[发明专利]机载油箱惰性化综合性能试验系统

说明书

技术领域

针对飞机燃油箱惰性化性能的实验研究，本发明涉及一种机载油箱惰性化综合性能试验系统，属于工程技术领域。

背景技术

飞机油箱的防火防爆能力，直接关系到飞机的生存力和易损性，也关系到飞机的利用率、成本以及人员安全，因此，提高飞机油箱的防火防爆能力，使飞机油箱始终处于安全状态之中是十分必要的。飞机燃油箱惰性化技术指的是通过技术措施，使飞机燃油箱上部气相空间的含氧量在整个飞行过程中始终保持低于支持燃油燃烧所需要的最低含氧量水平，以保障飞机燃油箱的安全性。

发明内容

惰性化气体或介质主要有液氮、哈龙1301和富氮气体(NEA)三大类。液氮和哈龙1301虽然有惰化流程简单、技术成熟度高和易于实现全航程按所需流量供给等优点，但由于后勤保障成本高及环保性差，故不是未来发展的方向；而利用机载制氮系统(OBIGGS)产生富氮气体来惰化燃油箱，则显示出巨大的发展潜力。机载制氮可采用分子筛或膜分离2种方法来实现，由于膜分离法所用设备的质量、体积更小，发动机引气量也小，因此已有取代分子筛的趋势，本试验系统采用的是机载膜分离装置产生惰化气体。

机载油箱惰性化综合性能试验台用于对飞机燃油箱的惰性化防护性能进行地面模拟实验。该试验台可对机载油箱惰性化实验的燃油/洗涤气流量、压力、燃油耗油速率以及制氮膜单元的进气压力、流量等参数进行控制，用于检测各种飞行、进气、压力等条件下机载燃油洗涤系统的惰性化防护性能，为机载惰化技术的发展提供一定的实验基础。本试验系统是一套全自动化系统，能通过计算机对实验台各部分的工况进行自动调节，并且能实时记录并存储实验所需要的各个数据。

本发明的目的在于提供一种机载油箱惰性化综合性能试验台，同时还可以为环境模拟类实验提供平台，系统的管路布局复杂，但其操作方便，可靠性好，实用性强。

附图说明

图1为气源系统原理示意图；

图2为配气系统原理示意图；

图3为真空系统原理示意图；

图4为模拟油箱系统原理示意图；

图5为机载油箱惰化试验系统原理简图。

具体实施方式

如图5所示，根据本发明的一个实施例，本机载油箱惰性化综合性能试验系统包括气源处理系统I、配气系统II、真空系统III、模拟油箱系统IV以及测控系统。

气源处理系统I主要用于对制氮膜单元进口气源进行调压、冷却、过滤、净化等预处理，并能对进口气体的流量、压力、湿度等参数进行调节，为制氮膜单元提供给定压力、流量和温度的干燥洁净高压空气，同时经过气源系统处理过的压缩空气还可用于配气系统的气源和饱和油箱的饱和洗涤气。

配气系统II主要用于供给洗涤、冲洗系统所需浓度、流量、压力的惰性洗涤气体。其中氮气源是由机载膜空气分离装置提供的，其工作原理是：压缩空气经调压、冷却、净化等处理后，流过可透膜管路，利用氧气和氮气在膜中的溶解度和扩散系数的差别，使氧气和氮气在膜中的渗透率有差异，在膜两侧压力差作用下，渗透率相对较大的氧气优先透过膜在膜外富集，从而达到氧气和氮气的分离，富氮气体通过管道进入油箱使油箱惰性化。

真空系统III具有两个飞行高度模拟真空罐，一个连接制氮膜单元，用于模拟富氧气体的出口环境压力，一个连接洗涤试验油箱出口，用于模拟试验油箱的出口环境压力。

模拟油箱系统IV包括燃油循环单元、燃油惰性化洗涤单元以及燃油饱和洗涤单元。燃油循环单元用于对模拟油箱进行燃油输送和燃油回收，同时进行模拟油箱耗油量的调节；燃油惰性化洗涤单元主要用于对试验油箱进行惰化洗涤，一方面通过对惰化气体的压力和流量、实验燃油的压力和流量、引射装置喷嘴直径、油箱载油量等参数进行测量和调节，检测各环境因素对模拟油箱洗涤效果的影响规律，另一方面采用不同的惰化方法(燃油洗涤、油箱冲洗)，通过真空系统模拟不同飞行剖面，检测采用不同惰化方法，油箱气相空间氧浓度随环境压力的变化情况；燃油饱和洗涤单元用于对进入洗涤实验油箱的燃油进行饱和处理，从而确保实验的燃油均是未惰性化的燃油。