淺談民用飛機短艙開啟保持桿設(shè)計要求①

談志晶

摘 ? 要：發(fā)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(fā)動機本體結(jié)構(gòu)。其安全性關(guān)乎整個飛機的安全，因此需要定時維護(hù)。當(dāng)進(jìn)行地面維護(hù)時，需要打開短艙罩體，方便維護(hù)人員進(jìn)行相關(guān)檢查工作。地面維護(hù)時，需使用短艙開啟保持桿支撐住短艙罩體，從而為維護(hù)人員提供足夠的維護(hù)通道。短艙開啟保持桿作為發(fā)動機地面維護(hù)不可或缺的部件，其設(shè)計工作必須滿足地面維護(hù)功能要求。因此本文從結(jié)構(gòu)形式、載荷要求、環(huán)境限制、功能要求以及維修性等方面闡述了其設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞：短艙 ?開啟保持桿 ?地面維護(hù)

中圖分類號：V223.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）09（a）-0010-02

發(fā)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(fā)動機本體外，在飛行時為發(fā)動機提供流線外形，減少飛行阻力，并且為發(fā)動機本體上的管路提供保護(hù) 。在地面維護(hù)時，需要打開短艙的罩體，方便維護(hù)人員進(jìn)行發(fā)動機相關(guān)的維護(hù)工作。短艙罩體通常采用鉸鏈的形式安裝與發(fā)動機或吊掛上，打開時罩體圍繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)打開，并使用開啟保持桿支撐于發(fā)動機上。本文將圍繞短艙開啟保持桿的設(shè)計要求展開闡述。

1 ?結(jié)構(gòu)形式

開啟保持桿的結(jié)構(gòu)形式依賴于短艙的結(jié)構(gòu)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(fēng)扇罩開啟保持桿可采用彎曲直桿，由于風(fēng)扇罩內(nèi)部空間較大，飛行時曲桿固定于風(fēng)扇罩內(nèi)壁上，在地面時曲桿支撐于發(fā)動機本體上，用于地面維護(hù)。而內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)的開啟保持桿受到內(nèi)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(fā)動機本體下方，在地面維護(hù)時取出支撐于發(fā)動機本體上。可根據(jù)內(nèi)部存儲空間選取固定長度或可伸縮直桿，當(dāng)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(hù)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(jù)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(xiàn)變形，但不應(yīng)出現(xiàn)有害變形或永久變形，并且變形不應(yīng)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(yīng)有部件從桿組件本身、短艙、發(fā)動機本體上脫落。為滿足載荷要求，開啟保持桿需要進(jìn)行必要的載荷試驗，試驗至少應(yīng)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(tài)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(tài)下，維修人員拉住保持桿向前或向后的工況。

3 ?環(huán)境限制

3.1 操作環(huán)境

開啟保持桿在溫度為-54°C～54°C、海拔-600～4600m的范圍內(nèi)應(yīng)能正常操作。

3.2 曝露環(huán)境

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

3.3 振動環(huán)境

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

另外，開啟保持桿的最小固有頻率應(yīng)大于發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子紅線轉(zhuǎn)速。若保持桿的固有頻率無法避開發(fā)動機的工作頻率范圍，應(yīng)進(jìn)行疲勞性能分析，來表明開啟保持桿滿足疲勞要求。

3.4 環(huán)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(huán)境輻射等這些不利環(huán)境中時，保持桿結(jié)構(gòu)不應(yīng)受到腐蝕影響。按照RTCA DO-160 試驗要求，進(jìn)行必要的環(huán)境試驗，用以驗證保持桿無論處于安裝、試驗還是操作狀態(tài)下，均應(yīng)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(gòu)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(dāng)桿鎖住后需設(shè)有保險銷防止意外縮回，當(dāng)保持桿處于收縮狀態(tài)時保險銷應(yīng)儲存在桿組件內(nèi)。保持桿的鎖緊不應(yīng)使用特殊工具。

開啟保持桿的使用壽命應(yīng)至少達(dá)到15000次循環(huán)。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(huán)。

開啟保持桿的存儲不應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)品的功能降級，存儲壽命不應(yīng)低于2年。存儲期間無需進(jìn)行額外檢查。

5 ?維修性

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

（1）維修應(yīng)盡量降低對個人技巧、維護(hù)工裝、技術(shù)數(shù)據(jù)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(tài)，以保證其可持續(xù)適航性。

（3）保持桿的調(diào)節(jié)和更換，不應(yīng)拆除其余動力系統(tǒng)部件。

（4）保持桿的維護(hù)應(yīng)盡量減少對潤滑和調(diào)節(jié)的要求。

（5）保持桿應(yīng)為航線可更換件。

（6）保持桿的拆卸和更換工作，應(yīng)在一名操作工耗時半小時內(nèi)完成。

（7）保持桿的布置應(yīng)保證維修路徑的通暢和維修工作的簡便。

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

6 ?結(jié)語

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

參考文獻(xiàn)

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