民用飛機(jī)吊掛系統(tǒng)布置方法探索

田瑞娜

【摘 要】民用飛機(jī)吊掛是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)翼的關(guān)鍵部件，起著支撐發(fā)動(dòng)機(jī)、傳遞載荷和布置系統(tǒng)的作用。吊掛主要布置有電氣和液壓系統(tǒng)，滅火/檢測和氣源系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)等。本文主要介紹了民用飛機(jī)吊掛系統(tǒng)布置的原則和影響因素，為民用飛機(jī)吊掛系統(tǒng)布置提供了設(shè)計(jì)方法和思路。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；吊掛；系統(tǒng)布置

0 引言

近些年來，飛機(jī)不斷向大型化發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)越來越大、越來越復(fù)雜，吊掛作為連接機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，越來越受到民用飛機(jī)設(shè)計(jì)師的關(guān)注，也出現(xiàn)了很多吊掛設(shè)計(jì)形式。隨著人們對飛機(jī)安全性、維修性等的普遍關(guān)注，以及大量新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使民用飛機(jī)吊掛的系統(tǒng)布置更加復(fù)雜，同時(shí)也給民用飛機(jī)吊掛布置帶來了較大的挑戰(zhàn)。

1 民用飛機(jī)吊掛布置特點(diǎn)

吊掛作為飛機(jī)重要的結(jié)構(gòu)部件之一，大多安裝在機(jī)翼的下方，如圖1所示，主要功能是支承發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)反推力傳遞到飛機(jī)、確定線路并支撐所有與發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)的系統(tǒng)。吊掛布置特點(diǎn)有空間狹小，管線路眾多，氣動(dòng)要求嚴(yán)苛，振動(dòng)強(qiáng)。

為了安全，吊掛用防火墻進(jìn)行分艙，一般情況下，吊掛分為整流罩、盒段、后緣等。

吊掛內(nèi)布置的系統(tǒng)有：電氣和液壓系統(tǒng)，滅火/檢測和氣源系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)等。

2 民用飛機(jī)吊掛系統(tǒng)布置原則及影響因素

吊掛內(nèi)部空間必須保證飛機(jī)正常操作和安全使用，設(shè)備布置及安裝均要確保安全性、可靠性和可維修性，滿足相關(guān)適航條例CCAR-25-R4的要求。

2.1 吊掛內(nèi)部空間設(shè)計(jì)原則

a）吊掛內(nèi)部系統(tǒng)布置必須考慮地面設(shè)備的空間需求，例如動(dòng)力裝置起吊點(diǎn)、機(jī)翼頂起點(diǎn)等；

b）必須考慮試飛改裝所需設(shè)備、管線路的安裝需求，布置時(shí)只需考慮滿足試飛要求即可，同時(shí)要保證不能影響裝機(jī)件的安全性；

c）盡量對各系統(tǒng)集中布置的區(qū)域采用分艙布置，提高安全性；

d）盡量不要通過修改氣動(dòng)外形的方式優(yōu)化吊掛內(nèi)部空間；若要修改氣動(dòng)外形，必須保證對飛機(jī)氣動(dòng)特性的影響最小。

2.2 系統(tǒng)管路、線束走向布置原則

a）軟硬線系布置時(shí)，原則為先拉桿后鋼索再管路與EWIS線束，先粗后細(xì)，先硬后軟；

b）從上到下的布置原則為：一般氣體、水/廢水、易燃及腐蝕性液體。

2.3 物理間隙及隔離設(shè)計(jì)原則

a）由于吊掛臨近動(dòng)力裝置火區(qū)并且內(nèi)部通常布置高溫氣體管路及高溫電纜，應(yīng)采取通風(fēng)措施并且保證通風(fēng)通道的順暢；

b）確定高溫氣體管路與結(jié)構(gòu)或其他系統(tǒng)的間距，應(yīng)包含以下因素的分析：

1）氣體管路受熱膨脹的量及膨脹的方向；

2）氣體管路臨近空間的溫度場；

3）使用球型接頭的氣體管路振動(dòng)的包絡(luò)面；

c）布置過程中采用物理隔離措施，應(yīng)當(dāng)考慮物理隔離占用的空間及周邊系統(tǒng)的維修性；

d）對于翼吊動(dòng)力裝置的吊掛，若其內(nèi)部布置的冗余系統(tǒng)應(yīng)盡量彼此遠(yuǎn)離；

e）布置在吊掛內(nèi)的可燃液體的切斷閥必須布置在動(dòng)力裝置、APU、RAT和其他高速旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子失效影響區(qū)之外；

f）布置可燃液體管路時(shí)，盡量遠(yuǎn)離高溫氣體管路以及EWIS線束；

g）布置電氣線束時(shí)，應(yīng)考慮電磁干擾、溫度場、失效狀態(tài)等因素，遠(yuǎn)離可燃液體管路和油箱，強(qiáng)電流線束必須與弱電流線束保持安全隔離。

2.4 支架布置原則

a）盡量避免將系統(tǒng)支架安裝在機(jī)翼油箱下表面；

b）EWIS線束的布置應(yīng)在允許范圍內(nèi)盡量合并線束，減少支架的數(shù)量及布置空間；

c）液壓管路和燃油管路可以共用結(jié)構(gòu)支架以節(jié)省布置空間。

2.5 維修性設(shè)計(jì)原則

a）在空間狹小的地方，若干互相平行布置的管路的接頭集中在某一站位，可將這些接頭沿管路軸線方向上錯(cuò)開布置，同時(shí)考慮為這些接頭設(shè)計(jì)足夠的維修空間；

b）吊掛維修口蓋的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)避免在進(jìn)行維修時(shí)口蓋被飛機(jī)其他運(yùn)動(dòng)部段遮擋，降低可達(dá)性，這些運(yùn)動(dòng)部件包括但不局限于：短艙罩、反推力裝置、機(jī)翼增升裝置、地面設(shè)備。若無法避免上述情況，必須制定特定的維修程序；

c）若其他飛機(jī)部段和系統(tǒng)的維修需要借助吊掛的內(nèi)部空間，則在布置設(shè)計(jì)過程中需要考慮這種情況。

2.6 振動(dòng)情況下的布置原則

必須考慮吊掛與動(dòng)力裝置/短艙、吊掛與機(jī)翼，以及吊掛不同部段之間變形的不一致，這些變形通常通過強(qiáng)度分析的方法確定，然后根據(jù)變形特點(diǎn)采取不同的設(shè)計(jì)措施保證管路的安全性。民用飛機(jī)垂直尾翼后緣艙是懸掛和驅(qū)動(dòng)方向舵的重要區(qū)域，對其內(nèi)各系統(tǒng)進(jìn)行布置設(shè)計(jì)的目標(biāo)與原則是：為方向舵作動(dòng)器提供合適的布置空間及工作環(huán)境，保障其安全、有效工作。后緣艙內(nèi)的液壓管路及電氣電纜布置必須確保安全性、可靠性和可維護(hù)性，滿足適航條例要求。

2.7 吊掛布置的影響因素

吊掛布置的影響因素包括：吊掛關(guān)鍵設(shè)備布置、結(jié)構(gòu)布置、管線路布置和維修性因素等。

3 結(jié)論

吊掛系統(tǒng)布置對飛機(jī)設(shè)計(jì)具有重要意義。吊掛內(nèi)各系統(tǒng)的布置是一個(gè)循序漸進(jìn)、反復(fù)迭代的過程，應(yīng)盡可能充分考慮影響布置的各項(xiàng)因素，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，實(shí)現(xiàn)吊掛內(nèi)系統(tǒng)的最優(yōu)布置。

【參考文獻(xiàn)】

[1]運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn).中國民用航空規(guī)章第25部CCAR-25-R4[S].中國民航總局，2009.

[責(zé)任編輯：田吉捷]