飞机加油车加油系统水力计算
作者：范雪峰
来源：《专用汽车》 2015年第12期
    范雪峰
    FAN Xue-feng
    中航工业铁岭陆平专用汽车有限责任公司辽宁铁岭112001
    摘要：为保证在目标值下飞机加油车加油系统管径及动力单元输出参数满足各项安全性能指标要求。以双63加油管路原理为例，对飞机加油车管路系统原理及水力计算流程予以介绍。
    关键词：飞机加油车管线设计水力计算
    Abstract In order to ensure the aircraft refueling truck, refueling system pipe diameterand power unit output parameters meet the requirements of the safety performanceindicators, based on the principle of double 63 filling line as an example, the design of theaircraft refueling truck pipeline hydraulic calculation process was introduced.
    Key words  aircraft fuel truck; pipeline design; hydraulic calculation
    中图分类号：U469.6+1; U463.22+1.6  文献标识码：B文章编号：1004-0226(2015)12-0094-03
中航汽车    1前言
    为保证飞机航空燃料安全、快速加注，飞机加油车加油系统设计时，要依据不同飞机规定的加油工作压力与流速要求，合理设计管线通径及动力单元输出参数，以避免对飞机内部燃油系统造成不可逆转的破坏，同时尽可能地降低静电荷的产生、积累和液流冲蚀等潜在风险。为此，在飞机加油车设计过程中对加油系统需要进行水力计算，以保证在具体目标值下飞机加油车加油系统管径及动力单元输出参数满足各项安全性能指标要求。本文将以一组双63飞机加油车加油管路原理为例，对飞机加油车管路系统原理及水力计算流程予以介绍。2双63加油管路原理介绍
    双63加油管路系统主要是为大中型飞机压力加油而设计的，可以实施对飞机压力加油作业，同时还具备真空抽回油、底部装油等功能。加油时通过两个63 mm口径的压力加油卷盘对飞机进行加注，根据不同的作业要求，可以使用单卷盘作业，也可以同时使用双卷盘作业。
    双63加油管路原理如图1所示。
    压力加油作业（蓝所标箭头路径）：飞机加油车对飞机加油时气控底阀开启，燃油经软连接件、泵
前过滤器至油泵，再流经管内压力控制阀进入过滤器，经过滤后的燃油通过流量计、控制阀、文氏管至加油卷盘；最后通过加油卷盘上的压力加油接头和飞机油箱连接，燃油进入飞机油箱。
    真空抽回油作业（红所标箭头路径）：燃油由加油卷盘流经控制阀、软连接件、泵前过滤器进入油泵，再经管内压力控制阀进入过滤器，过滤后的航油通过流量计、回油控制阀至高液位系统底阀进入加油车油罐。燃油也可以经另一只加油卷盘抽入到其他回收油罐内。
    底部装油作业（黑所标箭头路径）：燃油通过压力加油接头、控制阀至高液位系统底阀进入加油车油罐。3水力计算
    由于不同飞行器对燃油加注压力及流速要求各有不同，本文仅以GJB 4433-2002《飞机加油车通用规范》中针对这两项数据的要求，对管路系统中加油管路管径及加油泵主要参数进行计算，以确定主要设计参数。
    依据《飞机加油车通用规范》中对飞机加油系统加油作业要求的规定，飞机加油过程中，供油系统管端出口压力为(0.345士0.034 5)MPa，飞机加油车加油系统胶管内径63 mm时单管压力加油额定加油流量为72m3/h(1 200 L/min)。
    3.1主管路管径确定
    目标值确认后，首先对加油系统管径进行及时确认。管径主要取决于流量和流速，不同性质的介质在不同的操作工况下选用的安全流速不同，原则是粘度大的介质，流速应低；反之流速应高。同时为防止管路产生冲蚀、磨损、震动、噪声流速也需优选略低的流速。飞机用3号喷气燃料属于易燃液体类危险品，同时还需要考虑静电荷的产生和积累，参考通用安全要求中流速最大不能高于7 m/s的规定，本文选取5m/s的流速进行计算。
   
    系统单管额定加油流量Q-72 m，／h，系统压力为0.38 MPa。按5 m/s的流速计算主管路管径D[2]：
   
    由公式f1）计算可得主管路管线通径的理论值为D-71 mm，此数值介于63.5 mm (2.5”)与76.2 mm(3”)范围，基于安全方面的考量，管线设计通径选择76.2 mm。故选择规格为90x5 mm的铝合金管，阀件、软连接件、流量计等按等通径原则均选择公称尺寸DN80或等同此规格的元器件。
    3.2离心泵确定
    管径确认后，根据系统流量、压力等要求，初步确认加油系统离心泵基本参数范围：流量参数应不小于72 m3以i，扬程参数不小于40m。
    3.2.1流量确定
    根据离心泵的选型原则，油泵的额定流量应取正常额定加油量的1.05～1.15倍，考虑到系统运行的可靠性、稳定性、降低噪声等方面因素，油泵额定流量确定为80 m3／h。
    3.2.2扬程计算
    扬程计算主要考核加油管路沿程损失，通过计算沿程损失和系统压力确认泵出口压力，进而确定泵扬程。根据流体力学及其他相关资料计算管路损失，计算流程及结果如表1所示。
   
   
    4结论
    通过对管路系统水力计算可以有效地得出飞机加油管线主要部件的关键参数，为管线设计、选型提供有力地理论支持及验证，从而可降低飞机加油车对飞机进行燃油加注时的潜在风险；同时还可以对其他同类产品的设计、选型提供有益的借鉴与支持。