B737飞机燃油系统基本原理及渗漏处理
2010-04-20 18:30阅读：
B737飞机燃油系统基本原理及渗漏处理
本文内容摘自高工论文，仅以阐述原理为主，原文中排故案例等均已删除，尊重原创请勿随意转载！
系统原理及部件：飞机的燃油箱用于储存燃油供发动机和辅助动力装置APU使用。燃油或者燃油蒸气是易爆物质，燃油遇到火源，会导致爆炸，所以防止燃油箱渗漏显得尤为关键，出于安全考虑，燃油箱的封严非常严密的。B737飞机燃油箱分1号（左大翼）、2号（右大翼）和中央燃油箱，三个燃油箱之间相对独立。参考附图1。在地面可以通过人工倒油的方法把一个燃油箱的燃油倒到其他的燃油箱；在空中，也可以通过交输活门使用一侧的燃油向另外一侧的发动机供油，以达到燃油平衡的目的。通气油箱位于1号、2号燃油箱的外侧，用于收集溢出的燃油和给燃油箱通风。
附图1：燃油箱结构和加油管路分布
燃油箱结构：
1号、2号燃油箱分别位于左、右大翼结构内，前后翼梁之间，上下大翼蒙皮之间。大翼的肋把燃油箱隔成很多个小的单元格，防止燃油在燃油箱内随着飞机姿态的变化而晃动，平衡飞机重心。在肋的底部有阻挡单向活门让燃油从机翼的外侧向内侧流动，防止倒流（从内侧向外侧流动）。
三个燃油箱都是固定连接在机身上，和外部连接的紧固件都用胶封严；接近盖板接合处使用垫圈封严；燃油泵、引射泵、加油接头等部件的接合
处使用封圈封严。所以燃油箱和外界接合处的封严有三种：胶封严、垫圈和封圈。随着时间的推移，飞机老化，燃油箱的封严损坏、变型、脱落，都会导致渗漏。
渗漏的种类：
按渗漏的形式分类，燃油箱的渗漏有以下三种：
一．外漏：由于封严的老化和垫圈、封圈变形等原因，燃油渗漏到燃油箱外。
二
．内漏：燃油箱内的燃油管路渗漏，导致燃油箱之间非指令串油。
三．燃油箱内的电气导线导管渗漏：由于燃油箱内的导线导管损坏，燃油渗入到导管里，导致导线和燃油接触。
外漏处理：主要出现在和燃油箱连接的部件和封严处。下面从检查放行标准、检查方法和常见部件渗漏三方面介绍外漏。
1．燃油系统油箱漏油标准：
a．概述：
燃油箱渗漏放行标准参照AMM28-11-00。根据一定时间内燃油渗漏面积宽度的不同，将燃油渗漏分为四种等级：油斑；渗漏；严重渗漏；流淌渗漏（又称跑漏）。放行人员可依据不同等级的渗漏、不同的部位以及渗漏点的数量，参考燃油渗漏评估图表放行。对于中央油箱侧壁板漏油，如果超标，可以将中央油箱放光后并证实不再漏油且没有发生其它油箱向中央油箱串油的情况下可以放行飞机；如果发生在油箱底部，必需将无法由放油口的放掉的燃油排光才能放行。
b．油箱渗漏等级的确定：
(1)“油斑”是指擦干15分钟后湿区的宽度小于1.5英寸。
(2)“渗漏”是指擦干15分钟后湿区的宽度小于4英寸（大于1.5英寸）。
(3)“严重渗漏”是指擦干15分钟后湿区的宽度小于6英寸（大于4英寸）。
(4)“流淌渗漏（又称跑漏）”是指擦干15分钟后湿区的宽度大于6英寸。
注意：存在流淌渗漏时，漏油区擦干后，你能立即看到燃油渗出，渗出的燃油会成滴或连续落下。
c．检查程序
（1） 接近漏油区域，将漏油区域擦干；
（2）15分钟后，再次检查漏油区域；
（3） 测量漏油区域的宽度，确定漏油等级；
（4） 参考渗漏评估表，确定渗漏是否可放行。
d．燃油渗漏评估表:
渗漏位置
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油斑
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渗漏
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严重渗 漏
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流淌渗 漏
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敞开、良好通风的区域。渗漏的燃油不能流向可能的火源。例如：无整流装置的上下机翼表面。
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⊿1
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⊿1
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⊿2
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⊿3
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不完全封闭，无良好通风的区域。例如：后缘襟翼处的后梁，前缘襟翼和缝翼处的前梁，轮舱。
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⊿1
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⊿2
最多两处
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⊿3
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⊿3
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封闭，无空气流通的区域。例如：空调舱，机翼/机身整流罩，有整流罩和面板的机翼前梁，发动机吊架(⊿5)和加油站。
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⊿2
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⊿3
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⊿3
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⊿3
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燃油增压泵的外部空间
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⊿1
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⊿2最多一处
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⊿3
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⊿3
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中央油箱的增压区域
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⊿4
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⊿4
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⊿4
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⊿4
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附: 燃油渗漏检查标准的说明：
⊿1
是指无须修理，但应经常检查以确保湿区没有扩大。
⊿2
是指无须立即修理，但应经常检查以确保湿区没有扩大，并在下一次定检中做必要的修理。
⊿3
是指立即修理以达到⊿1或⊿2的最低标准.
⊿4
是指立即修理，不允许渗漏。
⊿5
是指如果在吊架余油管处发现燃油，找到渗漏点。用这张表格评估渗漏，修理渗漏达到表格给出的标准
e．燃油渗漏示意图，附图2：
附图2：燃油渗漏示意图
2．检查渗漏的方法有以下3大类：
a．滑石粉法（Talcum
Powder）：使用滑石粉检查，适用于燃油箱外部蒙皮明显渗漏，检查渗漏面积大小。具体步骤：清洁蒙皮表盘，把滑石粉用刷子均匀铺在蒙皮表面，观察滑石粉颜色变化，确定渗漏等级是否可以放行。
b．后面吹气法（Backblowing Procedure）：适用于找出具体的内部渗漏点。具体步骤：
(1)把相应燃油箱放空。
(2)两个工作者配合，一个在外面吹气，另外一个带上防爆手电、不带腐蚀性的泡沫、笔进到燃油箱里，找渗漏点。
(3)燃油箱内的工作者使用大量的泡沫涂在渗漏区域上，要求是在外部发现渗漏点的地方对应的3英尺的区域内。
(4)外部的工作者用带喷嘴的工具向渗漏区域吹高压气，内部工作者检查泡沫，是否有能发现渗漏点。
(5)记录渗漏点。
(6)修复渗漏点。
c．备用方法（Alternative
Procedure）：特点是操作复杂，在滑石粉法和后吹气法无效的情况下才考虑使用。有以下4种：
(1).压力盒法：需要长时间用高压气吹时，使用压力保持盒辅助吹气。
(2).染色剂法：借用工具把染色剂溶液渗透到渗漏点里，在另外一侧找出渗漏点。
(3).内部压力和泡沫法：给燃油箱内部增压，外部涂泡沫的检查方法。操作很复杂。
(4).空心螺栓法：应用于复杂区域。在复杂区域把原来飞机上的螺栓拆下，装上特殊的空心的螺栓，通过空心螺栓向结构吹气，在结构或者封严外面涂上泡沫，检查渗漏点。操作复杂。
3 .燃油系统常见部件漏油处理程序
a．发动机、APU的燃油系统供油部件不允许漏油（比如：燃油关断活门；放油活门；交输活门;发动机供油管路等等）。
b．APU供油管渗漏：
APU供油管漏燃油可在轮舱左后余油口（Drain Mast）发现，可按以下标准执行（见AMM 28-22-81）：
（1）标准程序I：
在排放口处放置一容器，等待5分钟，如果不超过每分钟一滴，渗漏在正常范围内,燃油系统与APU可正常工作。如果超过该标准，则执行第(2)标准程序。
（2）标准程序II（APU工作时放行标准）：在排放口处放置一容器；飞机供电；起动手柄关断；交输活门打开；APU主电门ON位；2#油箱前泵增压(ON位)保持30分钟；然后APU主电门OFF位；检查30分钟内的燃油渗漏率。如果30分钟不超过60滴（或3毫升），APU可继续工作，但必需每个航后按以上方法检查是否超标。如果超标，必需使APU失效，并放光余油罩内的燃油。
c．放油活门(Sump Drain):
参照大翼漏油标准(开放区域)。一般漏油是由于活门未到位引起，可通过多次作动该活门使其复位。如果多次复位仍然漏油,可能是封圈损坏，可通过更换封圈解决。
d．地面加油接头:
由于加油接头漏油主要影响加油，加完油后，若继续漏油，可参照开放区域标准放行。一般漏油是由固定螺钉松动引起，先拧紧螺钉到30磅寸。
e．加油活门：
加油活门与总管之间由封封严，也对加油有影响。如果加完油后仍然漏油，可按开放区域漏油标准放行。
f．油箱接近盖板：
确定不是由于安装问题引起的漏油（是由封严问题引起）可按开放区域漏油标准放行。
内漏处理：燃油箱内的燃油管路渗漏，导致燃油箱之间非指令串油。
有2种燃油箱内部的燃油管路渗漏导致内漏：加油管路；发动机供油管路。
B737的加油站在右大翼的下表面，从加油站到1号（左大翼）、2号（右大翼）和中央燃油箱分别有三根用于输送加油的管路，参见附图1，举个例子，1号燃油箱的加油输送管经过2号、中央燃油箱，最后到达1号燃油箱。如果这根管路在中央燃油箱的区域渗漏，给1号燃油箱加油时，燃油就会错误地加到中央燃油箱里去了。
在B737设计的时候，为了可以使用任何一个燃油箱给任何一台发动机供油，有一根发动机供油总管贯穿1号（左大翼）、中央和
2号（右大翼）燃油箱，中间有交输活门分开左右两部分，左侧总管和1号燃油箱的两个泵和中央油箱的左泵相连；右侧总管和2号燃油箱的两个泵和中央燃油箱的右泵相连。在空中，可以打开交输活门，使用一侧的燃油向另外一侧的发动机供油，以达到飞机重量的平衡。左右侧的燃油总管各有6段组成，中间有5个典型的总管封严接头，在接头的地方，可能松开脱落。如果在总管出现渗漏，表现的故障是燃油箱之间非指令串油。
针对这个非指令串油故障，通过以下步骤可以确定渗漏点。
1．打开4个主燃油箱泵、交输活门，发现燃油从2号油箱向1号油箱非指令串油，每2分钟10公斤。
2．关断交输活门，打开4个主燃油箱泵，没有发现非指令串油。
3．关断交输活门，打开中央油箱左泵，发现燃油从中央油箱向1号油箱非指令串油，每3分钟20公斤。
从以上测试步骤，可以确定渗漏点出现在燃油总管在1号燃油箱内部的部分，所以打开1号燃油箱检查，发现1号油箱内燃油总管两处接头封圈脱落（见附图4），导致接头漏油，只要左侧的供油总管里有燃油，都会渗漏到1号燃油箱里，导致2号油箱和中央油箱的燃油非指令串至1号燃油箱。更换封圈后故障排除。非指令性串油故障出现时，不能放行飞机，因为在空中会出现飞机重量不平衡和发动机供油不足，可能会空中停车。
燃油箱内的导线导管渗漏处理：由于燃油箱内的导线导管损坏，燃油渗入到导管里，使得导线和燃油接触。这种情况在驾驶舱没有警告信息，不容易发现，但是这是最危险的情况。
B737-300飞机的1号和2号主燃油箱的2个后泵和中央燃油箱的2个泵安装在机翼后部的下表面，导线从前翼梁穿过燃油箱到达燃油泵处，给泵供电。在设计的时候，导线外部有衬套（Sleeve）、金属导管(Tube
Assembly Electrical
Conduit)保护着，做到导线和燃油箱隔离，但是在使用过程中，导管的封严或者衬套磨损，导线出现跳火，遇到燃油蒸气会导致爆炸，所以这是非常危险的情况。目前B737-300机队还没有出现这样的问题。为了解决这问题，CAD2007-B737-07和AD2007-11-07要求用户，完成SB737-28A1263R1，检查和按需修复油箱内的，穿在导管内的燃油泵线路和衬套。每隔15，000飞行小时重复检查。有用户发现过衬套和电线的绝缘层已经损坏，如果这时候有电弧，遇到燃油蒸气，后果不堪设想。
2001年5月，联邦航空局FAA下发特别联邦航空规章Special Federal Aviation Regulation (SFAR
88)，要求所有的飞机生产厂家、STC厂家（Supplemental Type
Certificate）回顾所有的燃油系统部件，包括用户做特别检查确保现役的飞机安全和适航。波音针对SFAR
88，给B737-300飞机下发6个服务通告SB，检查和改装燃油系统。其中包括防止飞机燃油渗漏。在未来的几年里，氮气发生系统（Nitrogen
Generating System）将会成为飞机燃油系统的发展课题，NGS
的目的是降低燃油箱中氧气的浓度。2008年中期交付的B737NG飞机已经安装NGS，NGS也成了ATA章节的新成员47章。保障飞机的安全任重而道远，需要适航当局、厂家和用户共同不断努力。
