某機型燃油系統多余物污染的排故方案研究

田寅

摘 要：燃油系統是飛機的關鍵系統之一，燃油系統污染不但會對燃油系統部件帶來損害，還可能危及發動機的正常工作，從而影響飛機的安全飛行。本文在理論與實踐的基礎上，分析與排除某型飛機燃油系統金屬屑多余物污染這一異常危險故障的方法和步驟，為此類燃油系統污染排故提供了借鑒。

關鍵詞：燃油系統;多余物;污染;整體油箱;導管

某型飛機飛行中發現耗油順序異常，經地面耗油順序檢查發現一號油箱內液動渦輪泵不工作，拆下此泵發現泵內存在大量金屬屑造成液動渦輪泵卡滯。

某型機燃油系統由四個整體油箱和相關管路及附件構成，分布于前后機身以及中央翼和外翼。整個燃油系統又分為供油分系統，輸油分系統（各油箱之間），輸油控制分系統，動力燃油分系統，加油分系統，通氣增壓分系統，油量-耗量測量分系統等多個子系統。一旦在管路內發現多余物，則多余物可能隨管路內燃油流動至各個油箱，波及整架飛機。燃油系統污染不但會對燃油系統部件帶來損害，還可能危及發動機的正常工作，影響飛行安全。因此，對多余物的來源以及多余物可能擴散的范圍必須進行嚴謹的分析，從而準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。而由于某型機油箱全部為整體油箱的形式，部分位于油箱內封閉區的導管無法拆卸，如何排除此類導管內的多余物也是排故的難點。

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

1、問題概述及分析

某型機發生耗油順序異常故障后，在地面耗油順序實驗中發現1號油箱內液動渦輪泵始終未工作，打開1號油箱檢查發現液動渦輪泵內存在大量金屬屑造成液動渦輪泵卡滯。更換此故障泵后重新進行耗油順序檢查，泵工作無異常且耗油順序功能正常。為確認故障液動渦輪泵內金屬屑來源，分析燃油系統原理圖后確定驅動故障液動渦輪泵的動力燃油來自右發動機驅動的燃油增壓泵。拆下此增壓泵檢查發現泵內葉片嚴重打傷且泵內發現一螺栓多余物。至此，多余物來源已準確找到。但金屬屑在整個燃油系統的擴散范圍仍需分析確定。

因多余物來源為動力燃油分系統的泵，因此首先分析動力燃油分系統。動力燃油分系統的動力源是2臺安裝在發動機艙的外置飛機附件機匣上由功率分出軸驅動的燃油增壓泵。從供油總管路引出的燃油經過此燃油泵增壓后，作為燃油系統所有的液動渦輪泵和射流泵的動力燃油及啟動和關閉這些成品附件的控制燃油。因螺栓進入燃油增壓泵，導致此泵損壞并產生金屬屑，金屬屑通過動力燃油的循環流動，造成動力燃油分系統全系統污染。 參照燃油系統原理圖，以系統內各個成品及功能附件為節點對燃油管路進行分段，再對各段管路進行進一步分析，確定了一部分動力燃油管路由于動力燃油需經過一個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。飛機在正過載飛行狀態時，由安裝在2號油箱消耗艙內的2臺液動渦輪泵經過供油總管向發動機供油。在零、負過載的飛行狀態下，由蓄壓油箱和安裝在2號油箱消耗艙內的吸油口較高的1臺液動渦輪泵向發動機供油，在發動機地面起動時，直流電動泵工作并向燃油總管供油，提供發動機起動時所需燃油。同時，此直流電動泵提供的部分燃油還輸送到燃油增壓泵，經此泵泵增壓后作為燃油系統的動力燃油。供油分系統中的液動渦輪泵的動力來源于動力燃油分系統，動力燃油帶動液動渦輪泵工作后，動力燃油通過回油管路進入主供油管路。動力燃油分系統和供油分系統為連通狀態，且兩分系統間不存在燃油濾，因此污染物可以進入供油分系統。參照燃油系統原理圖，以系統內各個成品及功能附件為節點對燃油管路進行分段，再對各段管路進行進一步分析，確定了所有供油分系統管路均存在污染可能。

對通氣增壓分系統，油量-耗量測量分系統等其他燃油系統的子系統參照原理圖進行分析，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的四個油箱內以及油箱之間的機艙內。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。為清除燃油系統內的多余物，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成品及功能附件返廠進行分解檢查并修復。拆下的聚氨酯泡沫進行目視檢查，對于發現金屬屑的泡沫換新。

對于被污染的管路，由于成品及功能附件被拆除，燃油系統內各管路間的邏輯關系已不存在，所以無法用燃油循環清洗管路，因此只能將管路分段進行清洗。對于開敞的區域，將導管拆下離機清洗，而油箱內無法拆下的管路則在機上清洗。清洗方法采用清潔的壓縮氮氣對導管內腔進行多次吹洗，在導管出口端用清潔的、用煤油浸濕的白布包扎，以便收集導管內的金屬屑。

清洗完成后，恢復之前離機的導管及成品，目視檢查整體油箱內部所有內壁及管路，確認清潔無多余物后，將聚氨酯泡沫填充進油箱，并恢復口蓋的安裝。

至此，飛機燃油系統恢復至完整狀態，之后用燃油試驗臺連接飛機，對飛機進行三次燃油耗油順序檢查工序，以便在耗油的同時借助燃油在導管內流動的沖刷力進一步清洗燃油系統管路。最后一次抽取燃油油樣化驗，清潔度應合格，檢查飛機燃油濾不應存在鋁屑。

3、方案實施

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

動力燃油分系統在四號油箱內有成品燃油控制閥1個以及相關管路，燃油控制閥位于油箱內中部;供油分系統在四號油箱內有一個位于油箱尾部的液動渦輪泵及相關管路。

首先需拆除油箱后側的電纜及導管，以便拆下傘艙。拆下傘艙后，便可拆下四號油箱尾部的大口蓋。通過尾部大口蓋處取出液動渦輪泵。通過設備艙口蓋拆下油箱前壁板前的動力燃油導管及供油系統導管。四號油箱其余口蓋都位于飛機外表面，可直接拆除口蓋。拆除口蓋后將油箱內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。四號油箱內空間極不開敞，導管無法拆下，故用氮氣瓶接減壓器及軟管對導管進行吹氣清洗。通過實驗我們確定吹洗導管的壓力控制在0.4-0.6mPa比較合適。供油管路通過拆下的液動渦輪泵與供油管路連接的接口處吹氣進行清洗。

導管吹洗干凈后，恢復成品安裝，涉及的密封圈換新。之后對油箱內壁及所有管路、系統附件進行目視檢查，確認無多余物后，將聚氨酯泡沫填充進油箱，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，此種密封膠是在部件狀態下進加溫爐高溫硫化的，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，時間過長。根據以往的維修經驗及實驗數據，此型密封膠常溫硫化3晝夜時，雖未完全硫化達到最高強度，但已可以滿足油密試驗所需強度。因此，在口蓋密封完成后經3晝夜常溫硫化，對飛機加油，多次做耗油順序檢查工序，進一步沖洗燃油管路。并同時檢查油箱的口蓋有無滲漏。從油箱放油活門接油箱進行化驗，油樣合格，多余物已清除干凈，飛機故障排除。以上工作完成后，安裝傘艙，飛機恢復至完整狀態。

4、結論

通過本次對某型機燃油系統多余物污染的排故，經實際使用驗證，多余物已完全清除，飛機重新投入正常使用，證明了我們的故障原因分析準確，多余物的污染范圍確定無誤，排故方案及工作計劃制定合理，在最短的時間內排除了故障。隨著我國航空事業的快速發展，各型飛機數量也在迅速的增長，此次排故的經驗對處理同型號或類似飛機的燃油系統污染故障的排除提供了借鑒和指導。同時，此次排故工作量的巨大和問題的復雜性也提醒我們在飛機的生產和使用過程中一定要嚴格控制多余物，消除故障隱患。

參考文獻：

[1]陳同安.飛機制造工藝技術指南[M].沈陽飛機工業（集團）有限公司，1996

[2]范玉青.現代飛機制造技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2001