一種民用飛機(jī)后儲藏室的構(gòu)建及適航驗(yàn)證思路

賈大偉 何永軍 / JIA Dawei HE Yongjun

(上海飛機(jī)設(shè)計研究院，上海 201210)

?

一種民用飛機(jī)后儲藏室的構(gòu)建及適航驗(yàn)證思路

賈大偉 何永軍 / JIA Dawei HE Yongjun

(上海飛機(jī)設(shè)計研究院，上海 201210)

民用飛機(jī)的儲存設(shè)備是飛機(jī)運(yùn)營時需要使用的一類設(shè)備，可用于儲存乘客、機(jī)組人員攜帶的物品及飛機(jī)型號設(shè)計中需要使用的設(shè)備。闡述了儲存設(shè)備(隔間)的適航要求，并以某型號民用飛機(jī)上的后儲藏室為例， 詳細(xì)地闡述了其構(gòu)建思路及對相應(yīng)適航條款的驗(yàn)證思路。

民用飛機(jī)；儲存設(shè)備；后儲藏室；構(gòu)建思路；適航驗(yàn)證。

0 引言

駕駛艙和客艙中用于存儲貨物、行李、隨身攜帶物品和設(shè)備(救生設(shè)備)等的儲存設(shè)備(如頂部行李箱)或者隔間(如廚房、盥洗室、衣帽柜、狗窩、儲藏室)等，是民用飛機(jī)的一大類儲藏設(shè)施，其設(shè)計不僅需要滿足防火要求，還要滿足一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。儲藏設(shè)施設(shè)計要求在最大容許裝載重量下，能夠承受規(guī)定的飛行、地面、應(yīng)急著陸、濫用載荷等四種載荷狀況，并且在最嚴(yán)酷的載荷作用下也能固定在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上；同時還要避免內(nèi)部儲存的物品飛出，意外傷人或者堵塞應(yīng)急通道，從而影響乘員的應(yīng)急撤離。儲存設(shè)備的設(shè)計是適墜性[1-2]設(shè)計的重要組成部分，也是客艙安全關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。

1 常見儲存設(shè)施(隔間)的基本結(jié)構(gòu)

常見的儲存設(shè)施(如頂部行李箱)或者隔間(如廚房、衣帽柜、儲藏室等)基本的結(jié)構(gòu)構(gòu)成為：若干壁板圍成的獨(dú)立封閉空間結(jié)構(gòu)(如行李箱)或若干外圍壁板及內(nèi)部板圍成的多個相對獨(dú)立的空間結(jié)構(gòu)(如衣帽柜)。常見的儲存設(shè)施(隔間)結(jié)構(gòu)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 常見儲存設(shè)備基本結(jié)構(gòu)示意圖

2 儲存設(shè)施(隔間)的相關(guān)適航要求

中國民用航空規(guī)章第25部[3]-運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)(CCAR25)對儲存設(shè)備有如下要求：

25.301 載荷(a)；

25.303 安全系數(shù)；

25.305 強(qiáng)度和變形(a)、(b)；

25.307 結(jié)構(gòu)符合性的證明(a)；

25.561 應(yīng)急著陸情況總則(b3)、(c)；

25.625 接頭系數(shù)(a1、a2、a3)；

25.787 儲存艙(a)、(b)；

25.789 客艙和機(jī)組艙以及廚房中物件的固定(a)；

25.853 座艙內(nèi)部設(shè)施(a)、(d)；

25.1541 標(biāo)記和標(biāo)牌總則(a)、(b)；

25.1561 安全設(shè)備(c)。

3 后儲藏室的構(gòu)建思路

儲存設(shè)施(隔間)是為儲存物品而設(shè)計的，因此其設(shè)計必須要考慮：(1)其在飛機(jī)上的安裝位置；(2)其內(nèi)部所要儲存的物品。

下面以某型號民用飛機(jī)為例，具體闡述其上某儲存隔間的構(gòu)建思路及適航驗(yàn)證思路。

3.1 后儲藏室在飛機(jī)上的安裝位置

在某型號民用飛機(jī)上，后盥洗室與結(jié)構(gòu)框之間有一塊空間未被利用，如圖2所示。為了充分利用空間，可將此空間設(shè)計成儲存隔間，用于儲存物品，此儲存隔間稱為后儲藏室。

圖2 某型民用飛機(jī)上的可利用空間

3.2 后儲藏室的結(jié)構(gòu)布局及構(gòu)建思路

后儲藏室位于后盥洗室與結(jié)構(gòu)框之間，其周圍還有一些其它的結(jié)構(gòu)及設(shè)備。后儲藏室設(shè)計為框板結(jié)構(gòu)，利用已有的結(jié)構(gòu)面及其它設(shè)備壁面，再搭建自身框架和壁板，共同圍成封閉儲物空間。

相對于一般只有自身壁板的封閉存儲設(shè)備，后儲藏室除了有自身的壁板外，還利用了已有的其它結(jié)構(gòu)壁板，它們共同形成封閉的儲存空間。

3.3 后儲藏室中的物品存放

后儲藏室為獨(dú)立空間結(jié)構(gòu)，且僅有一個獨(dú)立空間，后儲藏室的地板(飛機(jī)結(jié)構(gòu)地板)、后盥洗室壁板、自身壁板在本例中都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是這一獨(dú)立空間的組成部分，用以固定、儲存物品。

圖3 后儲藏室存放物品示意圖

具體物品存儲如下：(1)一套救生筏組件；(2)兩個氧氣瓶；(3)乘務(wù)員衣帽等小物品。

救生筏組件固定在后儲藏室的地板上；兩個氧氣瓶安裝在后盥洗室壁板上；兩個衣帽鉤安裝在后儲藏室后壁板上，每個衣帽鉤通過螺釘固定在壁板上，乘務(wù)員衣帽等小物品可掛于此處。后儲藏室中物品存放示意如圖3所示。

4 后儲藏室對適航條款的滿足

4.1 后儲藏室的載荷要求

CCAR25部對后儲藏室的設(shè)計要求包括：CCAR25.301(a)載荷、CCAR25.303安全系數(shù)、CCAR25.305強(qiáng)度和變形、CCAR25.307結(jié)構(gòu)符合性的證明、CCAR25.611可達(dá)性措施、CCAR25.625接頭系數(shù)等通用性要求。

此外，除CCAR25.561應(yīng)急著陸情況總則(b)的要求，在應(yīng)急著陸情況下，飛機(jī)上的結(jié)構(gòu)(包括其接頭)應(yīng)能承受各個方向上的極限慣性載荷。

后儲藏室除需承受應(yīng)急著陸時的極限載荷外，還應(yīng)承受具體飛機(jī)上相應(yīng)部位的動載荷及靜載荷。因而實(shí)際設(shè)計載荷應(yīng)綜合考慮動載荷、靜載荷及應(yīng)急著陸載荷，應(yīng)取這三種載荷包線內(nèi)的最大值作為設(shè)計載荷。

后儲藏室里存放的救生筏、氧氣瓶質(zhì)量較大，它們產(chǎn)生的慣性載荷較大，相應(yīng)的后盥洗室壁板、結(jié)構(gòu)地板(此例中這些壁板應(yīng)認(rèn)為是后盥洗室壁板的一部分，下同)在設(shè)計時要考慮這些慣性力；乘務(wù)員衣帽等小物品懸掛于后儲藏室后壁板上，但其質(zhì)量很小，在極限慣性載荷下產(chǎn)生的作用力也很小。因此后儲藏室結(jié)構(gòu)(包括接頭)的設(shè)計比較容易滿足以上通用性要求及應(yīng)急著陸時的載荷要求。

4.2 后儲藏室中存放物品的固定要求

CCAR25.787 (a)和CCAR 25.789 (a)是對存放在后儲藏室內(nèi)部物品的固定要求。救生筏安裝在地板上、氧氣瓶安裝在后盥洗室壁板上，它們的安裝支架應(yīng)能滿足相關(guān)強(qiáng)度條款要求；且它們的固定結(jié)構(gòu)、綁帶在最大設(shè)計載荷下發(fā)生變形時也不能讓固定物品撞擊到后儲藏室的其它壁板。

4.3 后儲藏室的材料要求

后儲藏室框架采用金屬材料，而壁板應(yīng)采用質(zhì)輕的復(fù)合材料。此復(fù)合材料由于使用在客艙內(nèi)部，應(yīng)滿足CCAR25.853(a)、(d)條款的要求。

25.853(a)條款是關(guān)于材料阻燃試驗(yàn)的。對于壁板的制造材料，應(yīng)對其按CCAR25部附錄F第I部分《表明符合25.853 條或25.855 條的試驗(yàn)準(zhǔn)則和程序》進(jìn)行60s垂直燃燒試驗(yàn)。

25.853(d)條款是關(guān)于材料熱釋放率試驗(yàn)及煙密度試驗(yàn)的。對于壁板的制造材料，應(yīng)對其按CCAR25部附錄F第IV部分《測定熱輻射下客艙材料熱釋放速率的試驗(yàn)方法》進(jìn)行熱釋放率試驗(yàn)；同時對產(chǎn)生的煙霧按CCAR 25部附錄F第V部分《測定艙內(nèi)材料發(fā)煙特性的試驗(yàn)方法》進(jìn)行煙密度試驗(yàn)。

此外，根據(jù)一些民用飛機(jī)的設(shè)計要求，應(yīng)對材料進(jìn)行煙霧毒性試驗(yàn)。煙霧毒性試驗(yàn)也有一些試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，如HB7066《民機(jī)機(jī)艙內(nèi)部非金屬材料燃燒產(chǎn)生毒性氣體的測定方法》。

根據(jù)這些要求，后儲藏室材料可以選擇滿足上述要求的輕質(zhì)復(fù)合材料。

4.4 后儲藏室門鎖閂的耐久性要求

CCAR25.787儲存艙(b)中：如果用于客艙和機(jī)組艙中儲存艙的上述措施是帶鎖閂的門，其設(shè)計必須考慮到服役中預(yù)期的磨損和性能下降。

后儲藏室中存放有救生筏、氧氣瓶和機(jī)組人員的衣物等小物品，因此后儲藏室門需要經(jīng)常打開，此門通過鎖閂關(guān)閉。門上的鎖閂根據(jù)適航條款的要求需要考慮服役中預(yù)期的磨損和性能下降。因此，門鎖閂的使用壽命可等同于同一飛機(jī)上行李箱門鎖閂或盥洗室門鎖閂的使用壽命?？紤]到門鎖閂的磨損及可靠性，需采用雙鎖設(shè)計。

4.5 后儲藏室上相關(guān)的標(biāo)記標(biāo)牌

CCAR25.787儲存艙(a)、25.1541標(biāo)記和標(biāo)牌總則(a)、(b)和25.1561安全設(shè)備(c)規(guī)定了儲存設(shè)備上需要張貼一些標(biāo)記標(biāo)牌，本例的后儲藏室上張貼的標(biāo)記標(biāo)牌有：(1)“機(jī)組專用”，因該儲藏室高度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)人體尺寸，因此為了避免有人誤入后儲藏室，用此標(biāo)牌表明只供機(jī)組人員使用；(2)“地板限重×kg”，此標(biāo)牌張貼于后儲藏室門上，限定安裝于地板上的救生筏等物品重量；(3)“掛鉤限重”，此標(biāo)牌張貼于后儲藏室掛鉤旁的壁板上，限制鉤掛上物品的重量；(4)“救生筏存放”，此標(biāo)牌張貼于后儲藏室門上，標(biāo)示應(yīng)急設(shè)備救生筏的存放位置。

5 后儲藏室適航驗(yàn)證規(guī)劃

后儲藏室的設(shè)計應(yīng)滿足第4節(jié)提到的強(qiáng)度、材料、功能、標(biāo)記標(biāo)牌等方面的要求。針對這些要求，具體的適航驗(yàn)證規(guī)劃見表1。

表1 后儲藏室相關(guān)適航條款符合性的驗(yàn)證方法

備注：

MC1、MC2、MC4、MC7指適航條款的驗(yàn)證方法；MC1-設(shè)計說明；MC2-分析和計算；MC4-試驗(yàn)室試驗(yàn)；MC7-機(jī)上檢查。

5 結(jié)論

本文以某具體的民用飛機(jī)型號上的后儲藏室為例，結(jié)合民航相關(guān)法律法規(guī)的要求，詳細(xì)地闡述了后儲藏室構(gòu)建的要求及思路，闡述了后儲藏室的適墜性設(shè)計要求及適航驗(yàn)證思路。后儲藏室雖為某具體型號飛機(jī)上存儲空間構(gòu)建的特例，但其構(gòu)建過程中考慮到的適墜性設(shè)計驗(yàn)證思路可為其它民用飛機(jī)型號上儲存設(shè)備(隔間)的設(shè)計及適航驗(yàn)證提供一定的參考。

[1] 張維方.民用飛機(jī)艙內(nèi)裝飾與設(shè)備的適墜性研究[J].民用飛機(jī)設(shè)計與研究，2009，1：5-9.

[2] 孫俠生.民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)適墜性評估技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究,2006,3: 1-7.

[3] 中國民用飛機(jī)航空局.CCAR-25-R3中國民用航空規(guī)章第25部：運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國民用航空局，2011.

Design and Airworthiness Validation of Back Storage in Some Civil Aircraft

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai 201210，China)

Storage equipments for civil aircraft are one kind of equipments which are used when aircraft operates. They are used to store up goods which are taken by passengers and crew, and equipments which are required in aircraft design. This paper interprets the airworthiness requirements of storage equipments (space). Taking back Storage as an example of some civil aircraft, the design idea and airworthiness validation of the back Storage are presented in details.

civil aircraft; storage equipments; back storage; design idea; airworthiness validation

10.19416/j.cnki.1674-9804.2016.03.018

V223+.2

A