一种用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置的制作方法

本申请属于飞机燃油系统，特别涉及一种用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置。

背景技术：

1、飞机燃油系统起火或爆炸是引起飞机失事的主要原因之一。飞机燃油系统的防火防爆能力，直接关系到飞机生存力和易损性，也关系到飞机的利用率、成本以及人员安全。飞机燃油箱惰化技术能有效地解决飞机燃油系统防火防爆问题。

2、现有飞机燃油箱惰化中采用的富氮气体流量分配装置一般分为几个固定流量模式，不同的流量模式在空气分离装置入口引气压力恒定条件下，流量是恒定不变的，不同流量模式对应的流量是按照最严苛的条件确定的，即不同流量模式对应的流量按最大值确定，飞行过程不是最严苛的情况下，流量模式对应的流量偏大，存在浪费发动机引气的问题；另外，流量偏大，对应的富氮气体氧浓度也会偏大，降低了惰化系统对燃油箱的惰化效果。

3、因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，以解决现有技术存在的至少一个问题。

2、本申请的技术方案是：

3、本申请提供了一种用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，包括：

4、空气分离装置，所述空气分离装置用于生成富氮气体；

5、油箱，所述油箱内设置有笛形管、油箱压力传感器、油箱油量传感器；

6、惰化管路，所述惰化管路的一端与所述空气分离装置连接，另一端穿过所述油箱与所述笛形管连接，所述惰化管路由上游至下游依次设置有单向活门、流量调节球阀、氧浓度传感器、流量传感器；

7、上位机，所述上位机用于获取轮载信号；

8、控制器，所述控制器分别与所述流量调节球阀、所述氧浓度传感器、所述流量传感器、所述油箱压力传感器、所述油箱油量传感器、所述上位机连接，所述控制器用于根据所述油箱压力传感器反馈的油箱压力以及所述上位机反馈的轮载信号判断飞机当前所处的飞行阶段，并根据飞机当前所处的飞行阶段、所述油箱压力传感器反馈的油箱压力、所述油箱油量传感器反馈的油箱油量，控制流量调节球阀的开度，使得对应流量的富氮气体充入油箱中。

9、在本申请的至少一个实施例中，所述单向活门与所述流量调节球阀之间的所述惰化管路的最低点设置有排油阀。

10、在本申请的至少一个实施例中，所述流量调节球阀在所述用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置不工作时处于关位。

11、在本申请的至少一个实施例中，所述流量调节球阀在电气供电故障情况下处于关位。

12、在本申请的至少一个实施例中，所述笛形管上开设有多个不同朝向的开孔。

13、在本申请的至少一个实施例中，当油箱压力在[-2，2]kpa，且轮载信号表示飞机一直位于地面时，所述控制器判定飞机当前处于地面初始惰化阶段，并根据飞机当前所处的地面初始惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀的开度，使得所述流量传感器反馈的富氮气体流量为第一流量值，所述第一流量值为固定值。

14、在本申请的至少一个实施例中，当油箱压力持续增加，且轮载信号表示飞机位于空中时，所述控制器判定飞机当前处于爬升惰化阶段，并根据飞机当前所处的爬升惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀的开度，使得所述流量传感器反馈的富氮气体流量为第二流量值，所述第二流量值为固定值。

15、在本申请的至少一个实施例中，当油箱压力在[24，28]kpa，且轮载信号表示飞机位于空中时，所述控制器判定飞机当前处于巡航惰化阶段，并根据飞机当前所处的巡航惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀的开度，使得所述流量传感器反馈的富氮气体流量为第三流量值，所述第三流量值为与所述第二流量值相同的固定值。

16、在本申请的至少一个实施例中，当油箱压力小于等于4kpa，油箱压力持续降低，且轮载信号表示飞机位于空中时，所述控制器判定飞机当前处于下降惰化阶段，并根据飞机当前所处的下降惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀的开度，使得所述流量传感器反馈的富氮气体流量为第四流量值，所述第四流量值为变化值。

17、在本申请的至少一个实施例中，当油箱压力大于4kpa，且轮载信号表示飞机由空中变为地面时，所述控制器判定飞机当前处于着陆惰化阶段，并根据飞机当前所处的着陆惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀的开度，使得所述流量传感器反馈的富氮气体流量为第五流量值，所述第五流量值为固定值。

18、在本申请的至少一个实施例中，在地面初始惰化阶段，所述氧浓度传感器反馈的氧浓度不大于7%。

19、在本申请的至少一个实施例中，在爬升惰化阶段，所述氧浓度传感器反馈的氧浓度不大于3%。

20、在本申请的至少一个实施例中，在巡航惰化阶段，所述氧浓度传感器反馈的氧浓度不大于3%。

21、在本申请的至少一个实施例中，在下降惰化阶段，所述氧浓度传感器反馈的氧浓度不大于15%。

22、在本申请的至少一个实施例中，在着陆惰化阶段，所述氧浓度传感器反馈的氧浓度不大于9%。

23、发明至少存在以下有益技术效果：

24、本申请的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，能够监测氧浓度、富氮气体流量、油箱压力、油箱油量等参数，并根据油箱压力以及轮载信号识别不同的飞行阶段，在对应飞行阶段，根据油箱压力和油箱油量的不同，适时调整进入油箱的富氮气体流量。

技术特征：

1.一种用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，所述单向活门（2）与所述流量调节球阀（4）之间的所述惰化管路的最低点设置有排油阀（3）。

3.根据权利要求2所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，所述流量调节球阀（4）在所述用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置不工作时处于关位。

4.根据权利要求3所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，所述流量调节球阀（4）在电气供电故障情况下处于关位。

5.根据权利要求4所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，所述笛形管（7）上开设有多个不同朝向的开孔。

6.根据权利要求1所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，当油箱压力在[-2，2]kpa，且轮载信号表示飞机一直位于地面时，所述控制器（11）判定飞机当前处于地面初始惰化阶段，并根据飞机当前所处的地面初始惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀（4）的开度，使得所述流量传感器（6）反馈的富氮气体流量为第一流量值，所述第一流量值为固定值。

7.根据权利要求6所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，当油箱压力持续增加，且轮载信号表示飞机位于空中时，所述控制器（11）判定飞机当前处于爬升惰化阶段，并根据飞机当前所处的爬升惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀（4）的开度，使得所述流量传感器（6）反馈的富氮气体流量为第二流量值，所述第二流量值为固定值。

8.根据权利要求7所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，当油箱压力在[24，28]kpa，且轮载信号表示飞机位于空中时，所述控制器（11）判定飞机当前处于巡航惰化阶段，并根据飞机当前所处的巡航惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀（4）的开度，使得所述流量传感器（6）反馈的富氮气体流量为第三流量值，所述第三流量值为与所述第二流量值相同的固定值。

9.根据权利要求8所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，当油箱压力小于等于4kpa，油箱压力持续降低，且轮载信号表示飞机位于空中时，所述控制器（11）判定飞机当前处于下降惰化阶段，并根据飞机当前所处的下降惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀（4）的开度，使得所述流量传感器（6）反馈的富氮气体流量为第四流量值，所述第四流量值为变化值。

10.根据权利要求9所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，当油箱压力大于4kpa，且轮载信号表示飞机由空中变为地面时，所述控制器（11）判定飞机当前处于着陆惰化阶段，并根据飞机当前所处的着陆惰化阶段、油箱压力、油箱油量，控制所述流量调节球阀（4）的开度，使得所述流量传感器（6）反馈的富氮气体流量为第五流量值，所述第五流量值为固定值。

11.根据权利要求10所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，在地面初始惰化阶段，所述氧浓度传感器（5）反馈的氧浓度不大于7%。

12.根据权利要求11所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，在爬升惰化阶段，所述氧浓度传感器（5）反馈的氧浓度不大于3%。

13.根据权利要求12所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，在巡航惰化阶段，所述氧浓度传感器（5）反馈的氧浓度不大于3%。

14.根据权利要求13所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，在下降惰化阶段，所述氧浓度传感器（5）反馈的氧浓度不大于15%。

15.根据权利要求14所述的用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置，其特征在于，在着陆惰化阶段，所述氧浓度传感器（5）反馈的氧浓度不大于9%。

技术总结
本申请属于飞机燃油系统技术领域，特别涉及一种用于飞机燃油箱惰化的富氮气体流量分配装置。包括：空气分离装置用于生成富氮气体；油箱内设置有笛形管、油箱压力传感器、油箱油量传感器；惰化管路的一端与空气分离装置连接，另一端穿过油箱与笛形管连接，惰化管路由上游至下游依次设置有单向活门、流量调节球阀、氧浓度传感器、流量传感器；上位机用于采集轮载信号；控制器用于根据油箱压力以及轮载信号判断飞机当前所处的飞行阶段，并根据飞机当前所处的飞行阶段、油箱压力、油箱油量，控制流量调节球阀的开度，使得对应流量的富氮气体充入油箱中。本申请能够实现多种参数的监测，并适时调整进入油箱的富氮气体流量。

技术研发人员：王婷
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2025/2/24