[发明专利]飞行器燃油箱惰化系统及燃油箱防爆方法

说明书

本发明公开了一种飞行器燃油箱惰化系统及燃油箱防爆方法，飞行器燃油箱惰化系统包括置于油箱内的换热器，所述换热器连接有加热系统。燃油箱防爆方法包括给燃油加热的步骤，使油箱内燃油蒸汽浓度高于可燃阀值。本发明通过加热燃油箱中的燃油，使得油箱上部气相空间中燃油蒸汽浓度升高，处于可燃界限之外，从而达到防爆的目的，另外，油箱中燃油的温度较高，也可降低燃油进入发动机燃烧前的预热功率，具有惰化时间短、无环境污染、系统简单可控等优点。

技术领域

本发明涉及航空系统技术领域，特别是涉及一种飞行器燃油箱惰化系统及燃油箱防爆方法。

背景技术

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。燃油箱若具有防爆能力，即使中弹或其他原因引起火灾，也不至于机毁人亡，飞机经修复后乃可继续使用，这就相应提高了飞机的利用率和生存力，降低了飞机的易损性。飞机燃油箱防爆技术的采用还可以增加救生时间，使飞机在燃油箱出现故障的情况下有足够的时间返航。另外，还可以在应急情况下保护飞机。

“燃油蒸汽、氧气、火源”被称为“起火三因素”，燃油在存储或运输过程中，燃油箱内因雷电、静电火花、摩擦火花等特殊风险或失效状态，极易引燃起火而发生灾难性爆炸，造成严重的后果。研究表明，燃油箱上部气相空间混合气体的温度以及其中燃油蒸汽浓度、惰气浓度、氧气浓度的相互比例关系，共同决定了油箱是否暴露在可燃状态。

常见的飞行器油箱惰化技术原理均为采用氮气等惰性气体填充油箱，来使得燃油箱内的氧气浓度低于某一值，在燃油箱内产生一个不易燃的环境，从而防止点火源出现引发燃油箱爆炸，如液氮惰化技术、Halon 1301惰化技术、分子筛技术、膜分离技术等。其中中空纤维膜制取富氮气体的机载制氮惰化技术（On-Board Inert Gas Generator System，OBIGGS）是目前最经济、实用的飞机油箱燃爆抑制技术。OBIGGS把来自发动机或环控系统的引气，经过温度调节、压力调节、去除臭氧、水分、杂质等污染物后，通入由中空纤维膜构成的空气分离装置内分离成富氧气体和富氮气体，富氧气体排出机外，富氮气体则按不同的流量模式充入燃油箱进行洗涤或冲洗。

但是 OBIGGS 技术仍存在很多问题，如分离膜效率低导致飞机代偿损失大、分离膜入口需求压力高导致在很多机型上无法使用（如直升机）、细小的膜丝和渗透孔径逐渐堵塞及气源中臭氧导致膜性能衰减严重、富氮气体填充油箱时导致燃油蒸汽外泄污染环境等。

因此本领域技术人员致力于开发一种应用范围广、耐用性好、惰化时间短、环境友好的飞行器燃油箱惰化系统及燃油箱防爆方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种应用范围广、耐用性好、惰化时间短、环境友好的飞行器燃油箱惰化系统及燃油箱防爆方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种飞行器燃油箱惰化系统，包括置于油箱内的换热器，所述换热器连接有加热系统。

较佳的，所述加热系统包括管道连接的水泵、水箱，所述水箱出口管道连接所述水泵，所述水泵管道连接所述换热器，所述换热器另一端管道连接到所述水箱入口；所述水箱内安装有加热器。

较佳的，所述加热器和水泵均连接到控制器；所述水箱和水泵之间的管道安装有第一温度传感器、第一流量传感器；所述水箱的液相空间通过探杆连接有第三温度传感器；所述换热器和所述水箱入口之间的管道安装有第二温度传感器；

所述第一温度传感器、第一流量传感器、第三温度传感器和第二温度传感器通过电缆并联后与所述控制器连接。

较佳的，所述加热系统包括发动机引气管道，所述发动机引气管道通过管道连接有风机，所述风机下游连接所述换热器，所述换热器出口管道连通至机外。