民用飛機(jī)燃油切斷閥在轉(zhuǎn)子爆破的保護(hù)設(shè)計(jì)

何特

【摘 要】本文針對(duì)民用飛機(jī)燃油切斷閥在轉(zhuǎn)子爆破事件下的保護(hù)設(shè)計(jì)問(wèn)題先闡述了基本背景和設(shè)計(jì)困難，然后針對(duì)此困難提出了三種不同的設(shè)計(jì)方案，并逐一分析了每種方案的原理、特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)燃油切斷閥的保護(hù)設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；切斷閥；轉(zhuǎn)子爆破；余度

0 概述

目前，民用飛機(jī)上應(yīng)用最廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝形式是翼吊形式，主要優(yōu)點(diǎn)是：發(fā)動(dòng)機(jī)重量更靠近全機(jī)重心，減小全機(jī)重量配平困難；發(fā)動(dòng)機(jī)重量對(duì)機(jī)翼減載作用，減輕結(jié)構(gòu)重量；發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和噴流遠(yuǎn)離機(jī)體；降低發(fā)動(dòng)機(jī)失效時(shí)對(duì)機(jī)翼整體油箱產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)；便于發(fā)動(dòng)機(jī)安裝和維修[1]。

為了保證在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生火情或需要切斷發(fā)動(dòng)機(jī)供油的情況下可以切斷發(fā)動(dòng)機(jī)供油，需針對(duì)所有供油系統(tǒng)上均設(shè)置燃油切斷閥。民用飛機(jī)的油箱通常布置在機(jī)翼前后梁之間，采用整體油箱的形式[2]，故燃油切斷閥通常位于油箱所在的機(jī)翼后梁到發(fā)動(dòng)機(jī)之間的區(qū)域。大多數(shù)民用飛機(jī)的電源配電中心均位于機(jī)身前端，因此對(duì)于翼吊形式的民用飛機(jī)來(lái)說(shuō)，燃油切斷閥的供電線路必須要經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子爆破區(qū)域。

民機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子爆破是由于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)損壞產(chǎn)生高速、高能量的碎片，這些碎片能夠穿透鄰近結(jié)構(gòu)、燃油箱、機(jī)身、系統(tǒng)設(shè)備以及飛機(jī)上其他的發(fā)動(dòng)機(jī)等，對(duì)飛行安全造成極大風(fēng)險(xiǎn)[3]。

當(dāng)民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破時(shí)，高速?zèng)_擊的碎片則有可能打斷經(jīng)過(guò)了轉(zhuǎn)子爆破區(qū)域的燃油切斷閥供電線路。因?yàn)槎喾N民用飛機(jī)機(jī)種每一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)均只有一個(gè)燃油切斷電動(dòng)閥（下文的切斷閥均指燃油切斷電動(dòng)閥），如果民用飛機(jī)一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子爆破導(dǎo)致的線路失效即可造成燃油切斷功能失效，則有可能造成“發(fā)動(dòng)機(jī)著火時(shí)不能切斷相應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)供油”，引發(fā)災(zāi)難級(jí)事故。因此，為了避免此單個(gè)事件引發(fā)災(zāi)難級(jí)事故，燃油切斷閥的供電線路需要進(jìn)行余度設(shè)計(jì)，此外，還需考慮以下因素，進(jìn)一步加大了燃油切斷閥供電線路的設(shè)計(jì)難度：

1）轉(zhuǎn)子爆破打斷的供電線路存在懸空和接地的兩種可能性；

2）防火手柄對(duì)燃油切斷閥控制的較高優(yōu)先級(jí)；

3）互為余度的線路之間的隔離；

4）安全性，維護(hù)性，可靠性，經(jīng)濟(jì)性。

針對(duì)以上要求，提出以下幾種設(shè)計(jì)方案，幾種方案的共同點(diǎn)是雙路供電（供電余度），雙路線路（線路余度）。

1 方案一：?jiǎn)温贩阑鹗直刂品桨?/p>

此方案的特點(diǎn)是防火手柄為單路開(kāi)關(guān)，除防火手柄外，還有一個(gè)控制開(kāi)關(guān)和繼電器進(jìn)行控制。

繼電器輸出為切斷閥打開(kāi)和切斷兩種邏輯，由控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。防火手柄的高優(yōu)先級(jí)切斷線路可不經(jīng)繼電器直接將切斷閥切斷。繼電器控制的切斷線路和防火手柄的高優(yōu)先級(jí)切斷線路（如圖1中的線路1和2）分別位于飛機(jī)兩側(cè)作為左右雙余度。此處說(shuō)明，飛機(jī)兩側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)均發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破的概率極低且本身就是災(zāi)難級(jí)事件，不在本文的考慮范圍之內(nèi)。

當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破將切斷閥切斷線路打斷（如圖1中線路1或2打斷）時(shí)，若打斷后懸空，則另一路可以正常供電給切斷閥進(jìn)行切斷；若打斷后搭接到金屬結(jié)構(gòu)上，則可能造成電源直接對(duì)地，另一路也無(wú)法給切斷閥供電切斷，造成災(zāi)難級(jí)事件。

方案優(yōu)點(diǎn)：控制邏輯簡(jiǎn)單，出現(xiàn)故障時(shí)，找出故障原因和故障點(diǎn)較快，排除故障簡(jiǎn)單，元器件和線路數(shù)量少，成本和重量低，維修性好。

方案缺點(diǎn)：若打斷線路搭接到金屬結(jié)構(gòu)上，則存在災(zāi)難級(jí)事件風(fēng)險(xiǎn)。

為了避免此災(zāi)難級(jí)事件，可采取絕緣措施降低事件概率。為了徹底避免此類事件，切斷閥的雙余度切斷線路應(yīng)不允許直接接在一起。

2 方案二：雙繼電器控制方案

此方案防火手柄為雙路開(kāi)關(guān)，除此之外，還利用兩個(gè)控制繼電器形成了復(fù)雜的控制邏輯，繼電器2需采用延時(shí)繼電器。

正常情況下，防火手柄打在下端，切斷閥打開(kāi)。需切斷時(shí)，將防火手柄打到上端，電源經(jīng)繼電器2給切斷閥供電，同時(shí)給繼電器1線圈供電，使防火手柄切斷線路斷開(kāi)。如圖1所示線路1和2一起與線路3構(gòu)成左右雙余度。

當(dāng)線路3一側(cè)發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破時(shí)，將防火手柄打到上端，若線路3被打斷，打斷后無(wú)論是懸空或者接地，因?yàn)榫€路1和2正常，繼電器1和2線圈均得電，電源經(jīng)線路2和繼電器2給切斷閥正常供電切斷。

當(dāng)線路1和2一側(cè)發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破時(shí)，將防火手柄打到上端，此時(shí)可分為以下幾種情況：（1）僅線路2打斷或線路1和2均被打斷，打斷后無(wú)論懸空或接地，此時(shí)繼電器1和2均失電，電源經(jīng)線路3以及繼電器1和2給切斷閥正常供電切斷；（2）僅線路1打斷，且打斷后懸空，此時(shí)線路2正常，繼電器2得電，電源經(jīng)線路2和繼電器2給切斷閥正常供電切斷；（3）僅線路1打斷，打斷后接地，因?yàn)槔^電器2線圈和線路1均接地，此時(shí)繼電器2將失穩(wěn)，將處于上下跳的狀態(tài)，因?yàn)槔^電器2采用延時(shí)繼電器，若使用可快速切斷的電機(jī)作為切斷閥，在繼電器延時(shí)時(shí)間段內(nèi)切斷閥可切斷，則可順利實(shí)現(xiàn)切斷功能。

方案優(yōu)點(diǎn)：使用延時(shí)繼電器和可快速切斷的電機(jī)，可在僅增加一個(gè)繼電器的情況下，有效避免災(zāi)難級(jí)事件的發(fā)生。

方案缺點(diǎn)：控制邏輯復(fù)雜，出現(xiàn)故障時(shí)，找出故障原因和故障點(diǎn)困難，成本和重量較大。

3 方案三：二極管防接地方案

此方案防火手柄為雙路開(kāi)關(guān)并增加了一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，方案思路與方案一有相似之處，但在兩切斷線路均經(jīng)過(guò)一個(gè)二極管之后才接到一起。

正常情況下，防火手柄和控制開(kāi)關(guān)均打在上端，切斷閥打開(kāi)。控制開(kāi)關(guān)或防火手柄打到下端時(shí)，切斷閥切斷。線路1和2形成左右雙余度。

發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破時(shí)，若線路1或2打斷懸空，另一路可正常切斷；若線路1或2打斷后搭接到金屬結(jié)構(gòu)上接地，因?yàn)槎O管的防逆流功能，另一路也可正常切斷。

此方案原理簡(jiǎn)單，且能較好地避免災(zāi)難級(jí)事件，二極管的安裝存在以下幾種可能：（1）將二極管集成到線束中，這種方案將造成飛機(jī)的維修性極差，二極管損壞時(shí)維修不便，可能需要破壞線束更換二極管或更換整個(gè)線束，因此這種方案是不可接受的。（2）若將二極管集成到設(shè)備中，此時(shí)須保證設(shè)備的整體安全性滿足要求，且在二極管損壞時(shí)需打開(kāi)設(shè)備更換二極管或更換整個(gè)設(shè)備，會(huì)降低維修性，提高維修成本；（3）若采用單獨(dú)的二極管設(shè)備，則需在機(jī)上適當(dāng)位置安裝，對(duì)于多個(gè)民用飛機(jī)機(jī)種，轉(zhuǎn)子爆破區(qū)域后部沒(méi)有電設(shè)備艙，此時(shí)這種方案不適用，且使用二極管可能會(huì)提高更換頻度，降低維修性。

方案優(yōu)點(diǎn)：控制邏輯簡(jiǎn)單，出現(xiàn)故障時(shí)，找出故障原因和故障點(diǎn)較快，且能有效避免災(zāi)難級(jí)事件。

方案缺點(diǎn)：可能會(huì)降低維修性，提高維修成本。

4 結(jié)論

針對(duì)民用飛機(jī)燃油切斷閥在轉(zhuǎn)子爆破事件下的保護(hù)設(shè)計(jì)，方案一控制邏輯最簡(jiǎn)單，排除故障簡(jiǎn)單高效，成本和重量低，維修性好，但可能存在災(zāi)難級(jí)事件風(fēng)險(xiǎn)；方案二采用延時(shí)繼電器和可快速切斷的電機(jī)，可有效避免災(zāi)難級(jí)事件，但控制邏輯復(fù)雜，排查故障原因和故障點(diǎn)困難，成本和重量較大；方案三控制邏輯簡(jiǎn)單，排除故障簡(jiǎn)單高效，可有效避免災(zāi)難級(jí)事件，但維修性差，維修成本高。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]梁磊.民機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子爆破安全性設(shè)計(jì)與分析方法[J].科技視界，2014（15）.

[責(zé)任編輯：王偉平]

強(qiáng)化民主管理，就是要建立一整套科學(xué)、規(guī)范和完善的民主管理運(yùn)行機(jī)制，以民主管理推進(jìn)整體工作。一是，要進(jìn)一步完善“教代會(huì)”、“職代會(huì)”制度，使“教代會(huì)”、“職代會(huì)”真正成為反映廣大教職工訴求、凝聚廣大教職工人心的可靠平臺(tái)。學(xué)校重大事項(xiàng)應(yīng)當(dāng)依法通過(guò)“教代會(huì)”、“職代會(huì)”決策，涉及教職工切身利益的重大問(wèn)題，都必須通過(guò)“教代會(huì)”、“職代會(huì)”討論表決通過(guò)。要提升工會(huì)和教代會(huì)的影響力，促進(jìn)依法治校的制度約束，提高依法依規(guī)管理工會(huì)的能力和水平，發(fā)揮工會(huì)維護(hù)教職工權(quán)益的作用。二是，完善校務(wù)公開(kāi)制度。校務(wù)公開(kāi)是教職工代表大會(huì)在閉會(huì)期間教職工行使民主權(quán)利的有效形式，能夠促進(jìn)教職工代表大會(huì)制度的完善、鞏固和提高。

推進(jìn)高校工會(huì)法治化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)依法治國(guó)對(duì)工會(huì)工作的必然要求，也是維護(hù)教職工合法權(quán)益的必然要求。隨著我國(guó)法治化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，運(yùn)用法治思維和法治方式解決問(wèn)題、處理矛盾已成為社會(huì)發(fā)展的必然。因此，工會(huì)組織一定要在工作中始終貫徹這一指導(dǎo)思想，樹(shù)立依法維權(quán)、依法履職的觀念，切實(shí)維護(hù)廣大教職工的合法權(quán)益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃羨琳.論“工會(huì)法治化”的中國(guó)特色社會(huì)主義工會(huì)制度發(fā)展新途徑[J].社會(huì)保障研究，2011（5）.

[2]《中華人民共和國(guó)工會(huì)法》第2條規(guī)定：“中華全國(guó)總工會(huì)及其各工會(huì)組織代表職工的利益，依法維護(hù)職工的合法權(quán)益?！薄皡⑴c協(xié)調(diào)勞動(dòng)關(guān)系和調(diào)解勞動(dòng)爭(zhēng)議，與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面建立協(xié)商制度，協(xié)商解決涉及職工切身利益問(wèn)題。幫助和指導(dǎo)職工與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面簽訂和履行勞動(dòng)合同，代表職工與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面簽訂集體合同或者其他專項(xiàng)協(xié)議，并監(jiān)督執(zhí)行?！?/p>

[3]《中國(guó)工會(huì)章程》第28條規(guī)定：“參與協(xié)調(diào)勞動(dòng)關(guān)系和調(diào)解勞動(dòng)爭(zhēng)議，與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面建立協(xié)商制度，協(xié)商解決涉及職工切身利益問(wèn)題。幫助和指導(dǎo)職工與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面簽訂和履行勞動(dòng)合同，代表職工與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面簽訂集體合同或者其他專項(xiàng)協(xié)議，并監(jiān)督執(zhí)行?！?/p>

[4]《工會(huì)法》第14條：“中華全國(guó)總工會(huì)、地方總工會(huì)、產(chǎn)業(yè)工會(huì)具有社會(huì)團(tuán)體法人資格?；鶎庸?huì)組織具備民法通則規(guī)定的法人條件的，依法取得社會(huì)團(tuán)體法人資格?！?/p>

[5]《工會(huì)法》第六條：“維護(hù)職工合法權(quán)益是工會(huì)的基本職責(zé)。工會(huì)在維護(hù)全國(guó)人民總體利益的同時(shí)，代表和維護(hù)職工的合法權(quán)益。”

[責(zé)任編輯：王偉平]