R44Ⅱ型直升机燃油系统原理及故障浅析
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方便，安全可靠，能够实现角度连续的任意位置的旋转和偏转。WiFi模块也是市场上成熟的产品，因此能够在一定程度上缩短开发周期，提高产品设计的效率。
4 总结
本文阐述了基于步进电机的D形矢量喷管的控制，旨在提出一种D形矢量喷管的具体控制方案。该方案用无线的控制形式代替信号线控制的方式，能够提高喷管运动控制的灵活性，减少了整体的重量。采用步进电机而不是机械的作动方式，电气控制能够更加精确，控制的变化通过改变程序便可实现，简单方
便。D形矢量喷管能够完成矢量偏角连续可调，满足战机在起降、巡航过程中的俯仰和偏航控制，具备良好的应用前景，本文所提出的有关D形矢量喷管的控制系统，能够为以后更多方案的应用提供一定的参考。
参考文献：
［1］张筱筱.D形矢量喷管的设计及隐身性能研究.西北工业大学，2017,(3).［2］朱经纬，曾文元，任子俊，熊炫棠.浅谈低可探测性D形矢量喷管的结构设计.科技经济市场，2018,(4).
［3］孙建忠，白凤仙.特种电机及其控制［M］.北京：中国水利水电出版社,2013.
［4］周立功.ARM嵌入式系统基础教程［M］.北京：北京航空航天出版社,2011.
R44Ⅱ型直升机燃油系统原理及故障浅析
黄 轲
（中国民航飞行学院新津分院，四川 成都 611430）
摘 要：罗宾逊R44Ⅱ型直升机因其庞大的机数量和高利用率在通航产业中扮演了重要角，该型直升机所搭载的发动机类型为航空活塞发动机。对于发动机而言，燃油系统的工作好坏有着至关重要的影响。该型直升机区别于早期的汽化器式燃油系统，采用的是直接喷射式的燃油系统。本文以该系统为研究对象，讲述了其结构组成及工作原理，并将常见的故障现象、成因和修复措施一一汇总。对保证飞行器飞行安全、提高维护效率具有一定意义。
关键词：R44Ⅱ型直升机；燃油系统；故障分析
0 前言
现代航空发动机类型有活塞式和燃气涡轮发动机两大类，而活塞式发动机绝大多数装备于小型固定翼和部分旋翼飞行器上，其相比燃气涡轮发动机有结构简单、维护方便、使用成本低等特有优势。其对
飞行器的安全飞行和工作稳定有着至关重要的作用。莱康明是世界上最大的活塞发动机制造商，其生产的IO-540-AE1A5发动机具有马力大、重量轻、结构简单、油耗低等特点，应用在R44Ⅱ型直升机等机型上。本文将介绍该型航空发动机的燃油系统的基本结构、工作原理，并对发动机燃油系统存在的常见故障、故障发生的可能原因进行分析，并总结应对故障所采取的修复措施。
1 燃油系统简介
早期的R44直升机发动机采用的是汽化器式的燃油系统，汽化器式的燃油系统包括汽化器和燃油导管、启动注油部分。而R44Ⅱ型直升机则为燃调式，其采用了美国Precision公司生产的RSA-10AD1型燃油喷射装置，安装在收油池上。其功能是把燃油喷射到各气缸进气口之前，通过燃油喷嘴在进气口连续喷射，气门关闭期间，燃油积储在进气口处，这样的喷射系统比较简单，在气门开角不是很大的情况下，其性能几乎与定时喷射一样，同时还为混合和蒸发提供了足够的时间。
与汽化器式燃油系统相比，直接喷射式燃油系统的优势在于：进气系统不容易结冰；燃油分配较均匀；油气比控制较精确，较好的经济性；寒冷天气更容易起动；油门响应快。缺点在于：热发起动较困难；炎热天气地面运转易形成气塞，通常需要电动增压泵来解决这一问题。
燃油系统组件有：机械燃油泵（膜盒式）、直接喷射式燃油调节器（RSA-10AD1型）、燃油导管（包括不锈钢导管和软管）、燃油分配器（位于发动机上部）、燃油喷嘴（每个气缸1个）等部件。其作用
是向发动机供给充分雾化后且余气系数适当的燃气混合气。
2 各附件的功用
2.1 膜盒式机械燃油泵
位于附件机匣左下方，靠驱动齿轮的偏心轮凸峰顶压推杆，经杠杆作用压缩薄膜弹簧，使薄膜下方容积变大和变小，使汽油从进油单向活门进入泵室，再从出油活门将经过增压后的燃油送往燃油调节器。2.2 燃调（喷射式燃油调节器）
燃调安装在机匣后侧，与进气系统相连如图1所示：燃调的组成及各部分的功用，燃调由以下三个部分组成：
（1）空气流量部件（空气薄膜、文氏管）：通过对节气门处的冲压压力以及文氏管喉部压力的感应，计量发动机空气流量的消耗量。上述压力作用在一个空气薄膜的两侧，薄膜两边的压差叫作空气计量力。
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（2）调节器部件：由球形轴承和燃油薄膜组成，燃
油薄膜的一边作用计量进口燃油压力，另一边作用计
量燃油压力。两边的压差叫做燃油计量力。
（3）燃油调节部件：装在空气流量部件上，包括进油滤，人工混合器调解活门，慢车活门和定油嘴，用于计量和调节流到分配器的燃油。
2.3 燃油分配器
燃油分配器如图2所示安装在发动机上方，由铝合金壳体、薄膜、薄膜弹簧、分油活门等组成。外壳的外部上方有四个接头，用不锈钢导管将燃油接到各气缸上的喷嘴。其作用是将计量后的燃油均匀地分配到各个燃油喷嘴，以满足发动机的各种工作需要。
图2 燃油分配器
2.4 燃油喷嘴
每个汽缸头均装有一个燃油喷嘴，喷嘴出口指向气缸进气门，采用了渗气式结构，以提高燃油雾化质量。每个喷嘴中心有一个经校准的定流嘴，定流嘴孔径按有效的喷油进口压力和发动机所需的最大燃油流量决定尺寸。燃油从进口通过定流嘴进入喷嘴内部空间，和通过过滤后的空气混合，促进雾化，最后从喷口喷出。
2.5 燃油导管
不锈钢燃油导管如图3所示，主要用于连接燃油分配器和每个气缸上的燃油喷嘴，是燃油输送的载体。
3 燃油系统维护特点及常见故障分析
日常使用中要预防水分进入燃油系统，停放时油量加满且不在雨天加油，按照规定放燃油沉淀。燃油喷嘴安装时保证通气孔在顶部；清洁时采用丁酮、丙酮清洁喷嘴，并使用干燥的压缩空气吹（气压不得超过30PSI）；安装时的拧紧力矩值为55至60英寸磅。外场维护中不得分解燃调，只能对其油滤进行清洗，调节慢车混合比和小转速。脱开燃油导管或接头处要使用干净的堵盖堵住，工作结束后使用燃油增压泵对系统进行冲洗，保持所有零部件的清洁。
典型的故障有小功率时发动机呈富油状态，通常是因为燃调发生内漏引起的，这样就需要外场维护人员经常调节慢车混合比，飞行员不得不操纵混合比防止富油，内漏检查一般为：拆下有关部件使燃调的冲压管露出，然后拆开燃油喷射器到分配器的油管，操纵油门和混合比至全油门和全富油位置，使用电动增压泵，观察冲压管是否有漏油的情况，如有内漏，需送厂检修。此外，常见的故障还有：燃油关断不正常、发动机不能达到所需转速、慢车不稳、燃油流量过高、发动机起动困难等。这些故障都对发动机工作的稳定性有一定危害，甚至还会导致停车，严重影响了飞机的飞行安全以及飞机的可靠性。
现将该型燃油系统常见故障以及排除方法汇总如表1所示。
4 结语
本文通过以R44Ⅱ型直升机为研究对象，分析了该型直升机发动机所采用的直接喷射式燃油系统的组成及工作原理，对该系统的故障现象、故障原因以及解决措施进行了总结，对提高飞行器的安全性和可靠性以及减少飞机停场时间、提高飞机利用率具有一定的积极意义。同时，在日常维护中尤其需要注意以下几点：（1）飞机停放时必须加满油防止水分和异物进入燃油系统；（2）规定的外场不能分解的部件一定不能擅自拆下分解，而是只能清洗油滤或整体送厂检修；（3）发动机燃油系统工作时，拆下管路接头必须用清洁堵盖堵住，防止灰尘杂质或其他外来物进入系统，
工作
图3 
不锈钢导管图1 燃调安装位置
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结束必须冲洗燃油系统，使系统保持清洁，再按规定恢复安装拆下的管路；（4）日常检查中注意检查管路有无磨损破裂等情况；（5）安装燃油喷嘴时，在喷嘴的螺纹上只能使用可溶于燃油的润滑剂（参见维护手册）并按规定力矩值拧紧喷嘴。
参考文献：
［1］周小猗.聂挺.R44Ⅱ型直升机机型培训教程［M］.成都：西南交通大学出版社,2014.
［2］AVCO LYCOMING直接驱动发动机大修手册［Z］.四川：中国民航飞行学院,1990.
［3］魏武国.尚永峰.大陆IO - 24O A & B航空活塞发动机燃油系统常见故障分析［J］.科技资讯,2013,33：83-84.
表1 R44Ⅱ型直升机燃油系统常见故障及排故方法
故障现象可能原因排除方法
燃油流量高于正常要求如果发生故障时伴随功率下降或工作不稳定，可能是喷嘴堵塞拆下并清洁喷嘴，并对燃油系统进行沉淀物检查发动机不能达到所需转速空气腔内有异物参见Precision Airmotive公司服务信函RS-40
起飞流量过低燃油分配器内存有异物清洁燃油分配器指示系统故障更换传感器或读数表
慢车不稳导管松动或密封圈破损，造成进气系统渗漏检查卡箍和接头进气系统渗漏过大更换相关部件
活塞压缩比不正常检查涨圈
分配器接头堵塞清洁接头
燃油关断不正常混合比连杆安装不正确调节连杆
发动机起动困难
起动程序不正确参见飞行员操作手册
发动机挂油
油门开位，混合比在慢车关断位，扳动发动机直
至排出积油
航空发动机原理起动机注油不够（常伴有发动机回火现象）增加起动时注油量
发动机工作不稳定混合比超出正常范围调节混合比喷嘴堵塞清洁喷嘴，并对沉积物进行必要的检查燃油压力不适当调节燃油压力
（上接第14页）在巡航过程中，根据红外热成像摄像模块成出热图像，之后，根据热图像上林火与森林在度上的显著差异，利用视觉显著性算法检测初步判断产生林火的可能性并发出警报，之后根据
图像颜取样识别算法判断出火源位置，同时，用激光测距仪测定疑似火源位置的距离，最后，将图片信息，视频信息，姿态数据，测距数据结合回传到地面站，地面站可以根据叠加的数据迅速精确地得出火源形状面积与具体位置，还可以从视频信息的不同帧中计算出火源的移动速度与发展方向。
4 设计特与优势
我们改进了火源识别算法：使用红外热成像模块并使用“图像显著性算法”，可以在巡航过程中准确地发现火源并预警，有着极高的自主性，大大减少了人工费用，并且可以较早的发现火灾，减少损失。在飞行控制与信息处理方面，在发现火灾后，使用红外传感器与激光测距仪结合，自主寻火源位置并向火源移动，将无人机的测距信息，姿态信息与拍照信息叠加输出，由地面站迅速地算出火源的三维信息，这样的计算结果准确且受外界因素影响较小，可以为后续工作提供指导方案。此外，通过视频不同帧的比较，计算出火源的发展情况与传播速度，为后续工作提供更多
有效的信息。
5 结语
目前森林防火方面使用最多的是人工检查以及基于卫星遥感技术监测，相对于这两个方式，本项目具有极大的优势。首先，本设备搭载飞行器平台具有长达3小时的续航时间，可以满足较大区块森林的排
查，极大地减少了人力以及物力的消耗。其次，本设备在森林巡航过程中，可以自动判断是否有火情并预警，之后还可以在第一时间自主采集火源信息并叠加输出给地面站，相比传统的无人机火前预警自主性更高，功能也更加丰富。地面站可以根据信息高效迅速地计算出火源的三维形状，为之后的救援与扑火行动给出指导性意见。这是传统的林火防范装置所不能实现的功能。此外，在火灾来临时，丛林中复杂的地理环境而且会有较大的热浪，会严重地影响人员的行动能力与无人机设备工作水平，但本设备所搭载的无人机平台可以在这种复杂的情况下稳定和安全的工作。
参考文献：
［1］张增，王兵，伍小洁，赵恩伟.无人机森林火灾监测中火情检测方法研究［J］.遥感信息,2015,30(01)：107-110+124.
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［3］曾文英.森林防火监测预警系统的设计与实现［D］.江西师范大学,2004.

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