第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1 1/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2 2/ /4444n n2.1 供油系统功用供油系统功用n n2.2 发动机供油方案发动机供油方案n n2.3 燃油系统的高空性燃油系统的高空性n n2.4 在过载和失重条件下的供油在过载和失重条件下的供油n n2.5 一级增压泵的选用一级增压泵的选用n n2.6 供油系统入口压力计算供油系统入口压力计算本节内容：第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3 3/ /44442.1 2.1 供油系统功用：供油系统功用： 在各种规定的飞行状态和工作条件下，以给在各种规定的飞行状态和工作条件下，以给定的流量和压力，保证燃油从消耗油箱不间断的定的流量和压力，保证燃油从消耗油箱不间断的供给发动机供给发动机1、供油系统类型：、供油系统类型：Ø 重力供油重力供油Ø 动力供油2、供油特点和要求：、供油特点和要求：Ø 供油量大，不能间断Ø 防火！3 3、组成、组成一级增压泵、油箱和阀等部件一级增压泵、油箱和阀等部件 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计4 4/ /44442.2 2.2 发动机供油方案发动机供油方案 发动机供油方案决定因素：发动机供油方案决定因素：（（1 1））燃油箱数量及其在飞机上的配置；燃油箱数量及其在飞机上的配置；（（2 2）发动机数量及其在飞机上的安装位置。
发动机数量及其在飞机上的安装位置典型方案典型方案1 1、只有一个消耗油箱的供油系统、只有一个消耗油箱的供油系统 这种系统适用于单发动机的飞机或者这种系统适用于单发动机的飞机或者是按单发原理构成的双发飞机是按单发原理构成的双发飞机 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计5 5/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计6 6/ /44442 2、有两个消耗油箱的供油系统、有两个消耗油箱的供油系统 这种系统适用于分散布置的双发或者四发这种系统适用于分散布置的双发或者四发等飞机，等飞机，每一个消耗油箱保证一个或者一组发每一个消耗油箱保证一个或者一组发动机的供油如下图所示动机的供油如下图所示 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计7 7/ /44443 3、等量供油系统、等量供油系统 基本的供油方式：由各主油箱（消耗油箱）基本的供油方式：由各主油箱（消耗油箱）向各自对应的发动机供油向各自对应的发动机供油 特点：特点： （（1 1）消耗油箱容量大，备用油箱数量少，传）消耗油箱容量大，备用油箱数量少，传输简单。
输简单 （（2 2）重心前后油箱向发动机等量供油，耗油）重心前后油箱向发动机等量供油，耗油过程中重心变化较小，这样传输简单，耗油顺过程中重心变化较小，这样传输简单，耗油顺序只需手动控制序只需手动控制 缺点：缺点： 对于机动性要求高的飞机，油箱数量要尽对于机动性要求高的飞机，油箱数量要尽量少，要保证机动飞行时的供油，消耗油箱将量少，要保证机动飞行时的供油，消耗油箱将比较复杂，重量将增大比较复杂，重量将增大 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计8 8/ /44442.3 2.3 燃油系统的高空性燃油系统的高空性1 1、气穴现象、气穴现象 当燃油本身的压力小于饱和蒸气压当燃油本身的压力小于饱和蒸气压 时，燃时，燃油就会汽化同时随着压力的降低，溶解于燃油就会汽化同时随着压力的降低，溶解于燃油中的空气也会少量析出，这些燃油蒸汽和空油中的空气也会少量析出，这些燃油蒸汽和空气在燃油中形成汽泡气在燃油中形成汽泡 当这些汽泡随燃油流到高压区时它们又会迅当这些汽泡随燃油流到高压区时它们又会迅速液化，造成汽泡迅速塌缩，周围的液体便向速液化，造成汽泡迅速塌缩，周围的液体便向汽泡中心冲击。
汽泡中心冲击原理：原理： 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计9 9/ /4444 当汽泡的塌缩发生在泵叶片表面时就会对当汽泡的塌缩发生在泵叶片表面时就会对叶片造成液压冲击，长期的冲击会造成叶片的叶片造成液压冲击，长期的冲击会造成叶片的损坏，引起泵的损坏，引起泵的振动噪声振动噪声，而且，而且流量流量、、压力压力、、功率和效率功率和效率迅速下降，严重时会造成进口、叶迅速下降，严重时会造成进口、叶轮和出口的破坏，导致离心泵不能正常工作，轮和出口的破坏，导致离心泵不能正常工作，这就是气穴现象这就是气穴现象2 2、防气穴许用压力和防气穴安全压力、防气穴许用压力和防气穴安全压力 D D点最低压力点最低压力 为防气穴许用压力为防气穴许用压力 为防气穴安全压力，为防气穴安全压力， 为进口压力为进口压力气穴现象对离心泵的影响：气穴现象对离心泵的影响： 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1010/ /4444油泵工作轮叶片上的压力分布油泵工作轮叶片上的压力分布燃油入口燃油入口2 2、防气穴许用压力和防气穴安全压力、防气穴许用压力和防气穴安全压力防气穴许用压力防气穴许用压力防气穴许用压力防气穴许用压力防气穴安全压力防气穴安全压力防气穴安全压力防气穴安全压力 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1111/ /44443 3、高空性的概念、高空性的概念 燃油系统的高空性是指：系统在何种高度上燃油系统的高空性是指：系统在何种高度上仍能保持供油能力，通常即指保证向发动机连仍能保持供油能力，通常即指保证向发动机连续供油所能达到的飞行高度。
续供油所能达到的飞行高度1 1）） 重力供油系统的高空性重力供油系统的高空性 当油箱位于发动机油泵之上（例如上单翼的机翼油当油箱位于发动机油泵之上（例如上单翼的机翼油当油箱位于发动机油泵之上（例如上单翼的机翼油当油箱位于发动机油泵之上（例如上单翼的机翼油箱），飞行高度不大（箱），飞行高度不大（箱），飞行高度不大（箱），飞行高度不大（<5000<5000<5000<5000米），且供油量小时，常米），且供油量小时，常米），且供油量小时，常米），且供油量小时，常省去消耗油箱的增压泵，直接借重力向发动机供油，这省去消耗油箱的增压泵，直接借重力向发动机供油，这省去消耗油箱的增压泵，直接借重力向发动机供油，这省去消耗油箱的增压泵，直接借重力向发动机供油，这种方式称为重力供油种方式称为重力供油种方式称为重力供油种方式称为重力供油 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1212/ /4444特点：ØØ油箱位置高于用油点（发动机）；油箱位置高于用油点（发动机）；ØØ主油滤置于系统最低点主油滤置于系统最低点 ：：ØØ不允许几个独立的油箱同时向一个发动机供油：不允许几个独立的油箱同时向一个发动机供油：两个油箱同时向一台发动机供油，两油箱之间必须用连通管两个油箱同时向一台发动机供油，两油箱之间必须用连通管目的：防止空气进入系统：当一个油箱油液用完，另一个油目的：防止空气进入系统：当一个油箱油液用完，另一个油箱有油时可导致空气进入供油管路，导致发动机瞬间供箱有油时可导致空气进入供油管路，导致发动机瞬间供油不足。
油不足油箱 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1313/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1414/ /4444重力供油系统的高空性：重力供油系统的高空性： 为了保证发动机增压离心泵的进口压力，压力为了保证发动机增压离心泵的进口压力，压力值由两部分组成：防气穴许用压力值由两部分组成：防气穴许用压力 和防气穴和防气穴安全压力安全压力 ，所以：，所以： 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1515/ /4444因此：因此：此式决定了供油系统正常工作所能达到的高度此式决定了供油系统正常工作所能达到的高度当给定当给定 时，油箱的需用增压值为：时，油箱的需用增压值为：H↑↑，，PH↓↓，，△△P Pz ↑↑ 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1616/ /4444（（2 2）） 采用一级增压泵时供油系统的高空性采用一级增压泵时供油系统的高空性 为了降低油箱的增压值，同时保持足够的高为了降低油箱的增压值，同时保持足够的高空性，在构造上采用加装油箱增压泵的方式，空性，在构造上采用加装油箱增压泵的方式，列出柏努利方程：列出柏努利方程： 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1717/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1818/ /4444（（3 3）） 出现故障时供油系统的高空性出现故障时供油系统的高空性Ø 当一级增压泵损坏时，油泵只能靠重力供油，为当一级增压泵损坏时，油泵只能靠重力供油，为当一级增压泵损坏时，油泵只能靠重力供油，为当一级增压泵损坏时，油泵只能靠重力供油，为保证进口压力，通常降发动机转为小流量状态。
保证进口压力，通常降发动机转为小流量状态保证进口压力，通常降发动机转为小流量状态保证进口压力，通常降发动机转为小流量状态如果这样还不能保证进口压力，则降低飞行高度如果这样还不能保证进口压力，则降低飞行高度如果这样还不能保证进口压力，则降低飞行高度如果这样还不能保证进口压力，则降低飞行高度Ø 如果油箱增压系统和一级泵同时损坏（如果油箱增压系统和一级泵同时损坏（如果油箱增压系统和一级泵同时损坏（如果油箱增压系统和一级泵同时损坏（ ），），），），飞行高度为：飞行高度为：飞行高度为：飞行高度为： 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计1919/ /4444（（4 4）） 决定燃油系统高空性的主要因素决定燃油系统高空性的主要因素Ø 所需的防气穴安全压力所需的防气穴安全压力所需的防气穴安全压力所需的防气穴安全压力Ø 流体阻力和惯性力引起的压力损失流体阻力和惯性力引起的压力损失流体阻力和惯性力引起的压力损失流体阻力和惯性力引起的压力损失Ø 油箱的增压值油箱的增压值油箱的增压值油箱的增压值Ø 燃油的饱和蒸汽压燃油的饱和蒸汽压燃油的饱和蒸汽压燃油的饱和蒸汽压 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2020/ /44442.4 2.4 在过载和失重条件下的供油在过载和失重条件下的供油 飞机飞行过程中会出现各种过载情况，比飞机飞行过程中会出现各种过载情况，比如陡俯冲、急跃升、倒飞等情况，还有可能遇如陡俯冲、急跃升、倒飞等情况，还有可能遇到失重情况，这些情况会影响燃油在油箱中的到失重情况，这些情况会影响燃油在油箱中的分布，若不采取措施，就会造成油箱出口无油，分布，若不采取措施，就会造成油箱出口无油，造成供油中断的危险。
造成供油中断的危险 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2121/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2222/ /4444零、负过载供油装置设计零、负过载供油装置设计uu配重活门式（机械装置式）配重活门式（机械装置式）uu位置式（高低泵布置或双面泵）位置式（高低泵布置或双面泵）uu蓄压式蓄压式uu位置式和蓄压式综合利用式位置式和蓄压式综合利用式 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2323/ /4444uu配重活门式配重活门式（机械装置（机械装置式）式）uu特点及应用特点及应用装置复杂，重装置复杂，重量大仅在早期飞机仅在早期飞机上应用（歼上应用（歼6、歼、歼7）） 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2424/ /4444形式简单，调形式简单，调节方便应用节方便应用广泛过载情况下供过载情况下供油时间短油时间短uu位置式（高低泵布置或双面泵）位置式（高低泵布置或双面泵） 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2525/ /4444位置式和蓄压式位置式和蓄压式增加过载下的供油时间，提高飞机机动性增加过载下的供油时间，提高飞机机动性。
第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2626/ /44442.5 2.5 一级增压泵的选用一级增压泵的选用（（1 1）） 离心泵的基本组成离心泵的基本组成Ø 螺旋型蜗壳螺旋型蜗壳螺旋型蜗壳螺旋型蜗壳Ø 扩散管扩散管扩散管扩散管Ø 离心叶轮离心叶轮离心叶轮离心叶轮 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2727/ /4444（（2 2）） 工作原理工作原理 燃油在叶轮带动下，获得动能，再由蜗壳燃油在叶轮带动下，获得动能，再由蜗壳收集，燃油速度降低，大部分动能转变成压力收集，燃油速度降低，大部分动能转变成压力能，使燃油获得所需要的增压值；能，使燃油获得所需要的增压值； 当燃油从叶轮进口甩向外缘时，叶轮进口形当燃油从叶轮进口甩向外缘时，叶轮进口形成负压，这时，在油箱油柱和油面压力作用下，成负压，这时，在油箱油柱和油面压力作用下，燃油从油泵进口连续流向叶轮燃油从油泵进口连续流向叶轮 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2828/ /4444（（3 3）） 分类分类Ø后弯式后弯式Ø前弯式前弯式Ø直叶式直叶式 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计2929/ /4444（（4 4）） 离心泵的选用离心泵的选用Ø明确需用特性明确需用特性 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3030/ /4444加力状态下发动机供油量与飞行速度和高度的关系加力状态下发动机供油量与飞行速度和高度的关系加力状态下发动机供油量与飞行速度和高度的关系加力状态下发动机供油量与飞行速度和高度的关系 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3131/ /4444一级泵的需用特性曲线一级泵的需用特性曲线一级泵的需用特性曲线一级泵的需用特性曲线做出飞行高度与发动机做出飞行高度与发动机做出飞行高度与发动机做出飞行高度与发动机供油量的关系曲线供油量的关系曲线供油量的关系曲线供油量的关系曲线再做出再做出再做出再做出Δ ΔP’P’曲线曲线曲线曲线B B 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3232/ /4444Ø选择油泵及流量控制方案选择油泵及流量控制方案工作叶轮片形状不同时离心泵的种类工作叶轮片形状不同时离心泵的种类 燃油泵选择：燃油泵选择：燃油泵选择：燃油泵选择： 要求对应于最大允许用转要求对应于最大允许用转要求对应于最大允许用转要求对应于最大允许用转速的油泵特性曲线能围住需用速的油泵特性曲线能围住需用速的油泵特性曲线能围住需用速的油泵特性曲线能围住需用特性曲线，一般选择前弯式的特性曲线，一般选择前弯式的特性曲线，一般选择前弯式的特性曲线，一般选择前弯式的离心泵（离心泵（离心泵（离心泵（β2<90°）；）；）；）； 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3333/ /4444Ø选择油泵及流量控制方案选择油泵及流量控制方案流量控制：流量控制：流量控制：流量控制： 供油量改变可以通过改变增压管路的流动阻力，或供油量改变可以通过改变增压管路的流动阻力，或供油量改变可以通过改变增压管路的流动阻力，或供油量改变可以通过改变增压管路的流动阻力，或改变转速来达到改变转速来达到改变转速来达到改变转速来达到 。
改变流动阻力改变流动阻力改变转速改变转速 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3434/ /44442.6 2.6 供油系统的入口压力计算供油系统的入口压力计算 pent= pp-Δps 发动机入口压力发动机入口压力pent燃油泵出口压力燃油泵出口压力pp供油管路阻力供油管路阻力 Δps 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3535/ /4444 pent= pp-Δps 供油系统入口压力计算公式供油系统入口压力计算公式: : 泵性能公式pp=f(Q)=pH+Δpt+a1-b1Q2 式中: pp——供油泵出口绝对压力，MPa; pH——大气压力，MPa; Δpt——油箱增压值，MPa; a1——供油泵零流量进出口压差，MPa b1——供油泵特性参数，kg·m-7 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3636/ /4444供油管路阻力方程供油管路阻力方程Δps= a2+b2Q2b2——供油管路流体阻力特性参数供油管路流体阻力特性参数 Δps——供油管路阻力，供油管路阻力，MPa; a2——惯性阻力惯性阻力(静高度阻力静高度阻力) a2=(Linsinαfs+Δhcosαfs)nin×ρ×g×10-6 (MPa) 当惯性力为零，飞行姿态角当惯性力为零，飞行姿态角θ=0°，，φ=0°，则，则 a2=(h1-h2)ρ×g×10-6 (MPa) 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3737/ /4444pent= pp-Δps =pH+Δpt+a1-b1Q2 -a2-b2Q2 = pH+Δpt+a1-a2-(b1+b2)Q2 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3838/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计3939/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计4040/ /4444（（1）泵的出口压力）泵的出口压力pp=f(Q)=pH+Δpt+a1-b1Q2 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计4141/ /4444（（2）供油管路阻力方程）供油管路阻力方程Δps= a2+b2Q2 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计4242/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计4343/ /4444 第二节第二节 发动机供油系统设计发动机供油系统设计4444/ /4444n n供油系统功用供油系统功用n n燃油系统的高空性燃油系统的高空性n n供油系统入口压力计算供油系统入口压力计算小结需要掌握的：n n发动机供油方案发动机供油方案n n在过载和失重条件下的供油在过载和失重条件下的供油n n一级增压泵的选用一级增压泵的选用需要了解的： 。