意義

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

飛機燃油系統(tǒng)主要用于存儲、輸送飛機飛行所需要的燃油。飛機燃油量的測量及管理系統(tǒng)是飛機燃油系統(tǒng)中的一個非常重要的子系統(tǒng)。實時、準確地測量油箱中的剩余油量可以精確地計算飛機續(xù)航時間，保證安全飛行。同時，通過對飛機中各個油箱燃油儲量的精確測量，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，實現(xiàn)耗油順序的優(yōu)化，確保飛機重心自動保持和調(diào)整到飛行需要的范圍內(nèi)，改善飛行品質(zhì)。

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

原理

現(xiàn)階段飛機上所運用的燃油測量系統(tǒng)就顯示而言分為模擬式和數(shù)字式，但就對油量的測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)合一定的模擬運算電路，通過單一的抗干擾傳輸線由油箱向數(shù)據(jù)處理、顯示電路傳送單模交流電壓信號，再由后者最終顯示實時的油量。

電容式測量原理

電容式油量表原理圖

電容油量表是一種機電式的儀表。它是目前部隊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。然后由自平衡式測量電路將與油量對應(yīng)的電容量轉(zhuǎn)換為指針的轉(zhuǎn)角。自平衡式測量電路包括阻容電橋、晶體管放大器、兩相異步電動機、減速器、刻度盤和指針等部分組成。

油量表工作過程

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

研究現(xiàn)狀

加裝燃油時，不少都碰到過燃油短缺的現(xiàn)象，或少則多，甚至更多。如果在開航后才發(fā)現(xiàn)加油短缺，勢必給公司或國家造成經(jīng)濟損失，甚至可能影響航行安全。近幾年來，由于油價飛漲，供油船的小動作、小手段越來越多，稍不留意，就會被蒙騙，造成“短油”。因此，如何確保加油數(shù)量值得我們重視。在一些國家和地區(qū)加油特別是香港、新加坡、韓國等地應(yīng)格外小心，認真防范、嚴格把關(guān)。目前，國內(nèi)飛機上普遍采用兩種方法來測量飛機上的油量。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。

我國對燃油測量技術(shù)的研究起步較晚，從上世紀70年代才開始相關(guān)技術(shù)的跟蹤與研究，并且研究工作僅限于個別場所，在這之前僅限于簡單的仿制與生產(chǎn)。真正開展燃油測量技術(shù)和數(shù)字式燃油測量系統(tǒng)研究是二十一世紀初。

發(fā)展趨勢

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

1）隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，在系統(tǒng)電路設(shè)計中，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，測量精度，可靠性和可維護性。

2）當(dāng)油位測量傳感器線性變化時，就標(biāo)志著油量測量任務(wù)計算機已經(jīng)進入特性化時代。將傳感器所包含的物理特性信息儲存到測量任務(wù)計算機中，由其進行數(shù)據(jù)分類，計算，插值，存儲和調(diào)用等各種復(fù)雜運算，以及實現(xiàn)系統(tǒng)故障檢測，油量預(yù)選與報警等功能。

3）在燃油密度測量方面，由于航空燃油時烴類產(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)對測量精度的要求在不斷提高，故放棄了介電常數(shù)測量的間接測量密度方式，相繼研制了各種直接測量的密度計，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等飛機上成功運用。

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