油量表（油量表）

意義

在飛行過(guò)程中，及時(shí)了解飛機(jī)的油量，對(duì)于完成飛行任務(wù)和保障飛行安全，有著重要意義。而飛機(jī)上的油箱其形狀都是不規(guī)則的，這樣就給油量的測(cè)量帶來(lái)了許多問(wèn)題。飛機(jī)燃油系統(tǒng)包括油箱、供油和卸油管路、油量測(cè)量器件等部分組成。

飛機(jī)燃油系統(tǒng)主要用于存儲(chǔ)、輸送飛機(jī)飛行所需要的燃油。飛機(jī)燃油量的測(cè)量及管理系統(tǒng)是飛機(jī)燃油系統(tǒng)中的一個(gè)非常重要的子系統(tǒng)。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量油箱中的剩余油量可以精確地計(jì)算飛機(jī)續(xù)航時(shí)間，保證安全飛行。同時(shí)，通過(guò)對(duì)飛機(jī)中各個(gè)油箱燃油儲(chǔ)量的精確測(cè)量，還可以便于燃油的綜合管理，調(diào)整燃油系統(tǒng)中各油箱的分布，實(shí)現(xiàn)耗油順序的優(yōu)化，確保飛機(jī)重心自動(dòng)保持和調(diào)整到飛行需要的范圍內(nèi)，改善飛行品質(zhì)。

在飛機(jī)飛行的各種條件和姿態(tài)下，需準(zhǔn)確提供飛機(jī)剩余油量及特征油量信號(hào)指示，以便飛行員能夠順利完成飛行任務(wù)。油量一高度曲線(xiàn)和面心一高度曲線(xiàn)是設(shè)計(jì)和敷設(shè)油量傳感器的依據(jù)，其精度直接影響飛機(jī)飛行任務(wù)的執(zhí)行和飛行安全。

原理

現(xiàn)階段飛機(jī)上所運(yùn)用的燃油測(cè)量系統(tǒng)就顯示而言分為模擬式和數(shù)字式，但就對(duì)油量的測(cè)量方法都采用傳感電容容值與油量液面高度的正比關(guān)系，再結(jié)合一定的模擬運(yùn)算電路，通過(guò)單一的抗干擾傳輸線(xiàn)由油箱向數(shù)據(jù)處理、顯示電路傳送單模交流電壓信號(hào)，再由后者最終顯示實(shí)時(shí)的油量。

電容式測(cè)量原理

電容式油量表原理圖

電容油量表是一種機(jī)電式的儀表。它是目前部隊(duì)普遍采用的一種儀表。傳感器是由同心圓筒極板組成的圓柱形電容器。其原理是基于圓柱形電容器的電容量與油面高度具有單值的函數(shù)關(guān)系。然后由自平衡式測(cè)量電路將與油量對(duì)應(yīng)的電容量轉(zhuǎn)換為指針的轉(zhuǎn)角。自平衡式測(cè)量電路包括阻容電橋、晶體管放大器、兩相異步電動(dòng)機(jī)、減速器、刻度盤(pán)和指針等部分組成。

油量表工作過(guò)程

燃油油量表的基本工作過(guò)程為：首先由油量測(cè)量傳感器測(cè)出油箱中的油面高度，飛行姿態(tài)和存儲(chǔ)在內(nèi)部的油箱數(shù)學(xué)模型等信息，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的燃油體積，結(jié)合燃油密度傳感器所測(cè)得的燃油密度，即得油箱所載燃油的質(zhì)量。燃油測(cè)量任務(wù)計(jì)算機(jī)將燃油質(zhì)量通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)傳給座艙顯示系統(tǒng)和飛行管理任務(wù)系統(tǒng)等。

研究現(xiàn)狀

加裝燃油時(shí)，不少都碰到過(guò)燃油短缺的現(xiàn)象，或少則多，甚至更多。如果在開(kāi)航后才發(fā)現(xiàn)加油短缺，勢(shì)必給公司或國(guó)家造成經(jīng)濟(jì)損失，甚至可能影響航行安全。近幾年來(lái)，由于油價(jià)飛漲，供油船的小動(dòng)作、小手段越來(lái)越多，稍不留意，就會(huì)被蒙騙，造成“短油”。因此，如何確保加油數(shù)量值得我們重視。在一些國(guó)家和地區(qū)加油特別是香港、新加坡、韓國(guó)等地應(yīng)格外小心，認(rèn)真防范、嚴(yán)格把關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)飛機(jī)上普遍采用兩種方法來(lái)測(cè)量飛機(jī)上的油量。一種是電阻式油量表，它利用“浮子”將油面的高低轉(zhuǎn)換為電位器電阻的變化。另一種是機(jī)電式油量表，它利用電容器將油面的高低轉(zhuǎn)換為電容量的大小。

我國(guó)對(duì)燃油測(cè)量技術(shù)的研究起步較晚，從上世紀(jì)70年代才開(kāi)始相關(guān)技術(shù)的跟蹤與研究，并且研究工作僅限于個(gè)別場(chǎng)所，在這之前僅限于簡(jiǎn)單的仿制與生產(chǎn)。真正開(kāi)展燃油測(cè)量技術(shù)和數(shù)字式燃油測(cè)量系統(tǒng)研究是二十一世紀(jì)初。

發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，盡管燃油測(cè)量精度在不斷的提高，系統(tǒng)可靠性、維護(hù)性等性能在不斷改進(jìn)，但燃油測(cè)量系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有任何變化，都是按照其體系結(jié)構(gòu)在發(fā)展，在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，微電子和計(jì)算機(jī)起了決定性作用這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，在系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的模擬電路正在逐漸被數(shù)字電路取代。這使系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)，尺寸，重量方面得以改善，并且大大提高了系統(tǒng)的工作效率，測(cè)量精度，可靠性和可維護(hù)性。

2）當(dāng)油位測(cè)量傳感器線(xiàn)性變化時(shí)，就標(biāo)志著油量測(cè)量任務(wù)計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入特性化時(shí)代。將傳感器所包含的物理特性信息儲(chǔ)存到測(cè)量任務(wù)計(jì)算機(jī)中，由其進(jìn)行數(shù)據(jù)分類(lèi)，計(jì)算，插值，存儲(chǔ)和調(diào)用等各種復(fù)雜運(yùn)算，以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障檢測(cè)，油量預(yù)選與報(bào)警等功能。

3）在燃油密度測(cè)量方面，由于航空燃油時(shí)烴類(lèi)產(chǎn)品的一種復(fù)雜混合物，其屬性隨產(chǎn)地不同而變化，而且存在著各種污染，導(dǎo)致燃油密度與介電常數(shù)的關(guān)系并不總是恒定的，并且系統(tǒng)對(duì)測(cè)量精度的要求在不斷提高，故放棄了介電常數(shù)測(cè)量的間接測(cè)量密度方式，相繼研制了各種直接測(cè)量的密度計(jì)，如放射性燃油密度傳感器，諧振式密度傳感器，已在波音767，波音777，C-130，F(xiàn)-22等飛機(jī)上成功運(yùn)用。

4）在油位測(cè)量方面，經(jīng)歷了從油尺、電容式測(cè)量到超聲波、放射性、光纖等各種先進(jìn)的測(cè)量方式并存的時(shí)代。其中電容式油位測(cè)量傳感器經(jīng)歷了從特性傳感器到線(xiàn)性傳感器的轉(zhuǎn)變，這得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使實(shí)時(shí)的體積計(jì)算成為現(xiàn)實(shí)，放棄了用傳感器的非線(xiàn)性電容變化來(lái)反應(yīng)燃油體積變化的測(cè)量方式。