淺談民用飛機短艙開啟保持桿設計要求

談志晶

摘 ? 要：發動機短艙部件作為民用飛機動力裝置重要組成部分，包括發動機本體結構。其安全性關乎整個飛機的安全，因此需要定時維護。當進行地面維護時，需要打開短艙罩體，方便維護人員進行相關檢查工作。地面維護時，需使用短艙開啟保持桿支撐住短艙罩體，從而為維護人員提供足夠的維護通道。短艙開啟保持桿作為發動機地面維護不可或缺的部件，其設計工作必須滿足地面維護功能要求。因此本文從結構形式、載荷要求、環境限制、功能要求以及維修性等方面闡述了其設計要求。

關鍵詞：短艙 ?開啟保持桿 ?地面維護

中圖分類號：V223.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0004-02

發動機短艙部件，作為民用飛機動力裝置的重要組成部分之一，除包括發動機本體外，在飛行時為發動機提供流線外形，減少飛行阻力，并且為發動機本體上的管路提供保護 。在地面維護時，需要打開短艙的罩體，方便維護人員進行發動機相關的維護工作。短艙罩體通常采用鉸鏈的形式安裝與發動機或吊掛上，打開時罩體圍繞鉸鏈旋轉打開，并使用開啟保持桿支撐于發動機上。本文將圍繞短艙開啟保持桿的設計要求展開闡述。

1 ?結構形式

開啟保持桿的結構形式依賴于短艙的結構形式。一般可分為直桿和曲桿，直桿又可分為固定長度和可伸縮的形式。風扇罩開啟保持桿可采用彎曲直桿，由于風扇罩內部空間較大，飛行時曲桿固定于風扇罩內壁上，在地面時曲桿支撐于發動機本體上，用于地面維護。而內部固定結構的開啟保持桿受到內部空間的限制，可采用直桿。飛行時可將開啟保持桿拆卸，儲存于發動機本體下方，在地面維護時取出支撐于發動機本體上。可根據內部存儲空間選取固定長度或可伸縮直桿，當選用可伸縮形式的直桿時，收縮時可滿足存儲要求，展開時可滿足地面維護要求。

2 ?載荷要求

開啟保持桿必須能夠承受一定的限制和極限載荷，載荷大小需根據實際使用工況制定。在限制載荷作用下，開啟保持桿允許出現變形，但不應出現有害變形或永久變形，并且變形不應影響保持桿的安全操作。在極限載荷作用下，開啟保持桿不應有部件從桿組件本身、短艙、發動機本體上脫落。為滿足載荷要求，開啟保持桿需要進行必要的載荷試驗，試驗至少應包含以下四種情形：

（1）壓力載荷試驗：在開啟保持桿兩端沿桿軸線施加一定的壓力。

（2）拉力載荷試驗：在開啟保持桿兩端沿桿軸線施加一定的拉力。

（3）壓力+垂直地面力組合：在開啟保持桿處于壓力作用下，在桿中點作用垂直于地面向下的力，此試驗用于模擬短艙罩體打開狀態下，維修人員拉住保持桿向下的工況。

（4）壓力+平行地面力組合：在開啟保持桿處于壓力作用下，在桿中點作用平行于地面的力，此試驗用于模擬短艙罩體打開狀態下，維修人員拉住保持桿向前或向后的工況。

3 ?環境限制

3.1 操作環境

開啟保持桿在溫度為-54°C～54°C、海拔-600～4600m的范圍內應能正常操作。

3.2 曝露環境

開啟保持桿曝露在溫度-74°C～150°C、海拔-600～13000m環境下，其操作性能不應下降。

3.3 振動環境

開啟保持桿應能承受發動機以及氣流引起的振動，且不會發生損傷。為證明保持桿滿足振動要求，需進行必要的振動試驗。RTCA DO-160 給出了固定翼飛機設備的振動測試程序，其中Robust Vibration Test為最嚴酷的振動測試工況。

另外，開啟保持桿的最小固有頻率應大于發動機低壓轉子紅線轉速。若保持桿的固有頻率無法避開發動機的工作頻率范圍，應進行疲勞性能分析，來表明開啟保持桿滿足疲勞要求。

3.4 環境因素

開啟保持桿在處于沙塵、空氣污染物包括煙霧、鹽水噴霧和環境輻射等這些不利環境中時，保持桿結構不應受到腐蝕影響。按照RTCA DO-160 試驗要求，進行必要的環境試驗，用以驗證保持桿無論處于安裝、試驗還是操作狀態下，均應滿足其功能、壽命、可靠性以及安全要求。

4 ?功能要求

若開啟保持桿構型為可伸縮撐桿時，保持桿完全展開時需自動鎖住，并且可人為釋放。當桿鎖住后需設有保險銷防止意外縮回，當保持桿處于收縮狀態時保險銷應儲存在桿組件內。保持桿的鎖緊不應使用特殊工具。

開啟保持桿的使用壽命應至少達到15000次循環。完全打開撐桿支撐罩體，再將撐桿收回至存儲位置為一次循環。

開啟保持桿的存儲不應導致產品的功能降級，存儲壽命不應低于2年。存儲期間無需進行額外檢查。

5 ?維修性

開啟保持桿應具有較好的維修性，要求以最小的人力、維修時間進行維修。維修性應滿足如下要求：

（1）維修應盡量降低對個人技巧、維護工裝、技術數據的依賴。

（2）在不拆除保持桿的情況下，定期檢查撐桿的使用狀態，以保證其可持續適航性。

（3）保持桿的調節和更換，不應拆除其余動力系統部件。

（4）保持桿的維護應盡量減少對潤滑和調節的要求。

（5）保持桿應為航線可更換件。

（6）保持桿的拆卸和更換工作，應在一名操作工耗時0.5h內完成。

（7）保持桿的布置應保證維修路徑的通暢和維修工作的簡便。

（8）保持桿的設計應滿足MIL-STD-1472 中關于人體工程學的要求：第5%分位女性和第95%分位男性應能夠正常操縱保持桿。

6 ?結語

本文概述了開啟保持桿總體的設計要求，僅供設計參考。短艙開啟保持桿作為發動機維護不可或缺的部件，其設計必須滿足客戶以及相關適航規章的要求。

參考文獻

[1] 周頌平.民用渦扇飛機短艙結構防火設計[J].科技傳播，2013（12）：82-85. .

[2] RTCA Inc.Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment：RTCA DO-160[S]. Washington： RTCA Inc，2010.

[3] DSPO. Human Engineering：MIL-STD-1472[S]. Ft. Belvoir： DSPO，2019.