通用航空新型航煤加注装置的研究设计
罗涛
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

罗涛,. 通用航空新型航煤加注装置的研究设计[J]. 中国航空航天科学,2023.9. DOI:10.12721/ccn.2023.157284.
摘要:
介绍了通航供油保障设备国内外发展趋势,根据通用航空的特点,开展针对性的研究,研制一款配置储罐进行航煤加注的专用移动加油装置,促进通用航空的发展。
关键词: 通航专用设备移动加油航煤罐研究设计
DOI:10.12721/ccn.2023.157284
基金资助:

0 引言

在我国通用航空原称专业航空。在1986年1月国务院颁布的《关于通用航空管理的暂行规定》中,正式将专业航空改名为通用航空。通用航空作为民航“两翼齐飞”的“一翼”,在国民经济发展中具有不可替代的作用和战略意义。

根据中国民用航空局2003年1月10日发布的《通用航空飞行管制条例》,通用航空是指除军事、警务、海关缉私飞行和公共航空运输飞行以外的航空活动,包括从事工业、农业、林业、渔业、矿业、建筑业的作业飞行和医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、遥感测绘、教育训练、文化体育、旅游观光等方面的飞行活动。

油料之于通用航空就像血液之于身体。目前国内通航供油现状,在市场需求端,通航用户除了中信海直、国网通用等公司之外,普遍存在规模小、实力弱、价格承受力低等现象。再加之通航供油标准体系的缺乏,以及因供油设施设备不完备和储运加注环节不规范等造成的安全隐患等问题,这些因素都成为全面进入通航供油市场且实现盈亏的制约因素,但同时这也表明我国通航产业发展空间潜力巨大。

1 通航供油保障设备国内外发展趋势

1.1国内发展趋势

国内通用航空常用飞机罐式加油车进行加油保障,相关的研制生产企业主要有上海承飞、航天晨光、威海广泰、随州市力神、一汽(四川)专用汽车等。

上海承飞公司生产的飞机罐式加油车罐容包括:2000L、4100L、12000L;

航天晨光生产的飞机罐式加油车罐容包括:12000L;

威海广泰生产的飞机罐式加油车罐容包括:5000L;

随州市力神生产的飞机罐式加油车罐容包括:6180L以及13000L;

同时,以上海承飞公司、四川飞达源通为代表的国内企业均在通航加油撬装上开始布局,但都未形成一定规模。

以上加油设备能够适用于一定飞行作业规模的通航机场及通用航空公司的油料加注作业,对于有其它加油保障要求的(如供油体量小、多种油品等),现有设备并不能完全贴合用户端使用需求。

1.2国外发展趋势

美国等通航发达国家境内跑道长度超过3000英尺的公共开放通用机场86%有FBO(地面固定基地运营商),尤其是可供公务机起降的机场普遍都有一家或多家FBO提供地面服务。同时基本配备了加油撬装。最早的撬装加油站始建于美国,属于美国的专利产品。有资料显示在美国的机场、码头和国际海岸线,随处可见撬装式加油站的应用实例。其余也配备了便携式飞机/直升机加油泵装置,燃料可以从移动式油罐或油桶中抽取。

因此,目前通航供油保障面临着通航供油标准体系的缺乏、供油设施设备不完备和储运加注环节不规范等问题。未来亟需出台通用机场供油保障相关制度、标准和作业规程;统一“以车代罐”的安全、技术标准;制定航汽安全加油标准;研究保障模式自助化,研究供油设施无人值守、客户自助加注方式,研发航煤小包装自带泵轻便化加注设备,才能满足通航保障特点及客户差异化需求。 

2航煤罐装置研发方向

研究国内外相关标准,依据《通用机场橇装式加油设备技术规范》、《通用航空供油设施设计技术规范(暂定)》等标准规范,研究适合通航油料加注的保障模式。结合市场需求,通过现有加油设备产品开发中积累的技术,对装置泵油系统进行设计,开发航煤储罐用泵油系统,对航煤储罐结构及布置,进行优化分析,着重研究提升泵油系统操作的便利性,降低航煤储罐制造成本,同时提高装置的安全可靠性。

航煤罐加油装置拟由防爆电动搬运车、平板小车、油罐、上装作业系统、电气系统等组成,使用蓄电池供电驱动,能实现航油的储存、泵油、过滤、计量和移动加注等功能,相比于罐式加油车,构造简洁紧凑,安全性可靠性高,减少日常维护保养费用,提高维保效率,实现通航供油设施设备的经济适用。

3 航煤罐装置功能特点

通航移动加油装置(航煤罐)主要由平板车、上装作业系统、仪表及面板、变频控制箱和防爆电动搬运车组成。

在平板车上航煤储罐放置在右后侧,使得装置整体重心靠右侧,便于操作人员推动加油装置时转向等操作;管道泵、操作阀门、灭火器箱放置在左侧,便于操作人员在同侧操作;工具箱、防爆电缆盘上下叠放,便于操作人员工具拿取的同时节省加油装置的空间尺寸。该装置完全适用于通航供油保障中的单次加油量小的作业场景,实现重力加油流量不小于60L/min,最大作业距离可达20米;通过防爆电动搬运车进行搬运行走,也可通过人力手推的方式实现移动加油;满足最低-30℃的使用环境温度。

图1为通航移动加油装置(航煤罐)结构组成设计。

截图1741834653.png 图1 通航移动加油装置(航煤罐)结构

 4 平板车结构及实验参数

平板车作为整个加油装置的基体与框架,支撑着油罐、上装作业系统、变频控制箱、拖线盘、工具箱等。平板车设置有扶手、万向轮、车架等部分。车架是整个加油机装置的装配基体,既要支撑连接加油装置的各零部件,还要承受来自车内和车外的各种载荷。

5 上装作业系统设计及工作原理

上装作业系统由航煤储罐、手动三通球阀、浮球控制阀、过滤球阀、管道离心泵、过滤分离器、流量计、卷盘及软管/加油枪总成以及引压回路、油品质量检测回路、释压排气回路等组成。

根据工况要求,作业系统工作原理见图2。

 图片1.png

图2 航煤罐装置作业系统原理图

工作流程:航煤罐装置有4种工作状态(4种工作状态通过三位三通球阀切换)。

(1)使用自身油罐通过管道泵实现重力加油。

(2)使用自身油罐通过管道泵、3/4软管总成实现自循环或倒罐。

(3)使用外置油罐连接加油装置管路快接阀,通过加油装置管道泵实现自装油。

(4)使用外置油罐连接加油装置管路快接阀,给加油装置油罐通过重力自流装油。

6 航煤储罐结构设计

航煤储罐采用不锈钢板拼接焊成,航煤储罐设计容积:870L,有效容积:780L。油箱底部设有排污球阀,正面设有目视镜、清洁法兰与吊耳,侧面设有三通球阀吸油法兰,顶部设有油罐呼吸阀与油罐安全阀。图3为航煤储罐外形结构设计。图片2.png

图3 航煤储罐外形结构

航煤储罐采用全封闭+呼吸阀结构,该结构能有效减小管道泵在吸油过程中,航煤储罐混入空气污染物,导致污染罐内燃料。航煤储罐底部抬高两侧底板,在罐内中间预留燃料沉淀区域,航煤储罐吸油口内设置浮动出油装置,该装置能有效防止吸油过程吸入油箱沉淀污染物。

7 电气系统工作原理

加油机通过防爆电动搬运车提供单相220V电压,加油机总线开关安装在电缆绞盘上,控制加油机系统的电源通断,当系统上电,限位开关自动检测位置,若三通球阀处于非中位状态,电磁阀(常通型)不工作,变频器处于待工作状态,此时,工作人员可以安照自己要求按下加油开关及调节电位器进行加油工作。反之,若三通球阀处于中位状态,限位开关闭合,电磁阀得电进入闭合状态,变频器处于断电状态,此时加油系统无法工作。

图4为航煤罐装置电器工作原理。

图片3.png

图4航煤罐装置电器工作原理图

8 设计先进性

通航移动加油装置(航煤罐)具有安全可靠、简单高效、轻便灵活、经济低碳等优势,同时符合法规要求,适用于通航供油保障中的单次加油量小的作业场景。设计注重提高整车的电气设备安全性能,设计电机启动与重力装油功能互锁,管路设有阻火通气阀,以及释压回路;关键电气部件均由加油作业系统、电气系统构成,采用防爆及高防护等级的设计,提升用户操作便利性,提高作业效率。创新设计自循环功能和自装油功能,加油流量不小于60l/min,实现重力加油。同时装置上装有可独立接市电使用加油,能够实现野外加油保障或应急抢险加油保障。该装置设计合理,功能完善,简单易用,且售后维护保养方便经济。由于装置无需汽柴油,使用蓄电池供电驱动,完全符合国家低碳绿色民航的发展理念。 

9 总结

通航供油业务是通用机场的重要组成部分,也是通用航空正常飞行的保障。我国当前正处于通航产业快速发展的高峰期,通用机场总体投资少、航空油料需求种类较多、加油量总量偏小、供油设备设施要求简单。通航移动加油(航煤通)装置在整体结构设计、操作方式、安全性等方面进行创新升级,装置重量轻,体积小巧,支持手推行走与被搬运两种模式,机动性强,移场保障方便,具有灵活机动的优势。采用通航移动加油(航煤通)装置,不仅能大大节约第三方供油企业固定投资成本和运营管理成本,有效降低通航企业的加油成本,而且还能确保航空油料质量,提高加油服务的便利性、快捷性和安全性,提升通航油料创新力和竞争力,形成通航油料绿色壁垒,推动我国通航业务高质量发展。

参考文献

[1] 杨思坤. 通用机场及供油发展现状与展望. 油气储运,2015.12

[2] 李洁. 通用航空野外加油装置研制结题论文. 建筑工程技术与设计,2017.16

[3] 王海山.浅析通用航空供油保障中的移动加油设备.应用技术,2021.11

[4] 蔡子璇 王峰岳 陆均益等. 通用航空加油现状及小型装置研发. 建筑工程技术与设计,2019.13

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。