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航空小知识

应急放油系统:平时是个“累赘” 急时是个宝贝

时间:2019年05月17日 17:27   来源:大飞机报
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  众所周知,航空燃油价格不菲,各大飞机制造商在设计飞机时考虑的一个重要因素就是燃油经济性。就在飞机设计师们绞尽脑汁降低飞机油耗的时候,近日却有一架飞机直接在空中放油,到底是为什么呢?

 

  万米高空的争分夺秒

  2月23日凌晨,国航CA457,从成都飞往巴黎。客机起飞一个半小时后,机上一位乘客突发疾病需要立刻就医。执飞的A330客机安装了应急放油系统,可以进行空中放油。在空管的指挥下,飞机飞抵指定放油区绕飞放油,10分钟放出燃油13.6吨。之后飞机进入下降程序并平稳落地,患病乘客随后被救护车送往医院接受进一步治疗。

  大家可能有疑惑,为什么飞机出现特情后不能立刻返航降落?1吨将近4000元的航油白白放掉岂不浪费?

  其实这正是适航规章最早的立法考虑。民航客机通常都是适度的“超重”设计,即客机的最大起飞重量通常要大于最大着陆重量。1953年美国颁布的CAR 4b.437条款中首次提出了应急放油的功能需求,就是基于飞机最大着陆重量通常小于最大起飞重量的背景。

  但实际上,随着航空技术的进步,上世纪60年代之后,民航客机的结构和起落架系统设计水平已使飞机具备了以超过最大着陆重量进行降落的能力,以此来满足航空公司对运营效率的不断追求。但是超重着陆之后必须执行一系列繁琐的检查和维修程序。

  与此同时,飞机的复飞爬升性能取而代之成为了是否设置应急放油系统的驱动因素。CCAR-25-R4《运输类飞机适航标准》对此有明确规定:如飞机在最大起飞重量减去15分钟飞行耗油后的重量情况下的爬升梯度无法满足相应要求,则必须设置应急放油系统,且放油性能必须满足特定要求。

  此外,某些特殊失效情况下,如襟翼卡滞等,飞机超重着陆带来的刹车能量超限也是飞机制造商和航空公司需要关注的项目。

  上述事件的主角——A330飞机,其爬升性能可以满足25.1001的适航要求,因此应急放油系统可作为选装项,航空公司需要结合运营航线综合考虑成本和风险。

 

  优化供油系统设计

  减轻飞机负担

  可以说,飞机的应急放油系统基本平时是个“累赘”,急时是个宝贝。在正常运营过程中飞机白白背负额外的设备和管路重量,航空公司也需要为此负担更高的运营成本。

  因此,燃油系统工程师在设计过程中会尽可能提高集成度,考虑复用已有的燃油系统设备。例如优化发动机供油系统设计,使其在满足发动机供油流量和压力的情况下同时兼顾应急放油功能,以避免增加独立的应急放油泵。

  当然,对于飞机设计师来说,永远不存在完美的解决方案。系统设计总是各种权衡的结果,应急放油系统也不例外。采用高集成的设计必然提高供油和放油性能的匹配难度。为此,需要开展大量的仿真分析和试验研究工作,确保系统能够在可以接受的性能区间运行。

  此外,应急放油系统设计的另一个挑战,是确保系统各种潜在非正常工作场景以及与相关系统的组合失效模式不会导致出现危害飞行安全的情况。燃油系统工程师需要与包括总体性能、系统集成、安全性、航电电气、驾驶舱人机功效等多专业在内的庞大团队协同工作,以确保飞行安全。(徐铭浩 朱德轩)

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