設(shè)某飛機(jī)裝備航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，巡航高度6000?7000m，油箱容積900L，飛機(jī)平均耗油率20L/h，需要在8000m升限高度飛行，加裝了本專(zhuān)利的保壓油箱，可在6500m高度關(guān)閉切斷閥，如此時(shí)油箱內(nèi)剩余燃油500L，則油箱的保壓工作時(shí)間為2.7h。
【權(quán)利要求】
1.一種飛機(jī)保壓油箱由油箱、加油口、通氣口、輸油管、切斷閥、單向活門(mén)和靜壓傳感器組成。
2.權(quán)利要求1所述的飛機(jī)保壓油箱的加油口在加注完燃油后應(yīng)氣密密封。
3.權(quán)利要求1所述的飛機(jī)保壓油箱，在飛機(jī)整個(gè)飛行包線內(nèi)飛行高度均小于7620m的情況下，切斷閥一直處于打開(kāi)狀態(tài)，油箱通過(guò)通氣口始終與外界大氣相通，油箱處于通氣狀態(tài)。
4.權(quán)利要求1所述的飛機(jī)保壓油箱，在飛機(jī)整個(gè)飛行包線內(nèi)飛機(jī)最大飛行高度超過(guò)7620m時(shí)，應(yīng)在6000?7000m關(guān)閉切斷閥，油箱進(jìn)入保壓狀態(tài)，飛機(jī)可繼續(xù)爬升。當(dāng)飛機(jī)從最大飛行高度下降到7620m以下時(shí)應(yīng)立即打開(kāi)切斷閥，使油箱與外界大氣連通。
5.權(quán)利要求1所述的飛機(jī)保壓油箱最長(zhǎng)保壓工作時(shí)間按以下方法確定: 關(guān)閉切斷閥時(shí)的飛行高度的大氣靜壓和大氣絕對(duì)溫度分別為PH(單位:Pa)和TH(單位:K)，飛機(jī)的平均耗油率為Cf (單位:L/h，升每小時(shí))，飛機(jī)油箱的總?cè)莘e為Vtl (單位:L)，關(guān)閉切斷閥時(shí)的燃油體積為Vh(單位:L)，7620m高度的大氣靜壓和大氣絕對(duì)溫度分別為P7620 (單位=Pa)和T7620 (單位:K)，t (單位:h)為保壓工作時(shí)間，則有:
Ph.^7620 '(^0 ~ ^h) _ Y , Y
PτvH十? t — _,7620 1H__ — ^
6.權(quán)利要求1所述的飛機(jī)保壓油箱備有兩個(gè)單向活門(mén)，正常保壓工作情況下油箱內(nèi)壓力大于外界壓力，單向活門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。如飛機(jī)在下降過(guò)程中切斷閥發(fā)生故障無(wú)法打開(kāi)，在飛機(jī)飛行高度低于7620m外界壓力大于油箱內(nèi)部壓力時(shí)，單向活門(mén)可以自行打開(kāi)向油箱內(nèi)補(bǔ)氣，防止油箱被大氣壓壓壞，起到保護(hù)油箱的作用。
7.權(quán)利要求1所述的飛機(jī)保壓油箱備有靜壓傳感器，可監(jiān)控油箱內(nèi)壓力，當(dāng)油箱內(nèi)壓力異常，保壓系統(tǒng)失效時(shí)，可起到預(yù)警作用，提示飛機(jī)降低飛行高度。
8.權(quán)利要求1所述的飛機(jī)保壓油箱在保壓工作時(shí)，應(yīng)保證油箱結(jié)構(gòu)可以承受油箱內(nèi)外的壓力差。
9.權(quán)利要求1所述的飛機(jī)保壓油箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕，以最小的重量實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)油箱的保壓工作，適合巡航高度低于7620m，升限高于7620m的飛機(jī)選用。
【文檔編號(hào)】B64D37/02GK104176262SQ201410468451
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】馬鐵林, 向錦武, 秦博, 白湘波, 薛普 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)