CN101580130A - 一种适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统，该燃油系统中的燃油滤为顶部45°斜面的不规则矩形结构，由铝合金骨架外蒙50μ的滤网，焊接而成；飞机油箱中的燃油经过油滤过滤后进入消耗油箱。发动机的回油通过安装在油滤顶部的带有小孔的横管均匀地从油滤顶部向下流过油滤，利用回油的热量融化可能残留在油滤表面的冰晶。燃油中的水分、冰晶或氧化物形成的胶质等杂质则顺着油滤表面，流到消耗油箱的沉淀槽中；采用这种特殊的系统，可以有效阻挡燃油中的冰晶、水分等杂质进入发动机供油管路中，实时防止燃油中的冰晶等杂质堵塞燃油泵和发动机汽化器，保证发动机能长时间在高空、低温环境下安全工作。

Description

一种适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统

技术领域

本发明属于航空技术领域，涉及一种适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统的设计。

背景技术

飞机燃油系统的功用是储存燃油，并在规定的飞行状态和高度下，根据需要稳定畅通地向发动机不断供油。飞机的燃油系统主要包括燃油箱(包括消耗油箱)、供油系统、输油系统(有时含回油系统)，通气系统、燃油测量系统、重力加油、放油部分等。

对于飞机燃料来说，一般选用的是航空煤油，飞行时添加防冰剂和燃油泵采取电加热的办法来防止结冰，从而保证飞行安全，但有时由于燃油含水量高，燃油泵电加热功率有限，除冰会不彻底，给安全带来隐患，比如波音777飞机，由于燃油泵电加热功率不够，就要求飞行员不要在低温下长时间飞行，或者遇到燃油结冰时应降低高度飞行。特别地，对于航空活塞发动机，多采用航空汽油或普通车用汽油。这类汽油在冶炼过程中往往含有一定量的溶解水(大约200～1000ppm)，在高空低温环境下随着气温的降低会逐渐析出来，变成游离水，这些游离水在低温的条件下会冻结形成冰晶，堵塞燃油滤，当燃油通过燃油滤输油时，不仅会使油滤表面结冰，而且还在油滤的细孔上形成新的冰晶，即结晶核，并在其周围形成固相冰层；而当冰晶进入燃油系统管路时，冰晶会堵塞燃油泵和汽化器油孔，致使供油系统不畅，造成燃油系统和发动机工作不正常，影响飞行安全。曾在飞行过程中出现过因汽油中的游离水结冰而造成燃油输油管路低压压力开关报警以及发动机转速不稳定的问题，飞行完毕，经现场检查发动机左右汽化器油池，发现每个油池中都有冰晶。

大多数飞机燃油系统直接安装的油滤是不能防冰的，采用燃油泵加热的方法来融化冰晶，或提高过滤精度、油滤上装入旁通活门等来防止结冰的方法都存在一定的局限性：

(1)汽油的饱和蒸汽压高，在高空低气压环境下易挥发，产生蒸汽阻塞，影响燃油泵正常工作；

(2)燃油滤滤网尺寸受消耗油箱的结构尺寸所限定；

(3)油滤上装入旁通活门会增加结构重量。

发明内容

本发明的目的是提供一种适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统，该燃油系统采用全新的结构和机上连接，实现对飞机燃油的实时过滤，阻挡燃油中的杂质与冰晶，保证飞机能在高空低温环境下长时间安全、可靠工作。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)依据飞机消耗油箱的结构和有效面积，燃油滤设计为不规则矩形结构，其顶部为45°斜面，油滤采用铝合金骨架，外包滤网，滤网过滤精度50μ；滤网表面涂有特殊的亲油厌水材料。

(2)机身大油箱中的燃油通过输油泵带动引射泵往消耗油箱输油，由于燃油滤的顶部设计为45°斜面，不易积存燃油，因此来自输油管路的燃油，从燃油滤的顶部，顺着燃油滤表面，流到消耗油箱中，这样就能阻挡燃油中的冰晶等杂质进入燃油滤中；来自发动机的回油，通过安装在燃油滤顶部的带有小孔的横管均匀地从燃油滤顶部向下流过燃油滤，利用回油的热量融化可能残留在燃油滤表面的冰晶。在消耗油箱的底部设有积油沉淀槽和放沉淀开关，用于放出燃油中的沉淀物和水分，燃油中的水分、冰晶或氧化物形成的胶质等杂质则顺着燃油滤表面，流到消耗油箱的沉淀槽中。

(3)燃油滤底部采用与机身消耗油箱底部蒙皮相同的外形，两侧翻边，通过口框、橡胶垫、封堵口盖将油滤翻边夹紧与机身连成一个整体，一方面保证机身气动外形不改变，另一方面便于油滤拆卸、清洗，维修性好。

本发明的优点在于：

(1)依据飞机机身消耗油箱的外形结构，设计一个顶部为45°斜面的不规则矩形结构燃油滤，滤网表面涂有亲油厌水材料，油箱中的燃油经过燃油滤过滤后的进入供油系统管路中，而燃油中的水分、冰晶或氧化物形成的胶质等杂质则顺着燃油滤表面，流到消耗油箱的沉淀槽中，同时利用发动机回油的热量融化可能残留在油滤表面的冰晶，使得飞机能够在高空低温环境下长时间安全、正常工作；

(2)该燃油滤底部采用与机身油箱底部外蒙皮口盖相同的外形，在不影响飞机气动外形的情况下，使得油滤易拆卸、易维护，结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明飞机防冰燃油系统示意图；

图2为回油管路结构示意图；

图3为横管局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统进行具体说明。

本发明提供一种适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统，如图1所示，包括发动机供油部分和输油回油部分，具体包括引射泵1、消耗油箱2、燃油滤3、输油泵4、输油系统5、燃油泵6、供油系统7、单向活门8、低压压力开关9，所述的引射泵1用于引射油箱内的燃油进入到消耗油箱2内部，消耗油箱2内部设置有燃油滤3。所述的输油泵4用于将消耗油箱2内经燃油滤3过滤后的燃油通过输油系统5，经燃油泵6到达供油系统7，在单向活门8和低压压力开关9的控制下为发动机提供燃油。所述的燃油滤3是顶部为45°斜面的不规则矩形结构，如图1所示，燃油滤3由铝合金骨架外蒙50μ的滤网，焊接而成，滤网表面涂有特殊的亲油厌水材料。飞机消耗油箱2中的燃油，经过燃油滤2过滤后，燃油中的冰晶、水分等杂质则被阻挡在燃油滤3之外。所述的回油部分包括一个回油管路10，回油管路10的结构如图2所示，回油管路10的入口11连接发动机，回油管路10的出口12处带有一个与回油管路出口方向垂直的横管13，如图2a所示的横管13在A处的局部放大图，横管13表面设置有小孔14，横管13位置与燃油滤3上方的45度倾斜表面平行，发动机回油通过安装在燃油滤3顶部的带有小孔14的横管13均匀地从燃油滤3顶部向下流过燃油滤3，利用回油的热量融化可能残留在燃油滤3表面的冰晶。燃油中的水分、冰晶或氧化物形成的胶质等杂质则顺着燃油滤3表面，流到消耗油箱2的沉淀槽中。采用这种特殊的系统，可以有效阻挡燃油中的冰晶、水分等杂质进入发动机的供油管路中，保证发动机能长时间在高空、低温环境下安全工作。

所述的燃油滤3底部采用与机身油箱底部外蒙皮口盖相同的外形，两侧翻边，通过口框、橡胶垫、封堵口盖将油滤翻边夹紧与机身连成一个整体，一方面保证机身气动外形不改变，另一方面便于油滤拆卸、清洗，维修性好。

本发明的特点是通过燃油系统在飞机上的特殊结构和特殊连接方式的设计及应用，能够实时有效地排除燃油中的冰晶、胶质等杂质堵塞燃油泵和发动机汽化器的安全隐患，保证航空发动机能够在高空低温环境下长时间的安全、可靠地工作。

Claims (2)

1、一种适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统，包括发动机供油部分和输油回油部分，具体包括引射泵、消耗油箱、燃油滤、输油泵、输油系统、燃油泵、供油系统、单向活门、低压压力开关，其特征在于：所述的燃油滤为顶部45°斜面的不规则矩形结构，燃油滤由铝合金骨架外蒙50μ的滤网，焊接而成，滤网表面涂有特殊的亲油厌水材料；所述的回油部分包括一个回油管路，回油管路的入口连接发动机，回油管路的出口处带有一个与回油管路出口方向垂直的横管，横管表面设置有小孔，横管位置与燃油滤上方的45度倾斜表面平行，发动机回油通过安装在燃油滤顶部的带有小孔的横管均匀地从燃油滤顶部向下流过油滤，利用回油的热量融化残留在燃油滤表面的冰晶。

2、根据权利要求1所述的适应高空低温环境的飞机防冰燃油系统，其特征在于：燃油中的水分、冰晶或氧化物形成的胶质等杂质顺着油滤表面，流到消耗油箱的沉淀槽中。

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