ICS 49.060 V 39
HB 8501-2014
民用飞机燃油系统地面模拟试验要求
Requirements for ground simulation test of commercial aircraft fuel system
2014-07-09 发布 2014-11-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
本标准依据 GB/T 1. 1-2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写》进行起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。
本标准起草单位：中航工业第一飞机设计研究院、中国航空综合技术研究所。
本标准主要起草人：蒋军昌、王明杰、王慧丹、徐鹏国、张晟、韩琦。
民用飞机燃油系统地面模拟试验要求
1 范围
本标准规定了民用飞机燃油系统地面模拟试验的目的、内容与要求、测试参数及合格判据等。
本标准适用于运输类民用飞机燃油系统，其他飞机燃油系统可参考使用。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
CCAR 25 中国民用航空规章第 25 部运输类飞机适航标准
HB 8504 民用飞机燃油系统和附件结冰试验要求
3 一般要求
3.1 试验用燃油
试验用燃油特性应符合有关规范。除热燃油试验和燃油结冰试验外，一般应使用该飞机的基本燃油。
3.2 试验环境
除非试验项目另有规定，试验应在常温、常压条件下进行。
3.3 测试设备
试验用测试设备要求如下：
a) 试验所用测试设备应经校验合格;
b) 仪表式压力、流量测试设备的精度应不低于 1.5 级;数字式压力、流量测试系统的总误差应不超过 0.5%;
c) 冲击压力测试设备的动态响应特性应优于 1ms;
d) 燃油温度测量误差应不超过 1℃;
e) 氧浓度测量误差应不超过 1%(绝对);
f) 角度测量误差应不超过 0. 1˚,角度控制误差应不超过 0.3˚(静态);
g) 燃油油量测量计误差应不超过 0.2%;
h) 时间测量计误差应不超过 1s。
3.4 被试系统
被试系统包括燃油箱、燃油系统管路、附件等， 应能够模拟飞机装机系统。如果被试系统与装机系统有一定差异，需分析证明这些差异对试验结果的影响。
3.5 符合性验证
符合性验证试验应符合有关适航条例的要求，被试系统应在试验前通过局方的制造符合性检查;试验大纲应经局方批准;局方选定的目击试验应有局方现场目击。
3.6 安全
试验中有关安全要求如下：
a) 试验场地应具有通风、防火、防爆、消防设施，并符合有关规定;
b) 参试人员一律穿戴防静电服装;
c) 试验场地严禁烟火;
d) 试验系统应良好电接地;
e) 试验设备应符合相关防爆标准。
3.7 试验项目
燃油系统地面模拟试验项目见表 1。
表 1 燃油系统地面模拟试验项目表
4 详细要求
4.1 不可排放燃油量试验
4.1.1 试验目的
不可排放燃油量试验目的如下：
a) 确定不可排放燃油量，作为飞机重量信息数据;
b) 验证放沉淀阀的位置及操作性。
注：如果试验燃油箱内部构型及放沉淀系统与飞机真实构型存在较大差异，试验室试验结果仅作为参考，不可排放燃油量的确定应以机上地面试验为准。
4.1.2 试验条件和内容
不可排放燃油量试验条件和内容如下：
a) 试验前应保证试验油箱为完全空油状态。
b) 试验油箱为飞机正常停机姿态。
c) 向油箱加入经计量的燃油，使得燃油进入到油箱内所有可能聚集燃油的部位。
d) 经过放沉淀阀放油，直至放不出燃油为止，记录放油量。加油量与放油量的差值， 即为油箱的不可排放燃油量。
e) 观察油箱内不可排放燃油量分布。
4.1.3 主要测试参数
不可排放燃油量试验主要测试参数如下：
a) 飞机姿态角;
b) 加入燃油量;
c) 放出燃油量;
d) 燃油温度;
e) 燃油密度。
4.1.4 合格判据
不可排放燃油量试验合格判据如下：
a) 油箱内沉淀液均可汇聚到沉淀槽处并被排出，除沉淀槽外油箱内其余部位无大量余油聚集。不可排放燃油量符合设计指标。
b) 沉淀阀可以可靠地锁定在关闭位。
4.2 不可用燃油试验
4.2.1 试验目的
测定供油箱不可用燃油量，为飞行试验提供基础数据。
4.2.2 试验条件和内容
不可用燃油试验条件和内容如下：
a) 初始油量为不可用油量与试验所需油量之和。
b) 选定飞机正常飞行中可能遇到的对供油相对不利的几种飞行姿态作为试验状态。在某种试验状态下模拟飞行，直至供油压力或流量不满足发动机入口要求时，停止试验。通过沉淀阀放出余油，并记录放油量。
c) 几种试验状态下测定的不可用油量中的最大值，为试验室测定的不可用油量。
4.2.3 主要测试参数
不可用燃油试验主要测试参数如下：
a) 环境压力;
b) 飞机姿态角;
c) 初始油量;
d) 放油量;
e) 燃油温度;
f) 燃油密度;
g) 发动机和 APU 供油流量;
h) 发动机和 APU 进口燃油压力。
4.2.4 合格判据
不可用油量应符合设计要求。
4.3 油箱容量及油量测量试验
4.3.1 试验目的
油箱容量及油量测量试验目的如下：
a) 确定燃油箱容量，作为飞机重量信息数据;
b) 评定燃油量测量精度;
c) 评定油尺测量精度。
注 1：如果试验燃油箱内部构型与飞机真实构型存在较大差异，试验室试验结果仅作为参考，应以机上地面试验结果为准。
注 2：本试验测定油箱容量是指飞机正常停机姿态下可加入的最大可用油量。
4.3.2 试验条件和内容
油箱容量及油量测量试验条件和内容如下：
a) 试验油箱为飞机正常停机姿态;
b) 油箱初始油量为不可用油量值，此时油量测量系统指示油量应为零;
c) 以一定步长向油箱中加入经计量的燃油，每步之间应做停留，待燃油稳定后记录油量指示值和油尺读数，直至满油;
d) 试验中应定期记录飞机姿态、燃油温度、密度等数据及其变化;
e) 试验应分别以压力加油和重力加油两种方式进行，分别得出压力加油满油量和重力加油满油量;
f) 加油过程中应避免不对称加油引起的试验油箱姿态的倾斜;
g) 本试验也可采用先加满油后再分步放油的方式进行。
注：不可用油量值可暂用试验初定的不可用油量值，在真实飞机上确定不可用油量后再调整油量测量系统的零点。
4.3.3 主要测试参数
油箱容量及油量测量试验主要测试参数如下：
a) 飞机姿态角;
b) 加入燃油量或放出燃油量;
c) 燃油温度;
d) 燃油密度;
e) 油量表读数;
f) 油尺读数。
4.3.4 合格判据
油箱容量及油量测量试验合格判据如下：
a) 油箱容量应符合设计指标;
b) 油量测量系统精度满足设计要求;
c) 油尺测量精度满足设计要求。
4.4 油箱膨胀空间试验
4.4.1 试验目的
验证燃油箱膨胀空间是否符合适航条例的规定。
注：如果试验燃油箱内部构型与飞机真实构型存在较大差异，试验室试验结果仅作为参考，应以机上地面试验结果为准。
4.4.2 试验条件和内容
油箱膨胀空间试验条件和内容如下：
a) 试验油箱为飞机正常停机姿态。
b) 压力加油至应急满油关断后，设法继续加油，直至观察到燃油进入通气系统。满油后继续加入的油量(扣除掉通气管中进入的油量)即为压力加油膨胀空间。
c) 重力加油至规定满油位后，设法继续加油，直至观察到燃油进入通气系统。满油后继续加入的油量(扣除掉通气管中进入的油量)即为重力加油膨胀空间。
4.4.3 主要测试参数
油箱膨胀空间试验主要测试参数如下：
a) 飞机姿态角;
b) 满油后补充加入的燃油量;
c) 燃油温度;
d) 燃油密度;
e) 环境温度。
4.4.4 合格判据
压力加油膨胀空间和重力加油膨胀空间均应大于油箱容积的 2%。
4.5 压力加油试验
4.5.1 试验目的
压力加油试验目的如下：
a) 验证压力加油的操作、指示符合设计要求;
b) 验证压力加油时间符合设计要求;
c) 验证压力加油满油关断功能正常;
d) 验证压力加油时油箱通气能力符合设计要求;
e) 测定压力加油关断冲击压力并验证系统承压能力。
4.5.2 试验条件和内容
压力加油试验条件和内容如下：
a) 试验油箱为飞机正常停机姿态。
b) 以任意初始油量、正常加油压力进行压力加油，验证加油关断预检、预设油量、手动/自动操作和指示等各项功能正常。
c) 在压力加油点施加(0.345±0.035)MPa 的加油压力，实施压力加油，直至满油自动关断。记录加油时间。
d) 在最大加油压力 0.38MPa 下，设置各加油阀单独和同时关闭的不同情况组合，测定各加油阀处的冲击压力。
e) 为保证安全和获得较多的数据，试验可在不同的加油压力下进行。
4.5.3 主要测试参数
压力加油试验主要测试参数如下：
a) 飞机姿态角;
b) 全机加满油时间;
c) 各加油阀处的加油冲击压力。
4.5.4 合格判据
压力加油试验合格判据如下：
a) 加油操作和指示功能正常;
b) 预设油量和满油自动切断功能正常并可预检;
c) 加油关断冲击压力符合设计要求，系统承压能力满足要求;
d) 满油自动切断功能故障时应有指示。
4.6 压力加油溢油试验
4.6.1 试验目的
验证压力加油溢油时的油箱通气能力符合要求，加油溢油指示正确。
4.6.2 试验条件和内容
压力加油溢油试验条件和内容如下：
a) 试验油箱为飞机正常停机姿态;
b) 设置压力加油关断功能失效，以(0.345±0.035)MPa 的加油压力进行压力加油，当燃油从通气系统溢出并达到规范规定的稳定状态后，保持一定时间，结束试验;
c) 加油溢油过程中检查加油控制板上的指示。
4.6.3 主要测试参数
压力加油溢油试验主要测试参数如下：
a) 飞机姿态角;
b) 加油流量;
c) 燃油温度;
d) 燃油密度;
e) 油箱压力。
4.6.4 合格判据
压力加油溢油试验合格判据如下：
a) 压力加油溢油时的油箱压力符合要求;
b) 压力加油溢油故障有明显的指示。
4.7 地面放油和转输试验
4.7.1 试验目的
验证地面压力放油、吸力放油、油箱间转输等功能符合设计要求。
4.7.2 试验条件和内容
地面放油和转输试验条件和内容如下：
a) 试验油箱为飞机正常停机姿态;
b) 实施地面压力放油，测定放油流量、放油时间、不可放出余油量和油箱压力;
c) 以规定的吸力进行地面吸力放油，测定放油流量、放油时间、不可放出余油量和油箱压力;
d) 实施地面油箱间燃油转输，检查燃油转输功能。
4.7.3 主要测试参数
地面放油和转输试验主要测试参数如下：
a) 初始油量;
b) 放油流量;
c) 燃油温度;
d) 燃油密度;
e) 放油时间;
f) 油箱压力;
g) 不可放出余油量。
4.7.4 合格判据
地面压力放油、吸力放油、油箱间转输等功能符合设计要求，油箱压力符合要求。
4.8 空中放油试验
4.8.1 试验目的
验证空中放油操作和指示、放油性能满足设计要求。
4.8.2 试验条件和内容
空中放油试验条件和内容如下：
a) 试验油箱为飞机空中放油姿态;
b) 环境压力为空中放油飞行高度环境压力;
c) 以不同初始状态进行空中放油操作，检查空中放油的操作、指示和告警功能正常;
d) 从最大载油量状态起，放油至设定的终止油量，测定放油时间和流量;
e) 检查空中放油系统是否有措施防止将燃油放至危险油量以下;
f) 通过超控手段关闭空中放油。
4.8.3 主要测试参数
空中放油试验主要测试参数如下：
a) 飞机姿态角;
b) 空中放油流量;
c) 空中放油时间;
d) 放油油量;
e) 燃油温度;
f) 燃油密度;
g) 环境压力。
4.8.4 合格判据
空中放油试验合格判据如下：
a) 空中放油时间满足设计要求。
b) 有措施防止将燃油放至 CCAR 25. 1001 规定的危险油量以下。
c) 驾驶员可超控关闭空中放油。
4.9 供油性能试验
4.9.1 试验目的
供油性能试验目的如下：
a) 验证在各种典型飞行剖面、正常供油模式下，向发动机和 APU 的供油性能是否正常;
b) 验证在规定设计飞行剖面、部分燃油泵故障的供油模式下，向发动机和 APU 的供油性能是否正常;
c) 验证在规定设计飞行剖面、交叉供油模式下，向发动机和 APU 的供油性能是否正常;
d) 验证在规定设计飞行剖面、吸力供油模式下，向发动机和 APU 的供油性能是否正常;
e) 检测燃油切断阀关闭时的冲击压力。
4.9.2 试验条件和内容
供油性能试验条件和内容如下：
a) 按照典型飞行剖面，模拟飞行高度、飞行姿态、飞行速度、发动机和 APU 的供油流量，在所有供油泵均正常的供油模式下，检测向发动机和 APU 的供油压力;
b) 在部分燃油泵、燃油阀故障的供油模式下， 按照飞机所允许的飞行剖面，模拟飞行高度、飞行姿态、飞行速度、发动机和 APU 的供油流量，检测向发动机和 APU 的供油压力;
c) 在交叉供油模式下，按照飞机所允许的飞行剖面，模拟飞行高度、飞行姿态、飞行速度、发动机和 APU 的供油流量，检测向发动机和 APU 的供油压力;
d) 在所有供油泵故障的吸力供油模式下，按照飞机所允许的飞行剖面，模拟飞行高度、飞行姿态、飞行速度、发动机和 APU 的供油流量，检测向发动机和 APU 的供油压力;
e) 在最大燃油流量状态下，关闭防火阀、交输阀等燃油切断阀，测定冲击压力。
4.9.3 主要测试参数
供油性能试验主要测试参数如下：
a) 模拟环境压力;
b) 飞机姿态角;
c) 发动机和 APU 供油流量;
d) 发动机和 APU 供油压力;
e) 燃油温度;
f) 燃油密度;
g) 冲击压力。
4.9.4 合格判据
发动机和 APU 供油压力符合要求，系统冲击压力符合设计规范。
4.10 机动供油试验
4.10.1 试验目的
验证飞机机动动作情况下燃油系统的供油性能。
4.10.2 试验条件和内容
模拟飞机俯仰、滚转等可能遇到的典型机动动作， 模拟对应的耗油流量，试验结束时油量为低油面告警油量。
4.10.3 主要测试参数
机动供油试验主要测试参数如下：
a) 模拟环境压力;
b) 飞机姿态角;
c) 发动机和 APU 供油流量;
d) 发动机和 APU 供油压力;
e) 燃油温度;
f) 燃油密度;
g) 油箱油量。
4.10.4 合格判据
发动机和 APU 供油性能符合要求。
4.11 低油面告警试验
4.11.1 试验目的
低油面告警试验目的如下：
a) 检查和测定当供油分系统发出低油面告警信号时，供油箱内的可用燃油量;
b) 检查正常飞行状态下，是否会触发低油面告警。
4.11.2 试验条件和内容
低油面告警试验条件和内容如下：
a) 模拟巡航飞行状态，当低油面告警出现时，测定油箱可用油量;
b) 模拟持续爬升等大耗油率状态，检查是否会触发低油面异常告警。
4.11.3 主要测试参数
低油面告警试验主要测试参数如下：
a) 模拟环境压力;
b) 飞机姿态角;
c) 放油量;
d) 燃油温度;
e) 燃油密度;
f) 发动机和 APU 供油流量;
g) 发动机和 APU 供油压力。
4.11.4 合格判据
低油面告警试验合格判据如下：
a) 低油面告警出现时油箱油量应与设计值一致;
b) 飞机正常飞行中不会触发低油面告警。
4.12 热燃油试验
4.12.1 试验目的
检查并验证供油分系统在热燃油条件下的供油性能。测定热燃油吸力供油高度。
4.12.2 试验条件和内容
热燃油试验条件和内容如下：
a) 试验燃油应是飞行手册中许用燃油中最易汽化的燃油。
b) 试验初始燃油温度为专用规范允许的最高温度，最低应高于 43℃。
c) 试验环境温度高于 27℃。
d) 供油泵正常工作，以最快的速度爬升至升限，模拟对应的最大供油流量，检测供油压力和气液比，当供油压力低于最低允许压力或供油气液比大于发动机允许的最大值时终止试验。此时的飞行高度为热燃油压力供油极限高度。
e) 关闭供油泵，在吸力供油模式下，以规定的速度爬升至升限，模拟对应的供油流量，检测供油压力和气液比，当供油压力低于最低允许压力或供油气液比大于发动机允许的最大值时终止试验。此时的飞行高度为热燃油吸力供油极限高度。
4.12.3 主要测试参数
热燃油试验主要测试参数如下：
a) 环境压力;
b) 环境温度;
c) 飞机姿态角;
d) 燃油温度;
e) 燃油密度;
f) 供油流量;
g) 供油压力;
h) 供油气液比。
4.12.4 合格判据
热燃油状态燃油系统工作性能满足设计要求。
4.13 燃油结冰试验
燃油结冰试验的地面模拟试验要求见 HB 8504。
4.14 输油性能试验
4.14.1 试验目的
输油性能试验目的如下：
a) 验证输油流量是否满足设计要求;
b) 验证输油顺序控制是否满足设计要求;
c) 测定输油时的油箱压力是否满足设计要求;
d) 测定输油箱的不可输出油量;
e) 测定输油阀关闭时的冲击压力。
4.14.2 试验条件和内容
输油性能试验条件和内容如下：
a) 模拟持续快速爬升时的大流量供油状态，检测输油系统向集油箱输送燃油的能力;
b) 模拟输油系统故障状态，检测输油系统的性能;
c) 模拟典型飞行剖面，检查输油顺序;
d) 在输油阀关闭时测定冲击压力;
e) 检测输油过程中各油箱压力;
f) 测定各输油箱内部不可输出的余油。
4.14.3 主要测试参数
输油性能试验主要测试参数如下：
a) 模拟环境压力;
b) 飞机姿态角;
c) 集油箱油量;
d) 燃油温度;
e) 燃油密度;
f) 油箱压力。
4.14.4 合格判据
输油性能试验合格判据如下：
a) 输油流量满足设计要求;
b) 输油顺序满足设计要求;
c) 输油而不会导致油箱压力超限;
d) 输油箱不可输出油量应符合设计要求。
4.15 沉淀槽容量试验
4.15.1 试验目的
确定沉淀槽容量，并验证其符合适航条例的规定。
注：如果试验燃油箱内部构型及放沉淀系统与飞机真实构型存在较大差异，试验室试验结果仅作为参考，沉淀槽容量的确定应以机上地面试验为准。
4.15.2 试验条件和内容
油箱沉淀槽容量试验条件和内容如下：
a) 试验油箱为飞机正常停机姿态;
b) 燃油系统正常工作，直至输油箱无油量输出，供油箱也无油量输出;
c) 经过放沉淀阀放油，直至放不出燃油为止，记录各油箱的放油量，此值即为该油箱沉淀槽的容量。
4.15.3 主要测试参数
油箱沉淀槽容量试验主要测试参数如下：
a) 飞机姿态角;
b) 放出燃油量;
c) 燃油温度;
d) 燃油密度。
4.15.4 合格判据
沉淀槽容量应大于油箱容量的 0. 1%和 0.24L 中的大者。
4.16 通气性能试验
4.16.1 试验目的
通气性能试验目的如下：
a) 检查各种工作状态下，燃油是否会通过通气系统溢出，及溢出后是否会引发危险;
b) 检查通气系统是否能在各种工作状态下确保油箱压力处于允许的范围内。
4.16.2 试验条件和内容
通气性能试验条件和内容如下：
a) 在满油量状态，模拟极限飞行姿态(包括最大俯仰角、最大滚转角、最大侧滑角及其组合)， 监测是否会有危险量的燃油从通气口溢出;
b) 油量为低油面告警与试验所需油量之和，从地面起模拟快速爬升剖面，检测油箱压力;
c) 油量为低油面告警与试验所需油量之和，从升限起模拟应急下降剖面，检测油箱压力。
4.16.3 主要测试参数
通气性能试验主要测试参数如下：
a) 模拟的环境压力;
b) 试验油箱姿态角;
c) 油箱压力;
d) 油箱油量;
e) 燃油温度;
f) 燃油密度。
4.16.4 合格判据
通气性能试验合格判据如下：
a) 各种可能的飞行状态下，不应有危险量的燃油从通气系统溢出;
b) 各种可能的飞行状态下，油箱压力均符合要求。
4.17 增压性能试验
4.17.1 试验目的
验证增压系统的功能符合要求。
4.17.2 试验条件和内容
增压性能试验条件和内容如下：
a) 在典型飞行剖面下，以不同的油量进行试验，测定油箱的压力;
b) 对于以增压作为输油动力的系统，检测输油流量、输油顺序、不可输余油等来评定输油性能;
c) 模拟增压系统故障状态，评定安全性。
4.17.3 主要测试参数
增压性能试验主要测试参数如下：
a) 模拟环境压力;
b) 飞机姿态角;
c) 油箱压力;
d) 输油流量;
e) 输油顺序;
f) 不可输余油;
g) 油箱油量;
h) 燃油温度;
i) 燃油密度。
4.17.4 合格判据
增压性能试验合格判据如下：
a) 油箱压力符合设计要求;
b) 增压输油系统性能符合设计要求;
c) 增压系统故障符合安全性要求。
4.18 惰化性能试验
4.18.1 试验目的
惰化性能试验目的如下：
a) 检查和评定各种工作状态下的油箱惰化效果;
b) 检查各种工作状态下油箱的压力;
c) 评定可能的故障状态下的不利影响。
4.18.2 试验条件和内容
惰化性能试验条件和内容如下：
a) 测定在规定的以下不同工作状态及组合状态下油箱气相空间的氧浓度、压力等参数， 评定惰化效果及油箱压力控制性能：
1) 地面惰化时间;
2) 爬升速率;
3) 巡航时间;
4) 下降速率;
5) 载油量;
6) 引气压力和温度。
b) 模拟以下故障状态，检查惰化系统的工作是否会引发危险：
1) 引气气源超压;
2) 引气气源超温;
3) 引气关断故障;
4) 散热装置出口超温。
4.18.3 主要测试参数
惰化性能试验主要测试参数如下：
a) 模拟环境压力;
b) 飞机姿态角;
c) 油量;
d) 油箱气相空间氧浓度;
e) 油箱压力;
f) 燃油温度;
g) 燃油密度;
h) 油箱气相空间温度。
4.18.4 合格判据
惰化性能试验合格判据如下：
a) 在典型的飞行剖面下，油箱氧浓度低于安全氧浓度极限值;
b) 惰化系统故障不应引起危险;
c) 惰化系统不应引起油箱压力超出限制。
