民用飛機貨艙門作動器設計要求研究

嚴立浩

摘 要：客機貨艙門由于其法向面積大，載荷負重高，結(jié)構(gòu)重量大原因，通常使用作動器作為開啟動力。本文對作動器的設計要求進行初步研究，對相關(guān)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出進行總結(jié)。

關(guān)鍵字：艙門；作動器；要求；研究

1 引言

客機貨艙門由于其法向面積大，結(jié)構(gòu)重量原因，通常使用作動器作為開啟動力，如圖示意。作動器本身屬于機電一體化設備，技術(shù)集成度高，安全性可靠性指標高，嚴謹?shù)捻攲釉O計是做好貨艙門作動器設計的前提條件。

2 系統(tǒng)要求

適航要求

中國民用航空規(guī)章CCAR-25-R4《運輸類飛機適航標準》、美國聯(lián)邦航空條例FAR-25《運輸類飛機適航標準》等

行業(yè)要求文件

RTCA文件

DO-160G機載設備環(huán)境條件和試驗程序DO-254 《機載電子硬件設計保證指南》實施指導意見

SAE文件

ARP4754 《高集成度或復雜飛機系統(tǒng)的適航合格審定考慮》實施指導意見

ARP4761 《民用飛機機載系統(tǒng)和設備安全性評估過程的指南和方法》實施指導意見

電氣要求

CDAS所有115/200VAC電子元器件獨立個體終端及所有的終端和容器之間應該能夠承受1500Vrms（50-60Hz）電壓連續(xù)一分鐘而不發(fā)生損壞，不會超過1.0mA的電流泄露，不會因為擊穿或者絕緣擊穿出現(xiàn)任何損壞。

在非恒穩(wěn)態(tài)測試狀態(tài)下，當輸入電壓回到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時，CDAS應自動繼續(xù)完整運行。

3 電搭接和接地要求

設備使用的每一個獨立的電源都應該有獨立的電源返回。此外，設備容器連接件和電流返回連接件應分開并且各自與獨立的接地螺栓相連接。

接地銷釘?shù)降乇P固定點的電阻在干燥的環(huán)境下應該低于10 mΩ。

當每個電源連接器需要安全接地時，底線應該盡可能的短。

設備底盤不能用作電源返回路線。

電源返回應該通過專用線路。

設備底盤應該單點焊接在飛機機身上。

4 控制器和電機

控制器應該具有過載電流保護裝置。

控制器應該具有過載電壓保護裝置。

無刷直流電動機應該具有制動功能。

在沒有得到意味著飛機在地面WOW=TRUE的信號之前發(fā)動機不能發(fā)動。

5 載荷

供應者設計的制動器應該能夠安全地承載極限載荷，并且當決定滿足要求是要考慮安裝環(huán)境條件，除非飛機的影響超出了安裝接口。

機械系統(tǒng)應該能夠承受由制動器電機在允許這樣的載荷出現(xiàn)的系統(tǒng)中由于突然制動而產(chǎn)生的最大工作輸出載荷容量。

最大輸出能力應該受到包括溫度，磨損和休眠失敗的影響，這些因素在飛機整個生命周期過程中都可能影響載荷產(chǎn)生設備的輸出能力。

6 軸承和襯套

軸承和襯套的安裝應該考慮到防松的措施。

所有的軸承和襯套的選擇應當滿足飛機的耐用性設計目標。

除非選擇的軸承和襯套具有自潤滑功能，否則所有關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)連接點和振動連接處應當有反復潤滑的設備。

當飛機在地面時，所有需要反復潤滑的軸承應當選擇SAE AS 15001型加油嘴進行潤滑。

球軸承和襯套或徑向軸承和陳套使用在需要減少摩擦的場所，摩擦力的影響應該包含在零件穩(wěn)定性分析中。

7 接口要求

系統(tǒng)供應者應當確保提供的系統(tǒng)本身配備有接口（電子的、機械的、結(jié)構(gòu)的接口等）的必備工具，飛機和其他系統(tǒng)與他們對應的系統(tǒng)接口文件保持一致。

控制面板上的信號燈包括鎖閉和鎖定、殘余應力、開啟、關(guān)閉、照明和故障指示。使用一個單獨的發(fā)光二極管作為故障指示燈通過以不同頻率/時間間隔閃爍來表示各種故障。

艙門信號系統(tǒng)和其他飛機系統(tǒng)之間所有離散的接口都應當屬于接地/開路式的。接地/開路離散接口形式是首選的接口形式。

當艙門信號系統(tǒng)的“關(guān)閉”信號沒有工作時，系統(tǒng)應當給控制貨艙照明燈的繼電器提供電源。

通過照明燈控制貨運的繼電器提供電源。

8 故障與檢查

CDAS應當能夠進行內(nèi)部檢測操作，用來檢測系統(tǒng)故障。

電機控制應當具備機內(nèi)測試功能。

鑒定系統(tǒng)的機內(nèi)測試檢測性能應當至少達到可更換線路構(gòu)件或者接口級別的95%。

機內(nèi)測試檢測要點的故障檢測設計應該滿足操作人員和維修人員的要求。

機內(nèi)檢測設備的可靠性應當比設備測試所得的可靠性結(jié)果高一個數(shù)量級。

由機內(nèi)測試設備產(chǎn)生的電路和設備所引起的電子系統(tǒng)的部件增量占電子系統(tǒng)電路不能超過10%。機內(nèi)測試的結(jié)果是通過一段時間內(nèi)一系列有效的測定得到的，而不是一個單獨的時間點。機內(nèi)測試的適時測試結(jié)果是經(jīng)過若干次測試周期得到的。

9 工藝要求

因為健康和安全原因鋁合金不能含有鈹。

鑄件的級別和探傷等級對每一個鑄件應作詳細的說明。

如果使用研磨刮刀來去除表面防護修飾，去除后的表面應當干凈、光滑而且沒有去除表面保護修飾下面的額外的材料。化學清潔和表面處理應當在具體分析的基礎(chǔ)上選擇，并且應當用供應者證明有來源的行業(yè)標準方法完成。當必須從金屬表面去除任何保護性鍍層以檢查是否滿足規(guī)范時，在檢查完后的24小時內(nèi)所有的裝配體要用原始的保持層或者其他合適的保護層重新進行處理。在任何情況下，在表面保護鍍層被去除后7天之內(nèi)必須重新進行保護處理。在接合測試時表面保護被破壞的任何部件都要重新進行合適地處理。作動器和控制面板都要噴漆以滿足這里提到的所有環(huán)境條件。

10 結(jié)論

本文對作動器的設計要求進行初步研究，對相關(guān)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出進行總結(jié)。

參考文獻

[1] CCAR-25-R4，中國民用航空規(guī)章第25部一運輸類飛機適航標準，2009

[2] FAR 25-114， Amdt.25-114 Design Standards for Fuselage Doors on Transport Category Airplanes， 200