民用飞机辅助动力装置燃油结冰验证方法研究

李洁　马文孝

【摘 要】辅助动力装置（APU）是飞机的辅助动力源。飞机在极端气候环境中飞行时，低温会使燃油中产生游离水甚至结冰，使流向APU的燃油流速变慢或停止，导致APU无法正常工作，从而对飞行安全性造成危害。本文分析了APU燃油结冰相关适航条款的要求，基于APU燃油系统的结构特征提出了一种试验和分析结合的燃油结冰验证方法。

【关键词】辅助动力装置；燃油结冰；适航验证

【Abstract】APU is an auxiliary power supply of aircraft. During airplane flying in the extreme conditions， the low temperature may lead free water or ice forming in the fuel， which may cause reducing or stopping of fuel flow to APU， resulting APU cannot operate normally， finally cause harmful effect on flight safety. This paper analyzed related airworthiness standard and proposed a method combined both test and analysis for APU fuel icing qualification based on the configuration characteristic of APU fuel system.

【Key words】Auxiliary Power Unit， Fuel icing， Airworthiness qualification

0 引言

輔助动力装置（Auxiliary Power Unit， 简称APU）是一台小型燃气涡轮发动机。作为飞机的辅助动力源，它的主要功能是为发动起起动和环控系统供气，并为各类机载设备提供电力。[1-2]APU的燃油系统能够为APU本体输送燃油，它主要由三大部件组成：燃油控制单元（FCU）、流量分配器和喷油嘴，其主要系统架构参见图1所示。

高空飞行时的低温对APU燃油系统和部件会产生有害影响。低温使燃油中产生游离水（燃油温度降低，使溶解在燃油中的水达到饱和并析出变成游离水）甚至结冰，从而可能阻塞阀、泵、过滤器和滤网，甚至可能引起部件或系统故障，使流向APU的燃油流速变慢或停止，进而使燃油系统失效而无法给APU正常供油，导致APU燃烧室熄火，从而对飞行安全性造成危害。

由于结冰的自然特性，燃油结冰问题很难确定和分析。本文分析了APU燃油结冰相关适航条款的要求，基于APU燃油系统的结构特征提出了一种试验和分析结合的燃油结冰验证方法。

1 APU燃油结冰验证方法研究

1.1 APU燃油结冰相关适航条款要求及分析