某型飛機整體油箱滲漏分析及檢查

李澤園 楊士權 黎明中

中航通飛華南飛機工業有限公司 廣東 珠海 519040

引言

根據某型飛機的維修手冊中規定，在飛機機翼整體油箱發生滲漏時，需及時判斷滲漏情況并尋找漏點進行維修補漏，當滲漏超出維護說明中規定允許泄漏量時則需立即停飛并開展排故使飛機恢復至正常工作狀態。在飛機開展試飛任務至今已多次發生由于整體油箱滲漏問題導致延誤工作甚至停飛，影響了正常的試飛訓練和飛行計劃，對地面維護人員和機務維修人員的工作也帶來了額外負擔。

飛機整體油箱位于飛機左、右機翼盒段，用于存放燃油供發動機和APU輔助動力裝置用，作為飛機整個燃油系統的關鍵子系統之一，要求各整體油箱間完全密封互不串油，同時為對應的發動機提供所需燃油。如果發生單一油箱滲漏事故，在飛行時由于油箱內外的溫度變化和機翼的高頻率振動，極有可能導致滲漏加速，致使左右油箱油量差異變大產生飛機左右不平衡、航程縮短甚至引發火災等危害飛行安全的事故[1]。

1 整體油箱結構及滲漏風險

圖1為某型飛機右機翼整體油箱結構示意圖，整個油箱位于機翼盒段，由前梁、后梁、上下壁板、半密封肋和肋板組成。由于飛機使用環境的特殊性及載荷考慮，油箱用于維護檢修的口蓋位于上方，減少了下壁板可能存在的滲漏點，壁板和肋板，前后梁采用鉚釘鉚接，在油箱內部均做封包處理，接合處涂有耐油密封膠，防止整體油箱漏油，在飛行過程中可通過單向閥實現交輸供油，用以平衡各油箱間的油量差值。單個油箱內部設置半密封肋板，半密封肋底部則布置足夠數量的油箱隔板單向閥，這種設計既能保證油箱內的油量消耗順序為從外至內，又可以減少燃油伴隨飛機產生的晃動。油箱外側設置了通氣油箱，可以讓溢出至油箱外的燃油通過單向止回閥回流，并為油箱內通風，減少燃油滲漏至機翼外的可能。

圖1 某型飛機右機翼油箱結構示意圖

由于整體油箱相對復雜的結構，不同區域采用不同的密封形式，通過對飛機長時間使用及排故的經驗分析，總結出以下幾種滲漏多發的情形，現進行分類總結并提出改進意見。

1.1 連接處鉚釘滲漏

在油箱滲漏排故檢查時，大多處鉚釘滲漏情況都存在封包老化脫落現象，經檢查多為所使用的密封劑未能與油箱金屬壁板完美貼合，在排除操作不合規等因素后，通過試驗及分析得知原因有三，一是在裝配期間環境濕度偏高，過高的濕度既影響密封劑本身的固化，又會導致在密封膠和結構連接后產生氣泡，降低了密封效果，故應對應增加密封膠的硫化時間。二是設計時密封定義不合理，未能考慮到油箱密閉環境內狹小縫隙的操作難度，使得涂膠難度上升，薄厚不均，相同的固化時間內沒有完全干透。三是鉚釘布置距離過近，屬于冗余設計，小范圍的結構鉆孔過多，例如機翼放油開關部位如圖2，作為滲漏的多發區，應考慮優化結構，減少鉚釘數量并更改密封方式以減少在結構的鉆孔，更有利于減少在飛行中由于震動導致的松脫引發潛在的滲漏隱患[2]。

圖2 某型飛機機翼放油開關安裝示意圖

1.2 密封橡膠圈滲漏

燃油箱邊界與油箱外界密封處的多采用橡膠墊圈封嚴，隨著時間推移，墊圈的壓緊會產生松動，同時長期處在惡劣的溫度及大氣環境中，橡膠的老化程度也有加速的風險，通過長期觀察各類燃油滲漏點，橡膠墊圈出現皸裂，變形甚至失去彈性的情況比較常見，部分成品采用法蘭與橡膠墊圈硫化整合的方式導致更換難度大，在后續的設計中應考慮分離，方便機務地勤人員檢查更換。在油箱供油管路與切斷閥，引射泵等成品連接處使用橡膠封圈較多，在膠圈窩的預留深度不合理的情況下也會導致燃油的滲漏，膠圈窩深度過淺會導致壓合過大膠圈變形，密封性受損，深度過大則無法使膠圈與緊固件緊密壓合，應作為后續設計階段考量。

1.3 閥門開合漏油

設計有通氣油箱的飛機，為了便于整體油箱與通氣油箱間燃油回流，通常會在密封油箱邊界底部布置單向止回閥，地面檢查時發現通氣油箱有漏油現象，開啟通氣油箱口蓋后發現單向止回閥處于打開狀態，蓋板上翻無法復位，經分析后查明原因為油箱加壓24.2kPa時密封肋板左右壓力相同，在油箱內部泄壓后通氣油箱氣壓相對更高，沖開閥門所致，故在油箱邊界布置單向閥時應選擇帶有限位結構的閥門，如圖3所示，以便維護檢查。

圖3 某型飛機密封肋安裝油箱隔板單向閥

2 滲漏的檢測方法

整體油箱發生滲漏時，根據滲漏區域不同和現場的工作環境差異，需采用不同的排故方案，在整個過程中最重要的一環就是查找漏點，進而檢查滲漏區域的面積和直徑，確定滲漏情況，不同的漏點和泄漏程度對應不同的處理方案。

2.1 油密檢測

當滲漏現象較為嚴重時，可以采用全機油箱油密檢測法來檢查漏點，將飛機推出機庫或廠房外，將所有油箱盡可能加至滿油（高溫和風雨環境下可以在廠房或機庫內操作），開啟燃油切斷閥、抽油閥和各油箱間的交輸閥門，然后在前、后梁與壁板連接處，下壁板鉚接處及機翼放油開關、安全活門等成品安裝處均勻涂抹滑石粉，在內部燃油壓力作用下靜置觀察，直至洇滲油漬穩定不再擴大，據此判斷滲漏的范圍和程度。

2.2 氣密檢測

將所有油箱的燃油放空，采用工裝堵塞飛機NACA口和通氣安全活門，通過重力加油口組件向油箱內加壓直至油箱內壓力達到5kPa，根據漏點所在的大致區域噴涂檢測劑（如漏點在下壁板可用肥皂液代替），此方法可用于確定滲漏發生區域的準確漏點。

2.3 抽氣檢測

當地面油斑大致確定時，可用于快速檢查任一油箱局部的單一漏點，首先用地面放油放出單一油箱剩余燃油，然后擦拭浸漬區域，在整體油箱下壁板滲漏處扣上碗裝工裝，通過虹吸吸管或抽氣泵持續抽氣，觀察浸漬區域滲漏情況，確定滲漏源是鉚釘還是縫隙，此方式適用于外場簡易排故。

3 判定標準

當整體油箱發生滲漏時，飛機已交付使用并在外場執行飛行任務，考慮到外場排故的技術手段和飛行任務的緊迫性，需要對滲漏的區域和嚴重性進行區分，對于油氣淤積封閉區域如前后梁，通風不暢的半封閉區后梁和通風良好的下壁板應采用不同的處理方式[3]。

將滲漏區域用棉布徹底擦干，持續觀察并記錄15min。若浸漬區域直徑不超過3cm可定義為輕度滲漏，若浸漬區域直徑不超過10cm可以定義為滲漏，若浸漬區域直徑大于10cm小于15cm且每分鐘滴落油滴不超過1滴則為嚴重滲漏，每分鐘滴落油滴超過1滴則需立即停飛排故修理，針對以上三種不同的滲漏情況的處理意見評估見表1。

表1 燃油分區域滲漏評估

在整體油箱發生輕微滲漏或嚴重滲漏進行維修處理后需對該區域進行持續檢查，確保滲漏面積不會繼續擴大，對于前緣等封閉區域應在每次地勤檢查時仔細檢查是否有滲漏現象，防止燃油蒸汽淤積引發事故。

4 結束語

本文以某型飛機整體油箱為例，對不同的滲漏區域和可能發生的滲漏形式進行了分析整理，并對設計制造過程和地勤維護檢查提出建議，為整體油箱防滲漏的設計提供借鑒和參考。