某型飛機電容式燃油測量系統故障分析

吳濟帆

摘要：從飛機燃油管理系統的故障現狀出發，分析研究了電容式燃油量檢測系統的組成、構造和基本原理，并給出了某類型多用途航空器的電容式燃油測量系統故障的排除辦法，最后總結了電容式燃油測量系統排故經驗，并給出了相應故障排除意見。

關鍵詞：電容器;燃油量傳感器;燃油測量;排故

一、飛機燃油系統概況

中國早已決定進行民用飛機項目的研發工作，這對燃料系統及其關鍵技術的研發工作有著十分重大的工程意義。航空燃料系統是航空器上諸多控制系統中的一種子系統，它的主要功能在于貯存燃料，從而確保飛機在所規定的任何狀況下，都能夠按照發動機所規定的壓力和流量向飛機引擎連續不間斷地供油。另外，燃油系統還能夠實現冷卻航空器上的其它系統、平衡航空器、維持飛行器重心在規定的高度區域內等附加功能。對燃料控制系統所提供的一般特點為：運行安全可靠、壽命長、防火安全、體積輕巧、外廓尺寸小、機械構造簡易、保養檢修簡單、管理精細和產品工藝性好等。民用飛機的燃油管理系統，通常分為燃油箱管理系統、加放油管理系統、供輸油管理系統、油箱通氣超荷管理系統、燃油計量管理系統、壓力信號指示管理系統和燃油溫度指示系統。不過關于這種技術，目前全世界都在加緊研發，中國國內則還處在起步階段，也正由于這樣，對各類新型的燃油計量技術的研制、發展與運用層出不窮，也促進了燃油計量科學技術進一步的發展和完善。

二、燃油系統工作原理

（一）燃油計量管理系統，主要由油位檢測傳感器、密度檢測傳感器、燃料計量系統和管理任務計算機，以及電子油量顯示器等部分構成。燃油控制計算機通過各油箱內傳感器的檢測值和來自航空總線的飛機位置和加速度信息，經過數據分析與運算得到各油箱和航空器總的燃料質量特征信息，燃料量信息在駕駛艙燃油總量表和換料控制板上的油體積表中呈現，燃料量指示信息還成為飛機燃油轉輸管理的基礎。

（二）燃油計量控制系統的基本工作流程是：先根據油位測量傳感器檢測出飛機油箱中的油面高度，燃油計算機利用油面高度、飛機姿態信息以及存放在里面的油箱數學模型等信號，算出相應的燃油容積，再根據燃料密度傳感器所測定的燃料密度系數，就可以測算出飛機油箱中所載燃油的總量，然后燃油計算機系統把燃油質量信息通過數據總線，輸送到飛機駕駛艙的指示控制系統以及飛機管理任務控制系統中。在中國早期的燃油計量體系中，并沒有對燃油密度進行直接計量，而是通過將介電常數和溫差補償結合的方式來間接測量密度系數。

（三）有的飛機每個燃油箱內都設有一組（或多個）油量傳感器、一種補償傳感器、水溫傳感器和氣壓傳感器。用油體積感應器和補償感應器都能夠測得油箱內油量感應器安裝部位處的油深，用水溫傳感器和氣壓傳感器可以分別檢測出油箱內的水溫和氣壓，以便按照要求進行調整油箱內的有關技術參數。由燃料管理計算機系統接收油體積感應器和補償感應器的信息，并通過運算確定出油箱內油量感應器的浸油深淺，同時，燃料管理計算機系統也接收來自于航空總線的航空姿態信息和航空三軸加速度信息，并通過運算求出航空油面傾角。飛機油箱的數字模型己經預定存入電腦內，通過感應器的浸油深淺和油箱油面傾角，就可以判斷出飛機油箱里的燃料數量，而依據燃料密度計測得出的燃料密度數值，也就能夠精確測算出燃料質量，這樣既能夠相互校驗燃料的參數，又能夠把上述參數經由航空總線直接送入控制器中。

三、故障排故過程

（一）明確故障點。向航空器補充燃料，某型飛機燃料油量監測指示系統之間相互冗余備份，為了確定故障地點，要縮小檢測區域，首先把飛行器左側燃料量傳感器電源連接插銷切斷，連接地面燃料實驗臺，模擬消耗航空燃料，此時飛行器座艙儀表上飛行器剩余燃料數量不會改變;關閉地面燃料實驗臺后，將右邊燃料顯示測量感應器的電接插銷切斷，并修復左邊燃料指示儀表感應器電子連接插座的設置，然后重新連接地面燃料實驗臺，完成航空器的耗油，右邊燃料油量表隨燃料的損耗下降，從而確定航空器的右邊燃料儀表感應器、電氣組件，或連接電纜的線路出現問題。

（二）經過通電檢測電子信息板的輸入輸出信息是否正常，即可確定感應器和電子設備組成部分的管理工作是否正常。

（三）斷開油量儀表傳感器連接插座、燃油電子組件電連接插座后，用萬用表檢測這兩部分連接線纜的導通性和絕緣狀況，均未發生異常現象，表明傳感器的連接線纜正確無誤。

（四）故障排除。使用電容讀取設備連接燃油系統電腦板，讀取右機翼傳感器電容值，更換異常電容值的傳感器，并恢復為正常狀態，然后再一次完成地面燃料耗盡測試，放燃油的整個流程中，如果航空器殘余燃油指示常態，并達到差值標準，則座艙信號板上警告的燃油信息燈亮起，故障消除。

四、結語

飛機燃油測量系統可以根據剩余燃油顯示飛機剩余燃油，可以計算飛機的續航時間和航程，檢查發動機性能，調節和控制發動機的工作狀態。如果油耗計系統出現故障，將導致飛行員對續航時間和航程的解讀，導致飛機出現重大安全事故。在此基礎上詳細分析了電容式油量測量系統的工作原理，縮小了故障排除范圍，確定了燃油測量系統的關鍵部件，實現了快速故障隔離和高效故障排除的目的。

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