CN112078807B - 一种飞机燃油系统换向电磁阀的控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种飞机燃油系统换向电磁阀的控制系统及方法，该系统包括主油箱、第一油箱组和第二油箱组，第一油箱组包括左机翼油箱、右机翼油箱和1号油箱，第二油箱组包括左3号油箱和右3号油箱；主油箱和1号油箱设置在机身位置，左机翼油箱和右机翼油箱分别设置在左机翼和右机翼的外侧，左3号油箱和右3号油箱分别设置在左机翼和右机翼的内侧；第一油箱组和第二油箱组均通过燃油管道与主油箱连通，燃油管道上设置换向电磁阀。本发明增强了燃油系统故障模式的容错能力，提高了燃油系统输油安全性和智能化，减少了传统控制方式下的控制部件，同时也提高了燃油系统的寿命。

Description

一种飞机燃油系统换向电磁阀的控制系统及方法
技术领域
本公开涉及航空电子技术领域，尤其涉及一种飞机燃油系统换向电磁阀的控制系统及方法。
背景技术
飞机燃油系统，又称外燃油系统或低压燃油系统，在飞机上是一个非常庞大而且复杂的系统，是飞机三大系统之一。在现代飞机上，装满油的飞机燃油系统占飞机起飞重量的30-60％，其系统元件及附件多，维修量大，包括各类油箱，燃油泵，燃油调节器，飞机供油系统，各类阀门，油滤等。
飞机燃油系统的作用：首先在飞机上储存燃油，保证在规定的飞行条件(如飞行高度、飞行姿态)下，按照要求的压力和流量连续可靠地向发动机供给燃油；其次是调整飞机重心，使飞机重心保持在允许范围之内；第三就是所谓的热管理，用燃油来代替诸如液压、环境控制和发动机滑油等系统。现代飞机燃油系统由油箱、地面加油、输油、供油、放油、通气增压、防爆、油量测量和指示、空中加油等分系统组成。
飞机上众多的油箱分散布置在机身和机翼内。如果对各油箱的用油顺序不加控制，飞机的重心便会发生很大变化，影响飞机的平衡。控制系统根据各油箱内油量传感器提供的信息，按照规定(保证重心变化为最小)的要求自动安排用油顺序。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种飞机燃油系统换向电磁阀的控制系统及方法，该控制方法中，机电管理计算机通过实时采集机上燃油系统油箱燃油信息，进行逻辑解算、指令输出，控制飞机燃油系统换向电磁阀的通、断，从而实现对机上油箱组输油顺序的控制。
为了解决此技术问题，本发明的技术方案为：
一种飞机燃油系统换向电磁阀控制系统，包括主油箱、第一油箱组和第二油箱组，所述第一油箱组包括左机翼油箱、右机翼油箱和1号油箱，所述第二油箱组包括左3号油箱和右3号油箱；所述主油箱和1号油箱设置在机身位置，所述左机翼油箱和右机翼油箱分别设置在左机翼和右机翼的外侧，所述左3号油箱和右3号油箱分别设置在左机翼和右机翼的内侧；所述第一油箱组和第二油箱组均通过燃油管道与所述主油箱连通，所述燃油管道上设置换向电磁阀。
在一种优选的实施方式中，所述主油箱、左机翼油箱、右机翼油箱、1号油箱、左3号油箱和右3号油箱中均设置油箱油位传感器。
在一种优选的实施方式中，所述换向电磁阀由机电管理计算机驱动控制。
本发明还提供一种应用于上述飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，包括如下步骤:
S1、初始状态下，换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S2、采集第一油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第一设定值，则控制换向电磁阀将第二油箱组和主油箱接通，由第二油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S3、采集第二油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第一设定值，则控制换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的满油量中的任一油箱向主油箱输油；
S4、换向电磁阀在第一油箱组和第二油箱组之间切换，当第一油箱组和第二油箱组中的每个油箱的油量值均低于第一设定值时，换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S5、采集第一油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第二设定值，则控制换向电磁阀将第二油箱组和主油箱接通，由第二油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S6、采集第二油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第二设定值，则控制换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的油量高于第二设定值中的任一油箱向主油箱输油；
S7、换向电磁阀在第一油箱组和第二油箱组之间切换，当第一油箱组和第二油箱组中的每个油箱的油量值均低于第二设定值时，采集第一油箱组和第二油箱组中各个油箱的油量，若有任一油箱有油，且油量数据保持至少15秒恒定，则换向电磁阀接通当前油箱，向主油箱供油。
在一种优选的实施方式中，在第一油箱组和第二油箱组向主油箱输油的过程中，当第一油箱组和第二油箱组中任一油箱的油量显示为油尽状态，且油尽状态持续超过15秒，则换向电磁阀切换至另一油箱组。
在一种优选的实施方式中，换向电磁阀完成切换指令后的1.5-2s内完成指令执行结果的反馈，以判断是否需要重新进行控制指令的发送与执行。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S1中，换向电磁阀接通第一油箱组是指机电管理计算机以开关量的形式控制输出为“悬空”状态，驱动换向电磁阀接通第一油箱组的管路。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S2中的采集周期为100毫秒。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S2中，换向电磁阀接通第二油箱组是指机电管理计算机以开关量的形式控制输出为“地”状态，驱动换向电磁阀接通第二油箱组的管路。
在一种优选的实施方式中，还包括报警装置，若当前输油油箱的油量状态显示有油，而主油箱内的油量未有增加或油量减少频率未减小，则机电管理计算机控制所述报警装置进行报警。
本发明的一种飞机燃油系统换向电磁阀的控制系统及方法，其有益效果在于：实现了飞机空中/地面输油功能和状态的监控功能。采用机电管理计算机燃油系统换向电磁阀控制方法，增强了燃油系统故障模式的容错能力，提高了燃油系统输油安全性和智能化，减少了传统控制方式下的控制部件；同时，也提高了燃油系统的寿命，以便降低系统的研制和使用成本，具有重要的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
参考图1，本公开实施例提供一种飞机燃油系统换向电磁阀控制系统，包括主油箱、第一油箱组和第二油箱组，所述第一油箱组包括左机翼油箱、右机翼油箱和1号油箱，所述第二油箱组包括左3号油箱和右3号油箱；所述主油箱和1号油箱设置在机身位置，所述左机翼油箱和右机翼油箱分别设置在左机翼和右机翼的外侧，所述左3号油箱和右3号油箱分别设置在左机翼和右机翼的内侧；所述第一油箱组和第二油箱组均通过燃油管道与所述主油箱连通，所述燃油管道上设置换向电磁阀。所述主油箱、左机翼油箱、右机翼油箱、1号油箱、左3号油箱和右3号油箱中均设置油箱油位传感器。并且，所述换向电磁阀由机电管理计算机驱动控制。
本发明还提供一种应用于上述飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，包括如下步骤:
S1、初始状态下，换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S2、采集第一油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第一设定值，则控制换向电磁阀将第二油箱组和主油箱接通，由第二油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S3、采集第二油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第一设定值，则控制换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的满油量中的任一油箱向主油箱输油；
S4、换向电磁阀在第一油箱组和第二油箱组之间切换，当第一油箱组和第二油箱组中的每个油箱的油量值均低于第一设定值时，换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S5、采集第一油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第二设定值，则控制换向电磁阀将第二油箱组和主油箱接通，由第二油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S6、采集第二油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第二设定值，则控制换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的油量高于第二设定值中的任一油箱向主油箱输油；
S7、换向电磁阀在第一油箱组和第二油箱组之间切换，当第一油箱组和第二油箱组中的每个油箱的油量值均低于第二设定值时，采集第一油箱组和第二油箱组中各个油箱的油量，若有任一油箱有油，且油量数据保持至少15秒恒定，则换向电磁阀接通当前油箱，向主油箱供油。
由于飞机在空中飞行时，并不是始终处于平稳状态，随着机身的侧转、颠簸等，油量传感器的采集数据并不是始终精准，因此，在一种优选的实施方式中，在第一油箱组和第二油箱组向主油箱输油的过程中，当第一油箱组和第二油箱组中任一油箱的油量显示为油尽状态，且油尽状态持续超过15秒，则换向电磁阀切换至另一油箱组。
在一种优选的实施方式中，换向电磁阀完成切换指令后的1.5-2s内完成指令执行结果的反馈，以判断是否需要重新进行控制指令的发送与执行，确保控制指令发送成功。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S1中，换向电磁阀接通第一油箱组是指机电管理计算机以开关量的形式控制输出为“悬空”状态，驱动换向电磁阀接通第一油箱组的管路。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S2中的采集周期为100毫秒。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S2中，换向电磁阀接通第二油箱组是指机电管理计算机以开关量的形式控制输出为“地”状态，驱动换向电磁阀接通第二油箱组的管路。
本发明中，首先机电管理计算机实时采集来自机上燃油测量盒的主油量以及来自机上燃油传感器的第一油箱组和第二油箱组的油量信息等输入判据参数，进行逻辑运算、判别后，输出控制指令(如：“地”状态)，驱动换向电磁阀实现对机上的输油控制，同时回采该驱动信号的状态。
主油量表征飞机主油箱的实时油量，是由机电管理计算机从燃油测量盒采集的RS-422总线参数，作为换向电磁阀换向控制逻辑解算的判据参数之一。
换向电磁阀换向控制逻辑解算的判据参数包括：主油量、左机翼油箱油量、右机翼油箱油量、1号油箱油量、左3号油箱油量以及右3号油箱油量。
初始状态下，机电管理计算机的控制输出为“悬空”状态，换向电磁阀接通第一油箱组的管路；当1油箱组的输油量到达设定值后，机电管理计算控制输出“地”状态，换向转换电磁阀则接通第二油箱组的管路，使得主油箱中的油量≥600kg，保证飞机的续航里程。当第一油箱组和第二油箱组中油尽，并且主油箱中油量低于600Kg时，飞机返航。
为了监控输油状态，避免由于燃油管道或换向电磁阀等部件出现故障而导致的输油异常，在一种优选的实施方式中，所述还包括报警装置，若当前输油油箱的油量状态显示有油，而主油箱内的油量未有增加或油量减少频率未减小，则机电管理计算机控制所述报警装置进行报警。
目前，机电管理计算机对燃油系统换向电磁阀的控制方法已应用于飞机实效训练中。根据飞机实际状态，通过机电管理计算机燃油系统换向电磁阀控制方法，实现飞机空中油箱组管路输油。依据实际试飞使用情况，经过长期设计完善，试验室测试验证，以及外场试飞验证情况，该技术可靠、可行、稳定，性能指标满足要求。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤:
S1、初始状态下，换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S2、采集第一油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第一设定值，则控制换向电磁阀将第二油箱组和主油箱接通，由第二油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S3、采集第二油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第一设定值，则控制换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的满油量中的任一油箱向主油箱输油；
S4、换向电磁阀在第一油箱组和第二油箱组之间切换，当第一油箱组和第二油箱组中的每个油箱的油量值均低于第一设定值时，换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S5、采集第一油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第二设定值，则控制换向电磁阀将第二油箱组和主油箱接通，由第二油箱组中的任一油箱向主油箱输油；
S6、采集第二油箱组中当前输油油箱的油量，并将油量数据进行存储；若当前输油油箱的油量低于第二设定值，则控制换向电磁阀将第一油箱组和主油箱接通，由第一油箱组中的油量高于第二设定值中的任一油箱向主油箱输油；
S7、换向电磁阀在第一油箱组和第二油箱组之间切换，当第一油箱组和第二油箱组中的每个油箱的油量值均低于第二设定值时，采集第一油箱组和第二油箱组中各个油箱的油量，若有任一油箱有油，且油量数据保持至少15秒恒定，则换向电磁阀接通当前油箱，向主油箱供油；
其中，在第一油箱组和第二油箱组向主油箱输油的过程中，当第一油箱组和第二油箱组中任一油箱的油量显示为油尽状态，且油尽状态持续超过15秒，则换向电磁阀切换至另一油箱组；
该飞机燃油系统换向电磁阀控制系统，包括主油箱、第一油箱组和第二油箱组，所述第一油箱组包括左机翼油箱、右机翼油箱和1号油箱，所述第二油箱组包括左3号油箱和右3号油箱；所述主油箱和1号油箱设置在机身位置，所述左机翼油箱和右机翼油箱分别设置在左机翼和右机翼的外侧，所述左3号油箱和右3号油箱分别设置在左机翼和右机翼的内侧；所述第一油箱组和第二油箱组均通过燃油管道与所述主油箱连通，所述燃油管道上设置换向电磁阀。
2.根据权利要求1所述的飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，所述主油箱、左机翼油箱、右机翼油箱、1号油箱、左3号油箱和右3号油箱中均设置油箱油位传感器。
3.根据权利要求1所述的飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，所述换向电磁阀由机电管理计算机驱动控制。
4.根据权利要求1所述的飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，换向电磁阀完成切换指令后的1.5-2s内完成指令执行结果的反馈，以判断是否需要重新进行控制指令的发送与执行。
5.根据权利要求1所述的飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，换向电磁阀接通第一油箱组是指机电管理计算机以开关量的形式控制输出为“悬空”状态，驱动换向电磁阀接通第一油箱组的管路。
6.根据权利要求1所述的飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中的采集周期为100毫秒。
7.根据权利要求1所述的飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，换向电磁阀接通第二油箱组是指机电管理计算机以开关量的形式控制输出为“地”状态，驱动换向电磁阀接通第二油箱组的管路。
8.根据权利要求1所述的飞机燃油系统换向电磁阀控制系统的控制方法，其特征在于，还包括报警装置，若当前输油油箱的油量状态显示有油，而主油箱内的油量未有增加或油量减少频率未减小，则机电管理计算机控制所述报警装置进行报警。
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