飞机燃油箱惰化系统及飞机的制作方法

1.本发明涉及一种飞机燃油箱惰化系统及包括该飞机燃油箱惰化系统的飞机，涉及飞机燃油系统与惰化系统设计技术领域。


背景技术：

2.在某些机型的飞行中，中央翼燃油箱通气系统与惰化系统不兼容，出现通气系统通气口被燃油浸没后，富氮气体排气不畅，中央翼燃油箱憋压，中央翼燃油箱结构存在超压破坏风险。同时，憋压导致大量中央翼燃油箱内燃油通过通气管路溢出至通气油箱，进而导致中央翼燃油箱油量非预期变化，偏离燃油系统设计预期。
3.现有技术的一些机型通过在外翼燃油箱安装过压保护器，允许中央翼超压燃油进入外翼油箱，若外翼燃油箱超压，外翼燃油将通过外翼过压保护器流出机外，防止油箱超压。然而，该方案主要针对地面溢油设计，需要在机翼下壁板结构开口安装释压阀门，增加了机翼结构加工难度，且一旦油箱超压，会通过释压阀门排出大量燃油。
4.现有技术的另一些机型提供了一种防止油箱超压实施例，通过在富氮气体分配管路增加压力传感器，一旦压力传感器监控到管路压力超过一定数值，惰化控制器切断惰化系统，防止出现油箱超压。然而，该方案通过增加压力传感器的形式进行超压监控，增加了系统电气设备数量和控制软件复杂程度。
5.现有技术的另一些机型提供了一种油箱内富氮气体分配管路布置与油箱超压保护实施方案，该方案适用于全油箱惰化机型的外翼燃油箱，富氮气体分配管路布置可以避免分配管路进油，实现机翼惰化，超压保护设计可以增强油箱安全。然而，该方案适用于加装惰化的外翼燃油箱，富氮气体分配管路的释压阀门布置在通气油箱内，适用于紧靠通气油箱的外翼燃油箱，不适用于中央翼燃油箱。
6.现有技术的另一些机型聚焦于浮子阀设计，在油箱超压情况下，无论浮子是否被燃油浸没，在压差作用下阀片位置均可形成有效开口，此开口可以通气也可以溢油，此类浮子阀适用于加装惰化的外翼燃油箱，可以防止靠近通气油箱的外翼燃油箱的超压；但对于远离通气油箱的中央翼燃油箱，由于中央翼燃油箱与通气油箱间采用长管路联通，在中央翼燃油箱内通气浮子阀门被燃油浸没情况下，若中央翼燃油箱内惰性气体排气不畅，仍将导致油箱憋压，因为燃油溢出进入通气管路，油箱增压的幅度取决于燃油在通气管路内流动阻力，该流阻与通气管路长度、直径及溢油速率密切相关，浮子阀门额外的开口，仅增加溢油进口，未消除油箱内增压气源，不会改变通气管路溢油过程造成的油箱增压，因此无法消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患。


技术实现要素：

7.本发明的一个目的在于，提供一种飞机燃油箱惰化系统，其能克服现有技术存在的至少一些缺陷，消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患。
8.本发明的以上目的通过一种飞机燃油箱惰化系统来实现，所述飞机燃油箱惰化系
统用于包括中央翼燃油箱和位于两侧的外翼主燃油箱的飞机，所述飞机还包括位于所述外翼主燃油箱外侧的通气油箱、以及用于连通所述中央翼燃油箱或所述外翼主燃油箱至所述通气油箱的通气管路，所述飞机燃油箱惰化系统包括惰化流体源、惰化流体管路、释压管路、以及释压装置；
9.其中，所述惰化流体管路用于将惰化流体从所述惰化流体源供给至所述中央翼燃油箱，所述释压管路用于连通所述惰化流体管路至所述通气管路，所述释压装置位于所述释压管路中，且用于在所述释压装置的两侧压差高于预定阈值时打开，以将惰化流体旁通至所述通气管路。
10.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：能消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，避免中央翼燃油箱超压。
11.较佳的是，所述释压装置完全位于所述中央翼燃油箱内。
12.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：无需在机翼壁结构增加开口，不增加结构加工难度。
13.较佳的是，所述通气管路包括用于连通所述中央翼燃油箱至所述通气油箱的中央翼燃油箱通气管路、以及用于连通所述外翼主燃油箱至所述通气油箱的外翼主燃油箱通气管路。
14.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的通气管路设计，能将中央翼燃油箱或外翼主燃油箱有效地连通至通气油箱。
15.较佳的是，所述释压管路用于连通所述惰化流体管路至所述中央翼燃油箱通气管路。
16.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过将惰化流体旁通至中央翼燃油箱通气管路，避免中央翼燃油箱超压。
17.较佳的是，所述释压管路用于连通所述惰化流体管路至所述外翼主燃油箱通气管路。
18.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过将惰化流体旁通至外翼主燃油箱通气管路，避免中央翼燃油箱超压。
19.较佳的是，所述飞机燃油箱惰化系统还包括第二释压装置，所述第二释压装置安装在所述惰化流体管路上，且位于中央翼燃油箱机身外舱段的前梁外侧。
20.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜设计的第二释压装置，能将释放的惰化流体排至大气，能更好地消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，更好地避免中央翼燃油箱超压。
21.较佳的是，所述预定阈值为4～6psi。
22.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜设计的释压装置压差预定阈值，能更好地消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，更好地避免中央翼燃油箱超压。
23.较佳的是，所述惰化流体是富氮气体。
24.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的惰化流体，能更好地实现飞机燃油箱惰化功能。
25.较佳的是，所述释压装置是释压阀。
26.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的释压装置，能更好地消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，更好地避免中央翼燃油箱超压。
27.本发明的以上目的还通过一种飞机来实现，该飞机包括如以上任一方面所述的飞机燃油箱惰化系统。
28.根据上述技术方案，本发明的飞机能起到以下有益技术效果：能消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，避免中央翼燃油箱超压。
附图说明
29.图1是本发明一实施例的飞机燃油箱惰化系统的示意图。
30.图2是本发明另一实施例的飞机燃油箱惰化系统的示意图。
31.图3是本发明另一实施例的飞机燃油箱惰化系统的示意图。
32.附图标记列表
33.1：中央翼燃油箱；
34.2：外翼主燃油箱；
35.3：通气油箱；
36.4：中央翼燃油箱通气管路；
37.5：外翼主燃油箱通气管路；
38.6：前梁；
39.7：后梁；
40.11：惰化流体管路；
41.12：释压管路；
42.13：释压装置；
43.14：第二释压装置。
具体实施方式
44.以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
45.除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示
存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。
46.在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
47.图1是本发明一实施例的飞机燃油箱惰化系统的示意图。图2是本发明另一实施例的飞机燃油箱惰化系统的示意图。图3是本发明另一实施例的飞机燃油箱惰化系统的示意图。
48.如图1至图3所示，根据本发明的一些实施例，飞机燃油箱惰化系统用于包括中央翼燃油箱1和位于两侧(即，位于中央翼燃油箱1的两侧)的外翼主燃油箱2的飞机，飞机还包括位于外翼主燃油箱2外侧的通气油箱3、以及用于连通中央翼燃油箱1或外翼主燃油箱2至通气油箱3的通气管路，飞机燃油箱惰化系统包括惰化流体源、惰化流体管路11、释压管路12、以及释压装置13；
49.其中，惰化流体管路11用于将惰化流体从惰化流体源供给至中央翼燃油箱1(因此，惰化流体管路11也可称为“中央翼燃油箱惰化流体管路”)，释压管路12用于连通惰化流体管路11至通气管路，释压装置13位于释压管路12中，且用于在释压装置13的两侧压差高于预定阈值时打开，以将惰化流体旁通至通气管路。
50.根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：能消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，避免中央翼燃油箱超压。
51.具体地说，当出现中央翼燃油箱通气不畅，通气管路出现溢油现象时，通气管路管内流动介质从气体变成液体，流阻将显著增大，由于释压装置安装在中央翼燃油箱惰化流体管路与通气管路之间，释压装置感受到的压差增大，在压差高于预定阈值时打开释压装置，惰化流体旁通进入通气管路，中央翼燃油箱压力不会继续增加，可以防止中央翼燃油箱超压，防止油箱结构破坏。
52.本发明仅仅在中央翼燃油箱惰化流体管路与通气管路之间增设了释压管路和释压装置，即采用了机械式超压保护，这种机械式超压保护无需增加电子器件，不改变控制系统架构，避免增加惰化系统电气设备数量和控制软件复杂程度；将惰化流体至通气管路之后，消除了溢油场景下中央翼燃油箱内增压源，适用于中央翼燃油箱超压保护设计；为三油箱(即，包括中央翼燃油箱和位于两侧的外翼主燃油箱)布局民用飞机中带惰化系统的中央翼燃油箱提供一种防止燃油箱超压的飞机惰化系统设计，提升飞机安全性。
53.在一些实施例中，如图1至图2所示，释压装置13完全位于中央翼燃油箱1内。根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：无需在机翼壁结构增加开口，不增加结构加工难度。
54.在一些实施例中，如图1至图3所示，通气管路包括用于连通中央翼燃油箱1至通气油箱3的中央翼燃油箱通气管路4、以及用于连通外翼主燃油箱2至通气油箱3的外翼主燃油箱通气管路5。根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的通气管路设计，能将中央翼燃油箱或外翼主燃油箱有效地连通至通气油箱。
55.在一些实施例中，如图1所示，释压管路12用于连通惰化流体管路11至中央翼燃油箱通气管路4。根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过将惰化流体旁通至中央翼燃油箱通气管路，避免中央翼燃油箱超压。
56.在一些实施例中，如图2所示，释压管路12用于连通惰化流体管路11至外翼主燃油箱通气管路5。根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过将惰化流体旁通至外翼主燃油箱通气管路，避免中央翼燃油箱超压。
57.在一些实施例中，如图3所示，飞机燃油箱惰化系统还包括第二释压装置14，第二释压装置14安装在惰化流体管路11上，且位于中央翼燃油箱1机身外舱段的前梁6外侧。根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜设计的第二释压装置，能将释放的惰化流体排至大气，能更好地消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，更好地避免中央翼燃油箱超压。
58.在一些实施例中，如图1至图2所示，释压装置13的两侧压差的预定阈值为4～6psi。也就是说，在释压装置13的两侧压差(通常是惰化流体管路11内的压力高于通气管路内的压力，从而产生压差)高于4～6psi范围内的某个预定阈值时，释压装置13打开，以将惰化流体旁通至通气管路。根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜设计的释压装置压差预定阈值，能更好地消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，更好地避免中央翼燃油箱超压。
59.更佳的是，释压装置13的两侧压差的预定阈值为4.5～5.5psi。更佳的是，释压装置13的两侧压差的预定阈值为5psi。
60.在一些实施例中，如图1至图3所示，惰化流体是富氮气体。根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的惰化流体，能更好地实现飞机燃油箱惰化功能。
61.在一些实施例中，如图1至图2所示，释压装置13是释压阀。根据上述技术方案，本发明的飞机燃油箱惰化系统能起到以下有益技术效果：通过适宜的释压装置，能更好地消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，更好地避免中央翼燃油箱超压出。
62.根据本发明的一实施例，飞机包括如以上任一方面的飞机燃油箱惰化系统。根据上述技术方案，本发明的飞机能起到以下有益技术效果：能消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，避免中央翼燃油箱超压。
63.以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本领域技术人员将会理解，上述具体实施方式并不构成对本发明的限制，本领域技术人员可以在以上公开内容的基础上进行多种修改，而不超出本发明的范围。

技术特征：
1.一种飞机燃油箱惰化系统，用于包括中央翼燃油箱和位于两侧的外翼主燃油箱的飞机，所述飞机还包括位于所述外翼主燃油箱外侧的通气油箱、以及用于连通所述中央翼燃油箱或所述外翼主燃油箱至所述通气油箱的通气管路，其特征在于，所述飞机燃油箱惰化系统包括惰化流体源、惰化流体管路、释压管路、以及释压装置；其中，所述惰化流体管路用于将惰化流体从所述惰化流体源供给至所述中央翼燃油箱，所述释压管路用于连通所述惰化流体管路至所述通气管路，所述释压装置位于所述释压管路中，且用于在所述释压装置的两侧压差高于预定阈值时打开，以将惰化流体旁通至所述通气管路。2.如权利要求1所述的飞机燃油箱惰化系统，其特征在于，所述释压装置完全位于所述中央翼燃油箱内。3.如权利要求1所述的飞机燃油箱惰化系统，其特征在于，所述通气管路包括用于连通所述中央翼燃油箱至所述通气油箱的中央翼燃油箱通气管路、以及用于连通所述外翼主燃油箱至所述通气油箱的外翼主燃油箱通气管路。4.如权利要求3所述的飞机燃油箱惰化系统，其特征在于，所述释压管路用于连通所述惰化流体管路至所述中央翼燃油箱通气管路。5.如权利要求3所述的飞机燃油箱惰化系统，其特征在于，所述释压管路用于连通所述惰化流体管路至所述外翼主燃油箱通气管路。6.如权利要求1所述的飞机燃油箱惰化系统，其特征在于，所述飞机燃油箱惰化系统还包括第二释压装置，所述第二释压装置安装在所述惰化流体管路上，且位于中央翼燃油箱机身外舱段的前梁外侧。7.如权利要求1所述的飞机燃油箱惰化系统，其特征在于，所述预定阈值为4～6psi。8.如权利要求1所述的飞机燃油箱惰化系统，其特征在于，所述惰化流体是富氮气体。9.如权利要求1所述的飞机燃油箱惰化系统，其特征在于，所述释压装置是释压阀。10.一种飞机，包括如权利要求1-9中任一项所述的飞机燃油箱惰化系统。

技术总结
本发明涉及飞机燃油箱惰化系统及飞机。该飞机燃油箱惰化系统用于包括中央翼燃油箱和位于两侧的外翼主燃油箱的飞机，飞机还包括位于外翼主燃油箱外侧的通气油箱、以及用于连通中央翼燃油箱或外翼主燃油箱至通气油箱的通气管路，飞机燃油箱惰化系统包括惰化流体源、惰化流体管路、释压管路、以及释压装置；其中，惰化流体管路用于将惰化流体从惰化流体源供给至中央翼燃油箱，释压管路用于连通惰化流体管路至通气管路，释压装置位于释压管路中，且用于在压差高于预定阈值时打开，以将惰化流体旁通至通气管路。根据上述技术方案，本发明能起到以下有益技术效果：能消除带有惰化系统的中央翼燃油箱超压安全隐患，避免中央翼燃油箱超压。超压。超压。


技术研发人员：江华 黄春光 周云
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/8/31