[发明专利]一种飞机燃油扩散器及压力调节装置的布置方法

说明书

本发明涉及一种飞机燃油扩散器及压力调节装置的布置方法，提出了一种带压力调节装置的燃油扩散器，压力调节装置为垂直安装在燃油扩散器内表面的若干个折流板。这些折流板可以调节扩散器内部的燃油压力，消除“憋压”现象，使得靠近网孔处的压力分布趋于均匀。本发明还提出了该压力调节装置的布置方法，即基于未安装压力调节装置的燃油扩散器内部压力分布特点进行折流板的安装。本发明在于利用理论分析和数值模拟的原理，通过在燃油扩散器内部垂直安装若干折流板，使得扩散器内靠近网孔处的燃油压力分布趋于均匀，降低燃油喷出速度并提高其均匀度，进而降低飞机在压力加油时发生静电的概率。

技术领域

本发明涉及飞机加油领域，尤其是涉及飞机压力加油系统的燃油扩散器领域。

背景技术

飞机燃油一般为航空煤油，其静电特性是燃油流速越大，静电压越大，也即燃油自燃的风险也越大。飞机燃油从底部进入油箱，需满足《运输类飞机适航标准》中“25.1301(a)功能与安装”的要求。燃油扩散器属于一种燃油压力加油管路系统中的末端装置，其功能是降低燃油速度，减少燃油的静电压，进而保证压力加油过程的安全。由于燃油扩散器平直安装在飞机油箱底部，故仅能在其上半侧壁进行开孔，如图1和2所示。

由于此类燃油扩散器的根部封堵，这将导致其根部的燃油压力过高，出现“憋压”现象，如图3所示。由小孔流动特性可知，燃油从网孔喷出的速度由扩散器内外压差决定。因此，燃油从扩散器侧壁网孔喷出的速度受扩散器内部的压力直接影响，尤其是靠近网孔处的燃油扩散器内部压力分布。“憋压”现象会导致燃油从靠近扩散器根部的网孔喷出速度过大，不符合飞机压力加油的安全要求。

对于管路的内部流动而言，由伯努利方程可知，改变其内部的压力分布意味着需要改变管路的流速分布。另外，由流体的连续性方程可知，改变管路的流速分布，可以通过借助改变管路的截面积来实现。由此可见，可以通过改变管路的流速分布特征，来实现管路内部压力的调节，这将是消除“憋压”现象、降低燃油喷出速度并提高其均匀度的关键突破口。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种带压力调节装置的飞机燃油扩散器以及一种压力调节装置的布置方法，目的在于通过压力调节装置消除扩散器内部的“憋压”现象，提高扩散器内靠近网孔处的燃油压力分布均匀度，进而实现燃油从扩散器侧壁网孔处均匀喷出，并实现喷出速度大小满足相关技术要求。

本发明提供了一种带压力调节装置的飞机燃油扩散器，包括一段根部封闭的圆截面管路。所述管路的根部封闭，半侧壁开设有网状小孔，未开设网孔的另外半侧壁安装有若干折流板，入口通过一段连接管与飞机加油控制活门出口相连；燃油从所述管路的入口流入，并经侧壁网孔处喷出，进入飞机油箱。所述管路平直安装在飞机油箱底部，所述网状小孔均匀开设在背向飞机油箱底部的半侧壁；所述折流板顶部平直，并垂直紧密安装在靠近飞机油箱底部的半侧壁。

所述燃油扩散器的折流板，其特征在于：所述折流板的高度不超过扩散器内径D的1/4，数目至少为3个。其中，第一个折流板的高度为0.125D，距离扩散器入口的长度为0.1L；其余折流板的高度均为0.25D，两个必要的折流板分别布置在距离扩散器入口0.3L和0.5L处。

本发明还提供了一种燃油扩散器压力调节装置的布置方法，其特征在于：选取0.125D和0.25D高度的若干折流板进行压力调节，折流板紧密垂直安装在靠近飞机油箱底部的燃油扩散器内侧壁。折流板的位置和数目，以未安装折流板的燃油扩散器内部的压力分布特点为参考依据。布置方法具体为：1）利用实验测量或计算流体力学模拟手段获取未安装折流板的燃油扩散器内部的压力分布；2）根据该压力分布特点确定需要调节压力的扩散器范围；3）在所述范围内紧密安装若干折流板，进而调节该范围内的压力。