发动机所用燃油在存储、运输及使用过程中不可避免的产生污染物,通常包括盐分、添加剂、飞机及发动机燃油系统使用及维护过程中产生的铁锈、纤维、金属屑以及燃油环境下生长的微生物等。污染物将堵塞燃油滤、HMU内部流路等狭窄通道,同时对机械部件造成磨损,对作动机构等精密机械部件的影响更为显著,这些堵塞及磨损累积到一定量后可能造成发动机工作异常。
图1 燃油污染物
CCAR33部33.67(b)(5)规定:申请人必须验证在燃油被污染到工作中可能遇到的最大程度的颗粒尺寸和密度时,过滤装置具有保证发动机在其批准的极限内继续运转的能力(与发动机使用限制相对应)。必须验证发动机在这些条件下,按中国民用航空局可接受的一段时间内工作,这段时间由下列装置开始指示过滤器临近堵塞时算起:
(i)现有的发动机仪表;
(ii)装在发动机燃油系统的附加装置。
这要求发动机在可能遭遇的燃油污染环境下具有可接受的持续运转能力。SAE ARP 5757推荐燃油污染环境与预期的安装以及发动机/飞机维护程序相一致。MIL-E-5007中表X与AMC E 670给出了可供参考的燃油污染标准:
表1MIL-E-5007E版本中表X所列燃油污染
污染物
颗粒尺寸
含量
Fe3O4磁铁矿(黑)
0~5微米
1.5 gm/1000 gal
0.3963mg/l
Fe2O3赤铁矿
0~5微米
27.0 gm/1000 gal
7.1334mg/l
Fe2O3赤铁矿
5~10微米
1.5 gm/1000 gal
0.3963mg/l
碎石英(Crushed quartz)
1000~1500微米
0.25 gm/1000 gal
0.0661mg/l
420~1000微米
1.75 gm/1000 gal
0.4624mg/l
300~420微米
1.0 gm/1000 gal
0.2642mg/l
150~300微米
1.0 gm/1000 gal
0.2642mg/l
按AC Spark Plug Co.编号1543637(coarse Arizona road dust)配置的粉尘
混合比列:
0~5微米(12%)
5~10微米(12%)
10~20微米(14%)
20~40微米(23%)
40~80微米(30%)
80~200微米(9%)
8.0 gm/1000 gal
2.1136mg/l
棉絮(Cotton linters)
7级以下(美国农业部分级标准SRA-AMS 180 和251)
0.1 gm/1000 gal
0.0264mg/l
原环烷酸(Crude naphthenic acid)
0.03%(体积比)
0.03%(体积比)
蒸馏水配置的盐水
4%NaCl(重量比)
96%H2O(重量比)
0.01%(体积比)
0.01%(体积比)
共计
42.1gm/1000 gal
11.12285mg/l
同MIL-E-5007E相比,AMC E 670给出的污染标准中粉尘为参考ISO 12103-1A4标准,具体为不同尺寸粉尘的百分比不同:
表2AMC E 670所列粉尘污染
按ISO 12103-A4配置的粉尘
混合比列:
0~5微米(9.25%)
5~10微米(10.25%)
10~20微米(14.5%)
20~40微米(25%)
40~80微米(29.5%)
80~200微米(11.5%)
8.0 gm/1000 gal
2.1136mg/l
AMCE 670同时增加预装飞机油箱采用碳纤维复合材料时相应的污染物,该要求与SAE AIR4246 C版本修订时关于燃油污染标准的描述一致。
表3 飞机油箱为碳纤维复合材料油箱对应的补充污染
拉伸强度为5.59 GPa的碳纤维
配比:
0~25 微米(43%5%)
25~50 微米(25%5%)
50~75 微米(13%5%)
75~125 微米(12%5%)
>125 微米(7%5%)
最大纤维长度2000 微米
0.54 mg/l
根据AC33-2C对于条款中“可接受的一段时间”的描述,可接受的持续工作的时间至少是可能安装该型发动机的飞机最长持续飞行时间的一半,CS-E 670中也有相同的规定。