航空小知識

應急放油系統:平時是個“累贅” 急時是個寶貝

時間:2019年05月17日 17:27   來源:大飛機報
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  眾所周知,航空燃油價格不菲,各大飛機制造商在設計飛機時考慮的一個重要因素就是燃油經濟性。就在飛機設計師們絞盡腦汁降低飛機油耗的時候,近日卻有一架飛機直接在空中放油,到底是為什么呢?

 

  萬米高空的爭分奪秒

  2月23日凌晨,國航CA457,從成都飛往巴黎。客機起飛一個半小時后,機上一位乘客突發疾病需要立刻就醫。執飛的A330客機安裝了應急放油系統,可以進行空中放油。在空管的指揮下,飛機飛抵指定放油區繞飛放油,10分鐘放出燃油13.6噸。之后飛機進入下降程序并平穩落地,患病乘客隨后被救護車送往醫院接受進一步治療。

  大家可能有疑惑,為什么飛機出現特情后不能立刻返航降落?1噸將近4000元的航油白白放掉豈不浪費?

  其實這正是適航規章最早的立法考慮。民航客機通常都是適度的“超重”設計,即客機的最大起飛重量通常要大于最大著陸重量。1953年美國頒布的CAR 4b.437條款中首次提出了應急放油的功能需求,就是基于飛機最大著陸重量通常小于最大起飛重量的背景。

  但實際上,隨著航空技術的進步,上世紀60年代之后,民航客機的結構和起落架系統設計水平已使飛機具備了以超過最大著陸重量進行降落的能力,以此來滿足航空公司對運營效率的不斷追求。但是超重著陸之后必須執行一系列繁瑣的檢查和維修程序。

  與此同時,飛機的復飛爬升性能取而代之成為了是否設置應急放油系統的驅動因素。CCAR-25-R4《運輸類飛機適航標準》對此有明確規定:如飛機在最大起飛重量減去15分鐘飛行耗油后的重量情況下的爬升梯度無法滿足相應要求,則必須設置應急放油系統,且放油性能必須滿足特定要求。

  此外,某些特殊失效情況下,如襟翼卡滯等,飛機超重著陸帶來的剎車能量超限也是飛機制造商和航空公司需要關注的項目。

  上述事件的主角——A330飛機,其爬升性能可以滿足25.1001的適航要求,因此應急放油系統可作為選裝項,航空公司需要結合運營航線綜合考慮成本和風險。

 

  優化供油系統設計

  減輕飛機負擔

  可以說,飛機的應急放油系統基本平時是個“累贅”,急時是個寶貝。在正常運營過程中飛機白白背負額外的設備和管路重量,航空公司也需要為此負擔更高的運營成本。

  因此,燃油系統工程師在設計過程中會盡可能提高集成度,考慮復用已有的燃油系統設備。例如優化發動機供油系統設計,使其在滿足發動機供油流量和壓力的情況下同時兼顧應急放油功能,以避免增加獨立的應急放油泵。

  當然,對于飛機設計師來說,永遠不存在完美的解決方案。系統設計總是各種權衡的結果,應急放油系統也不例外。采用高集成的設計必然提高供油和放油性能的匹配難度。為此,需要開展大量的仿真分析和試驗研究工作,確保系統能夠在可以接受的性能區間運行。

  此外,應急放油系統設計的另一個挑戰,是確保系統各種潛在非正常工作場景以及與相關系統的組合失效模式不會導致出現危害飛行安全的情況。燃油系統工程師需要與包括總體性能、系統集成、安全性、航電電氣、駕駛艙人機功效等多專業在內的龐大團隊協同工作,以確保飛行安全。(徐銘浩 朱德軒)

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