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3.1.4供油顺序控制6
3.2加放油系统6
3.2.1加油系统6
3.2.2放油系统7
3.2.3应急放油系统7
3.3飞机燃油系统油箱漏油指标8
3.4飞机燃油系统漏油标准及检测方法9
3.4.1燃油渗漏的原因9
3.4.2燃油系统油箱渗漏标准9
3.4.3渗漏检查：
10
3.4.4外漏处理11
3.4.5内漏处理11
3.5燃油箱维护工作12
3.5.1燃油箱的简介：
12
3.5.2燃油箱的分布：
第4章案例分析14
第5章结论与发展趋势15
5.1结论15
5.2发展趋势15
参考文献16
致谢17
第1章绪论
1.1概述
飞机控制系统包含众多子系统，而燃油系统是其中相对重要的一个，其又被被称为外燃油系统，而与其对应的发动机燃油系统即内燃油系统，两者共同组成完整的飞机燃油系统。
早期飞机的燃油系统结构相对简单，一般包含油箱和一些简单的导管，供油方式主要是重力供油式，采用活塞发动机的轻型飞机常常采用这种油箱。
这种系统的油箱在设计时位置必须比发动机要高，在飞机飞行过程中，燃油依靠重力进入发动机汽化器来为发动机供油，这样便带来一系列问题，如飞机在出现倒飞情况时，很容易导致燃油供给的中断。
现在飞机的燃油系统，尤其是超音速飞机和军用战斗机，大多采用的是油泵供油式燃油系统，增压油泵将油箱内的燃油压向发动机主油泵。
由于飞机在飞行过程中的安全性和可靠性十分重要，现代燃油系统大都采用“余度设计”，即系统内部的关键元件和通路，如燃油泵、液压泵和供油管路，至少要配置两套，一旦系统中某一元件发生故障时，备用元件或通路自动启动。
飞机上用来贮存和向发动机连续供给燃油的整套置，又称外燃油系统。
分类燃油系统主要有两种型式：
重力供油式和泵供油式。
前者是最简单的燃油系统，多用于活塞式动机的轻型飞机。
这种系统的油箱必须高于发动机，正常情况下燃油靠重力流进发动机汽化器。
现代喷气机都采用油泵供油式燃油系统。
油箱内的燃油被增压泵压向发动机主油泵。
空燃油是指一些专门为飞行器而设的燃油品种，质素比暖气系统和汽车所使用的燃油高，通常都含有不同的添加物以减低结冰和因高温而爆炸的风险。
航空燃油分为两大类：
航空汽油（AviationGasoline,Avgas），用于往复式发动机的飞机上。
航空煤油（Jetfuel），在航空燃气涡轮发动机和冲压发动机上使用。
1944年在芝加哥举行的国际会议上通过航空燃油豁免征税。
[3]
1.2种类与类型
世界各航空公司所使用的航空燃料主要有两大类：
航空汽油和喷气燃料，分别适用不同类型的飞机发动机。
航空汽油用在活塞式航空发动机的燃料。
由于国内外普遍生产和广泛使用的喷气燃料多属于煤油型，所以通常称之为航空煤油，简称航煤。
航空汽油
主要用活塞式航空发动机。
它蒸发性能好、易燃、性质稳定、结晶点低和不腐蚀发动机零件。
航空汽油是石油的直馏产品和二次加工产品与各种添加剂混合而成的。
其主要性能指标是
辛烷值和品度值。
航空汽油的辛烷值是指与这种汽油的抗爆性相当的标准燃料中所含异辛烷的百分数。
这种标准燃料由异辛烷和正庚烷混合液组成。
它表示航空汽油的抗爆性能，即在发动机中正常燃烧（无爆震）的能力。
对辛烷值的要求依发动机的特点而异，主要取决于压缩比,压缩比越大,辛烷值应当越高。
为提高辛烷值，可往汽油中加入含有抗爆剂（如
四乙基铅）的乙基液。
品度值指的是以富油混合气工作时发出的最大功率（超过这一功率便出现爆震）与工业异辛烷所发出的最大功率之比，用百分数表示。
[3]我国目前使用的航空汽油有75号、95号和100号三种，其牌号分别以RH-75、RH-95/130和RH-100/130表示。
牌号中R表示石油燃料类，H表示航空汽油，数字表示抗爆性，数值越大，说明抗爆性越强。
[2]
航空煤油
空气喷气发动机广泛使用的石油烃燃料，根据沸点范围不同分为三类:
①宽馏分型（沸点范围60～280°
C）；
②煤油型（沸点范围150～280°
C），高闪点航空煤油的初沸点可提高到165～175°
C；
③重馏分型（沸点范围195～315°
C）。
通常使用的是第二类。
航空煤油比汽油具有更大的热值，价格低，使用安全。
适于航空
燃气涡轮发动机和冲压发动机使用。
用于超音速飞行的煤油还应有低的饱和蒸气压和良好的热安定性。
因煤油不易蒸发,燃点较高,燃气涡轮发动机起动时多用汽油。
航空煤油的组成一般有下列规定：
芳香烃含量在20%以下（其中双环芳烃含量不超过3%）,烯烃含量在2%～3%以下，正构烷烃含量用燃油结晶点不高于-50～-60°
C来限制。
航空燃油中还加有多种添加剂，用以改善燃油的某些使用性能。
第2章燃油系统的功能简介
2.1基本功能
飞机燃油系统的功能有储存燃油，在规定的飞行条件下安全可靠地把燃油输送到发动机及APU、调整重心位置，保持飞机平衡和机翼结构受力、冷却其他部件，作为冷却源。
如图2-1所示：
图2-1形象化的燃油控制面板
2.2燃油系统特点
1载油量大为解决载油和空间的矛盾，多采用结构油箱，即将外机翼及中央翼内部空间进行密封和防腐处理，用于装载燃油。
2供油安全现代飞机多采用交输供油系统，可以实现任何一个油箱向任何一台发动机供油，而且每个油箱至少有两个增压泵，以保证供油安全。
当燃油箱内的两个增压泵都故障时，依靠发动机驱动燃油泵仍可保证燃油供给。
3设有油泵快卸机构不放油即可拆卸油泵，提高了维护性能。
4形象化的燃油控制面板现代飞机上采用了形象化的控制面板，可反映系统的相互关联及油路的走向，直观且控制方便。
5避免死油在油箱内采用了引射泵，它借助于燃油增压泵提供的动力流，可将死区（一般位于油箱较低处）的油液引射到增压泵的进口。
6采用压力加油现代飞机可以通过飞机上的加油台，向任何一个燃油箱进行加油，即所谓单点加油。
压力加油大大提高了工作效率。
2.2.7采用通气油箱通气油箱系统保证飞机在各种飞行姿态下的通气，防止油箱内外产生过大的压力差而损坏油箱结构。
7采用通气油箱通气油箱系统保证飞机在各种飞行姿态下的通气，防止油箱内外产生过大的压力差而损坏油箱结构。
8应急放油系统在有些飞机上采用了应急放油系统，以便在紧急情况下释放燃油，使飞机重量迅速减小到其最大允许着陆重量范围内，保证飞机安全着陆。
第3章飞机燃油系统组成
3.1供输油系统
飞机燃油系统的供油方式一般有三种，即重力供油、油泵供油和压力供油。
如图3-1所示：
[1]
图3-1燃油系统的组成
3.1.1重力供油
重力供油适用于油箱比发动机高的飞机，如将油箱装在上单翼飞机的机翼内，燃油向下流动给发动机供油。
这种供油方式的最大优点是构造简单。
不过当飞机速度增加，机动飞行时，供油不能满足发动机工作的需要。
3.1.2油泵供油
现代民航客机广泛采用电动油泵，将燃油从油箱抽出，然后供给发动机，一般采用双泵制，即每个油箱有两台燃油增压泵。
燃油泵的进口一般都位于油箱内的最低处，是不可用燃油减到最少。
3.1.3压力供油
在密闭的油箱内通过一定压力的气体，如二氧化碳、氮气或发动机压气机的引气，使油从油箱中压出，供发动机工作的需要。
这种供油方式工作可靠、方便，而且同时解决了燃箱通气和燃油挥发损失问题，但它的缺点是增加重量和复杂性，所以在民航飞机上用的不多。
3.1.4供油顺序控制
为了增加航程和续航时间，现代客机的燃油系统油箱的数量较多，而且容量较大。
这样就难以将它们都安装在飞机重心附近。
特别是对大型亚声速客机，它的大部分油箱是分布在离飞机重心较远的机翼内。
为了在燃油消耗过程中使飞机重心的移动量不致过大，各类飞机都根据其重心的允许变化范围，规定了一定的用油顺序。
3.2加放油系统
3.2.1加油系统
航空燃油通常由运油车运送到在停泊的
飞机或
直升机旁。
但也有一些机场设有加油站，飞机需要滑行到加油站加油。
而一些大型机场则铺设有地下油管，连系到各个泊位下，飞机只须通泵车加油。
加油方式亦有两种，包括翼上和翼下。
翼上加油用于小型飞机、直升机和所有
往复式发动机飞机上，打开一个或多个油箱再以传统油泵加油，与汽车加油相似。
翼下加油，也被称为单点式（single-point）加油，用于使用航空煤油的大型飞机上，由一条高压喉管连接加油口，再利用油泵以50PSI的压力泵进油箱内。
由于只有一个加油点,油箱之间的燃油分配都由加油点控制面版或驾驶舱控制。
由于混淆航空燃油的种类会非常危险，所以有几种方法去分辨航空汽油和航空煤油，除了清楚标明燃油种类在所有容器、车辆和喉管上，航空汽油会被染成红色、绿色或蓝色，加油喷咀的直径为40毫米（美国为49毫米），而往复式发动机飞机的加油口则不得大于60毫米。
航空煤油是无色的，而加油喷咀直径大于60毫米，并不适合用于航空汽油的加油口。
3.2.2放油系统
放油系统可对每个油箱进行压力放油，也对1号和2号主油箱进行抽收放油。
也可在地面上使用放油系统将燃油从一个油箱转换到另一个油箱。
当飞机上油量过多或因其他原因需要将油箱中的燃油卸下，一般是在加油口接上油管，以抽油的方式或将加油管路中加压后，由油管卸回油罐车。
但油箱底部的燃油因燃油增压泵或传送泵无法抽到，所以若将飞机底部的油漏光，必须由燃油漏油口慢慢地漏放完。
如图3-2所示：
图3-2飞机加油口位置
3.2.3应急放油系统
飞机的最大起飞重量通常大于最大着陆重量。
根据适航规章要求，当运输机或通用飞机的最大起飞重量达到最大着陆重量的105%时，即需要装备应急放油系统。
应急放油系统主要是为了在紧急情况下迅速排放燃油，使飞机的重量达到最大允许着陆重量，防止在紧迫降时损坏飞机结构，造成危险。
下面是应急放油相关图片：
如图3-3；
图3-3飞机应急放油的位置
3.3飞机燃油系统油箱漏油指标
燃油油量指标系统的功能包括探测燃油体积、燃油密度、燃油质量和监控燃油中的水分。
它主要有4中传感器，油面高度传感器、燃油密度传感器、水探测器和燃油温度传感器[1]。
现代飞机主要采用两种油面高度传感器：
超声波式和电容式。
下图为波音787飞机燃油箱传感器的分布,见图3-4；
图3-4波音787飞机油箱传感器的分布
燃油油量处理器接收油面高度传感器、补偿器、密度传感器的信号，计算出燃油的质量，传送到燃油量指示器。
例如波音787飞机燃油油量和温度指示见图3-5。
图3-5波音787飞机燃油油量和温度指示
3.4飞机燃油系统漏油标准及检测方法
3.4.1燃油渗漏的原因
燃油箱的主要故障是渗漏，因而燃油箱的主要维护就是渗漏的检查，分类及修理。
原因包括：
不正确的接头连接、安装；
紧固件松动；
密封圈损坏；
密封剂问题。
按照渗漏的形式，燃油箱的渗漏一般分为三种。
[4]
1.外漏
由于封严的老化或垫圈、封圈变形等原因，使燃油渗漏到油箱外。
2.内漏
燃油箱内的燃油管路渗漏，导致燃油箱之间非指令性串油。
3.电气导线导管渗漏
由于燃油箱内的导线导管损坏，燃油渗入导管内，导致导线和燃油接触。
3.4.2燃油系统油箱渗漏标准
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，将燃油渗漏分为油斑，渗漏，严重渗漏和流淌渗漏四个等级。
[4]如下，
1.油斑：
擦干15分钟后湿区的宽度小于1.5in
2.渗漏：
擦干15分钟后湿区的宽度大于1.5in，小于4in
3.严重渗漏：
擦干15分钟后湿区的宽度大于4in，小于6in
4.流淌渗漏（跑漏）：
擦干15分钟后湿区的宽度大于6in。
见图3.6如下：
图3.6燃油渗漏评估表
渗漏检查主要有多种检测方法，包括气压/发泡剂检查法、空心螺栓气泡检查法、空心螺栓染色剂喷射法、染色剂喷射法、气压检查法，后面吹气法，压力盒法等等。
但油箱外部蒙皮渗漏用的是滑石粉法[4]。
1.滑石粉法：
使用滑石粉检查，具体步骤是：
清洁蒙皮表面，用刷子将滑石粉均匀铺在蒙皮表面，观察滑石粉颜色变化，确定渗漏等级，判断是否可以放行。
2.后面吹气法：
适用于寻找具体的内部渗漏点。
具体步骤：
a放空待检查的燃油箱。
b两个工作人员配合，一人留在油箱外准备向油箱内吹气，另一人进入油箱寻找渗漏点，随身携带防爆手电，不带腐蚀性的泡沫笔。
c油箱内的工作人员将大量的泡沫涂在待检测的渗漏区域上，该区域是在外部发现渗漏点相对应的邮箱内的点的3英尺范围内的区域。
d油箱外的工作人员用带喷嘴的工具向渗漏区域吹送高压气，邮箱内的工作人员检查泡沫，以发现渗漏点。
e记录渗漏点。
f恢复渗漏点。
3.在前两种方法无效的情况下，一般采用以下4种方法，但是操作复杂：
A压力盒法：
向油箱长时间吹高压气时，使用压力保持盒辅助吹气。
B染色剂法：
借用工具将染色剂溶液抹在渗漏区域内，在油箱的另外一侧找出渗漏点。
C内部压力和泡沫法：
油箱内部增压，外部涂泡沫的检查方法。
D空心螺栓法：
多用于复杂区域，将飞机上原有的螺栓拆下，装上特殊的空心螺栓，通过空心螺栓向结构内部吹气，在结构或者封严外面涂上泡沫，检查渗漏点。
3.4.4外漏处理
1.发送机，APU的燃油系统供油部件不允许漏油，如燃油关断活门、放油活门、交输活门以及发动机供油管路等，一旦漏油必须更换。
2．APU供油管渗漏
在轮舱左后余油口处可观察到APU供油管漏油情况，按AMM28-88-84的标准处理。
A标准程序1：
在余油口处放置一容器，检测5分钟，如果每分钟渗漏不超过一滴，表明渗漏在正常范围内，燃油系统与APU可正常工作。
如果每分钟超过一滴，则按标准程序2执行。
B标准程序2：
在余油口处放置一容器，飞机供电，启动手柄关断，交输活门打开，APU主电门位于ON处，2号油箱前泵增压（ON位）保持30分钟，然后将APU主电门调到OFF位，检查30分钟内的燃油渗漏量。
如果30分钟的渗漏量不超过60滴（或3ML），APU可继续工作，但在每个航后必须按以上方法检查漏油量是否超标。
如果超标，放行标准是飞行中必须使APU处于失效状态，并放光余油罩内的燃油。
3.放油活门：
一般放油活门的漏油是由活门未到位引起的，可多次作动该活门使其复原。
如果多次复位后仍然漏油，则参照开放区域漏油标准放行，可通过更换封圈排除故障。
4.地面加油接头：
可参照开放区域漏油标准放行。
一般是由于固定接头的螺钉松动引起的漏油，可按30磅力英寸的力矩拧紧螺钉。
5.加油活门：
加油活门与总管之间由封圈封严，可按照开放区域漏油标准放行。
6.油箱接近盖板：
判定渗漏不是由于安装问题引起的，可按开放区域渗漏标准放行。
3.4.5内漏处理
燃油箱内的燃油管路渗漏，将导致燃油箱之间非指令性串油。
易导致内漏的管路主要是加油管路和发动机供油管路。
波音737的加油站在右大翼的下表面，分别有三根输油管从加油站引到1号、2号和中央燃油箱，如图3-7所示。
若1号燃油箱的输油管在中央燃油箱的区域漏油，那么给1号燃油箱加油时，燃油就会错误地加入中央燃油箱内。
为了达到任何一个燃油箱均可为任何一台发动机供油的目的，波音737设计了一根发动机供油总管贯穿1号、中央和2号燃油箱，一个交输活门将管路分为左右两部分。
左侧总管与1号燃油箱的两个泵和中央油箱的左泵相连；
右侧总管与2号燃油箱的两个泵和中央燃油箱的油泵相连。
飞行中，可以通过打开交输活门，使一侧的燃油向另外一侧的发动机供油，以达到平衡飞机重量的目的。
燃油总管由6段组成，其中有5个典型的总管封严接头，接头位置可能松开脱落导致总管出现渗漏，表现的故障就是燃油箱之间非指令性串油。
飞行中出现非指令性串油故障，将导致飞机重量不平衡以及一侧发动机供油不足，可能出现空中停车事故。
出现此类故障的飞机不能放行。
图3-7波音737的加油站
3.5燃油箱维护工作
现代飞机大多采用结构油箱，它是将机翼内部结构进行密封及防腐等处理后，形成油箱，用于储存燃油。
油箱是飞机结构的一部分，在其内部常采用紧固件固定、胶接等连接方式，使用密封剂进行密封处理。
1中央油箱：
中央油箱位于中央翼盒内，油箱内的隔板可防止飞机在机动飞行时燃油发生晃动。
飞行中，为减小机翼根部所受的弯矩，中央油箱的油液应首先使用。
当油箱中油液耗空时，油箱内充满燃油蒸汽。
当燃油蒸汽浓度在着火浓度范围内时。
遇到高温或火花9（静电或通过油箱的电缆故障）会导致油箱起火爆炸。
为消除油箱起火爆炸的危险，设计中央油箱时必须考虑加装惰性气体抑爆系统或设置无油干舱。
2主油箱：
机翼上的结构油箱称为主油箱，一般将左侧主油箱称为1号主油箱，右侧主油箱称为2号主油箱。
主油箱上表面一般都有重力加油口，下表面装有数个油尺。
主油箱内的翼肋可防止油液发生晃动，翼肋底部有单向活门，使油液由翼尖流向翼根。
为了减小翼吊发动机对主油箱的影响，某些飞机在其主油箱的发动机上方的高温区域设置了干舱。
3通气油箱：
通气油箱位于主油箱外侧、靠近翼尖的区域内。
通气邮箱内不装燃油，仅用于油箱的通气。
4配平油箱：
某些大型飞机有配平油箱。
配平油箱装在飞机尾部，一般安装在水平安定面内。
在飞行中，燃油管理系统可根据需要将燃油送入（或排出）配平油箱，调整飞机重心的位置，减小飞机平尾配平角度，降低配平助力，达到提高飞机燃油经济性的目的。
5中央辅助油箱：
中央辅助油箱作为飞机正常油箱系统的补充，用于提高飞机的航程。
中央辅助油箱外形和标准货运集装箱类似，安装在飞机的前后货舱内，通过专用的供油管路与飞机燃油系统相连。
在飞机内配置辅助中央油箱时，应注意对飞机重心的影。
第4章案例分析
2009年3月25日，国航股份工程技术分公司成都维修基地过站车间为东航B-6007排除燃油系统故障，受到了东航机务部门，以及东航住双流机场办事处的好评。
25日晚上十一点半左右，过站车间接到了市场部下发的关于为东航B-6007排故的通知，以及更换B-6007右发燃油油滤的生产指令。
由于先前东航已经请求了明捷、川航支援，均未果，航班延误的时间已经比较长了。
过站车间迅速抽调人手，组成了一支以值班经理彭美峰为首，组长鲍坚，外加过站技术组俩小年轻的四人队伍。
经询问，飞机燃油系统近期做过灭菌，二十四日已更换过油滤，驾驶舱显示燃油滤堵塞。
更换燃油滤并试车后，故障依旧。
检查更换下来的油滤污染并不严重。
可确认为指示故障，保留回云南处理。
至此，排故工作结束。
从接到指令，等待东航手册资料，到完成工作，总共只用了一个半小时。
东航代办向我们头来了赞许的目光。
称赞我们是一支技术精湛、时间观念强、办事效率高、对旅客负责的优良队伍。
第5章结论与发展趋势
5.1结论
本文的研究工作初步探讨了飞机燃油系统的种类，一些主要功能，包括装置供输油，加放油系统，油箱漏油指标和油箱维护。
5.2发展趋势
目前，我国燃油测量技术仍停留在电容式油量测量阶段，采用电容式油位测量传感器测量油位，采用介电常数测量的间接方式测量密度，系统的数字化程度很低。
大力开展各种新型的油量测量技术（如超声波油量测量技术），研制适合我国燃油系统发展需求的数字式燃油测量系统，以实现燃油系统的数字化、综合化管理，是实现飞机燃油管理的重要基础与保证。
未来飞机的燃油管理系统的发展方向主要可以概括为3个方面：
在功能方面，功能不断融合，形成飞机机械系统综合控制；
在结构方面，将向分布式系统发展；
在实现原理方面，将向智能控制方面发展，特别是专家系统将得到更广泛的应用。
5.3展望
数字化、综合化是包括燃油系统在内的所有机载设备系统发展的必然趋势，并且正在逐步进入工程应用。
因此，我国必须瞄准世界燃油测量技术的先进水平，紧跟其发展方向，大力发展以机载计算机为中心，实现燃油测量、加油控制、输供油制等功能子系统集成于一体，以总线形式与飞控、航电等功能系统进行信息交换，实现资源的共享，最终形成未来飞机的系统大综合。
参考文献
[1]宋静波.飞机构造基础（第2版）.航空工业出版社，2011
[2]程秀全，刘晓婷，吴诗惇.航空工程材料.国防工业出版社，2015
[3]工少萍.工程可靠性[M].北京航空航天出版社,2000
[4]高天柱.波音737飞机燃油系统漏油故障分析及处理[J]，航空维修与工程.2009（9）:
151-152.
致谢
经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。
在这里首先要感谢我的导师徐峥老师。
徐峥老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。
我的设计较为复杂烦琐，但是徐老师仍然细心地纠正图纸中的错误。
除了敬佩徐老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。
然后还要感谢学院三年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础；
同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励
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