某型飛機副油箱輸油順序錯誤故障分析

■ 許弘博 盧秋懷 郝天昊/大連長豐實業總公司

1 故障現象

某型飛機在修理交付前需同時掛機身副油箱和機翼副油箱進行地面試車檢查。首次掛機身副油箱和機翼副油箱進行地面試車時，發現座艙內機翼副油箱油盡燈亮的時機過晚，且機身、機翼副油箱幾乎同時油盡，與掛機身副油箱和機翼副油箱條件下正常的輸油順序不一致，存在輸油順序錯誤。

由于該型飛機尚處于試修階段，且燃油系統附件及原理與在修機型有所不同，同時，機上管路及附件安裝結構緊湊，難以直觀排查管路與附件的連接關系，給故障定位造成了困難。

2 油箱基本情況

該型飛機機內油箱共2610L，除機內油箱外，可外掛兩個機翼副油箱和一個機身副油箱，其中，兩個機翼副油箱的容量分別為480L，機身副油箱的容量為480L 或720L[1]。

為保證飛機重心始終處于規定范圍內，正確的輸油順序應該是：

1）首先消耗機背油箱約100L 燃油，使機背油箱油面下降至浮子活門上的球形單向活門3a 關閉，特種活門管路建立壓力使活門打開，機翼副油箱開始輸油，機背油箱內油面停止下降。

2）當燃油消耗量過大，使機背油箱的油面繼續下降至浮子活門上的球形單向活門2b 關閉或機翼副油箱油盡時，氣壓電磁閥斷電打開，機身副油箱開始輸油。

3）當機身副油箱與機翼副油箱均油盡后，機背油箱再消耗約140L 燃油，浮子活門上的球形單向活門1c 關閉，機翼油箱開始輸油[1]。

3 首次故障排查

3.1 首次地面試車檢查

機內油箱加滿燃油、掛兩個機翼副油箱（各加300L 燃油）、一個720L機身副油箱（加300L 燃油），總油量3510L，在此狀態下進行地面試車檢查。一段時間后，座艙內機翼油箱油盡信號燈亮，但燈亮時機比正常狀態晚，機翼副油箱油盡信號燈亮時座艙內油量表顯示全機剩余油量2540L，較短時間后機身副油箱油盡。

3.2 第二次地面試車檢查

機內油箱加滿燃油、掛兩個機翼副油箱（均為滿油）、一個480L 機身副油箱（加300L 燃油），總油量為3870L，在此狀態進行地面試車檢查，同時在各副油箱注油口處接壓力表檢查增壓壓力。發動機起動后，機翼副油箱與機身副油箱同時建立0.08MPa 的增壓壓力。一段時間后，座艙內機翼油箱油盡信號燈亮，燈亮時機仍舊較晚，機翼副油箱油盡信號燈亮時座艙內油量表顯示全機剩余油量為2510L，且較短時間后機身副油箱油盡。

3.3 故障排查

以上現象說明機翼副油箱輸油時，機身副油箱也參與了輸油。經分析，可能產生該故障現象的原因有燃油系統增壓管路連接錯誤、燃油系統控制管路連接錯誤、壓力信號器故障以及電纜線路故障。根據故障原因，檢查了燃油系統增壓管路連接的正確性，更換了壓力信號器，對電纜導通性進行了檢查，均無故障，因此初步確定故障原因可能是燃油系統控制管路連接錯誤。斷開機背油箱控制導管并進行吹氣檢查，發現機背油箱上部與浮子活門3a 和2b 連接的導管裝反，對連接錯誤的導管進行調換，如圖1 所示。

圖1 首次故障排查管路連接關系后的調整示意圖

4 試車驗證及第二次故障排查

4.1 第三次地面試車檢查

為驗證故障原因是否為燃油系統控制管路連接3a 和2b 的導管連接錯誤，進行了第三次地面試車檢查。

機內油箱加滿燃油、掛兩個機翼副油箱（各加200L 燃油）、一個480L 機身副油箱（加300L 燃油），總油量為3310L，在此狀態進行地面試車檢查，同時在各副油箱注油口處接壓力表檢查增壓壓力。發動機啟動后，機身副油箱與機翼副油箱同時建立0.08MPa 的增壓壓力，隨后機身副油箱增壓壓力降至0.06MPa，持續一段時間后再次增至0.08MPa，又過一段時間后座艙內機翼油箱油盡信號燈亮，燈亮時機仍舊較晚，機翼副油箱油盡信號燈亮時座艙內油量表顯示全機剩余油量為2650L，較短時間后機身副油箱油盡。

4.2 故障排查

上述現象說明故障仍然存在。因此，對燃油系統控制管路進行進一步梳理，檢查發現導致故障的并非機背油箱上部連接3a 和2b 的導管裝反，而是連接3a和2b 的導管下部的三通接頭和直通接頭安裝錯誤，導致3a 和2b 控制油路連通，如圖2 所示。

圖2 第二次故障排查發現接頭情況示意圖

5 最終試車驗證

為驗證故障原因是否為燃油系統控制管路的三通接頭和直通接頭安裝錯誤，進行了第四次地面試車檢查。

機身和機翼油箱加滿燃油、掛兩個機翼副油箱（各加200L 燃油）、一個480L 機身副油箱（加300L 燃油），總油量為3310L，在此狀態進行地面試車檢查。一段時間后，機翼副油箱油盡燈亮時機恢復正常，燈亮時全機剩余油量2640L，機翼副油箱油盡后機身副油箱建立壓力開始輸油，機身副油箱油盡時全機剩余油量約2500L，輸油順序正確，故障排除。

6 原理分析

6.1 電路控制信號分析

氣壓電磁閥受兩個信號控制：機背油箱2b 點的壓力信號器和機翼副油箱油盡信號器。機背油箱油面在2b 點以上時，壓力信號器接通，電信號由壓力信號器經一個常閉繼電器供給氣壓電磁閥，常閉繼電器同時受機翼副油箱油盡信號器控制。

機翼副油箱建立壓力后，機翼副油箱油盡信號器給繼電器斷電，接通電磁閥電路，斷開機身副油箱增壓氣源。反之，機翼副油箱油盡后，機翼副油箱油盡信號器降壓接通，繼電器斷開電磁閥電路，機身副油箱開始增壓；或者當機背油箱油面降至2b 點以下時，浮子活門關閉2b 點油路，壓力信號器建壓斷開電磁閥電路，機身副油箱開始增壓。

發動機起動時，機身、機翼副油箱均無壓力，此時壓力信號器、機翼副油箱油盡信號器均接通，電磁閥斷電，因此會在機身副油箱中建立一定的初始壓力，直至機翼副油箱壓力增加并斷開機翼副油箱油盡信號器后停止增壓。因此，地面試車檢查初始階段機身副油箱有壓力屬于正常現象。

在現場排查管路連接情況時，保持機身、機翼副油箱無油且2b 點關閉，壓力信號器無壓力處于接通狀態，此時給飛機通電并向機翼副油箱油盡信號器增壓，模擬機翼副油箱輸油狀態，此時電磁閥應通電，然后打開油泵使壓力信號器建壓，之后電磁閥斷電，電路控制邏輯正確，因此排除了信號器和電纜線路問題。

6.2 控制油路分析

根據實際故障點分析，3a 和2b 導管下部三通和直通接頭接錯后，3a 和2b 控制油路連通，導致3a 控制點失效，特種活門打開時機與機身副油箱供油時機均在2b 點，此時機身副油箱和機翼副油箱同時開始輸油，導致機翼副油箱燈亮時機較晚，且燈亮時機身副油箱已油盡或瀕臨油盡。即無論為何種狀態，輸油順序都存在同樣的錯誤。可通過計算驗證這一點。

正常狀態下機翼副油箱油盡燈亮時，全機剩余油量約為總加油量-機翼副油箱油量－100L，或機內加油量+機身副油箱油量－100L。即故障狀態下大約為2810L，正確狀態下大約為2710L。

根據原始故障狀態（機身副油箱和機翼副油箱各加300L）可以計算得出，機翼副油箱燈亮時機身副油箱剩余油量約為30L，用油270L，機翼副油箱與機身副油箱輸油比為600:270=2.22。調換3a和2b管路后第三次地面試車檢查時，機翼副油箱燈亮時機身副油箱剩油量約為140L，用油160L，機翼副油箱與機身副油箱輸油比約為400:160=2.5。考慮到油量計算可能存在一定誤差，兩種狀態下機翼副油箱與機身副油箱的輸油比大致相當，說明機身副油箱和機翼副油箱確實同時開始輸油，且輸油比相對穩定。

正確狀態下，機翼副油箱油盡燈亮時全機剩余油量2640L 略小于理論值2710L，可能為油量測量誤差導致，機身副油箱燈亮時全機剩余油量約2500L，與理論值2510L 相符。

7 結論

通過以上故障現象及分析不難看出，該型飛機燃油系統副油箱輸油順序是通過機背油箱內的油面高低來控制的，一旦控制管路連接錯誤，必然導致輸油順序錯誤。該飛機處于試修階段，操作者對管路連接不夠熟悉，工藝文件中也未增加有效的檢查方式，最終導致故障的產生。而且，為了排除故障，進行了多次拆裝以及地面試車檢查。因此，為減少該類故障的發生，裝配中應重點關注管路連接的正確性，使用多種方式進行檢查確認，以提高產品的維修可靠性，保障飛行安全。