含高能转子的设备适航符合性方法.pdf
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1、中国科技信息 2024 年第 8 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024-46-航空航天适航条款要求与条款解析对于民用直升机上含高能转子的设备,其专用的适航条款为第 29.1461 条“含高能转子的设备”,为了更好地理解该条款对应的适航要求,下面会对 29.1461 条款的技术要求进行逐条解析。第 29.1461 条“含高能转子的设备”条款适航要求中国交通运输部在 2017 年 4 月 1 日发布的 CCAR29部 R2 版 运 输 类 旋 翼 航 空 器 适 航 标 准 中 通 过 第29.1461“含高能转子的设备”条对民用直升
2、机上含高能转子的设备提出了相应的适航要求,其对应的适航条款原文如下。(a)含高能转子的设备,必须符合本条(b)、(c)或(d)的规定。(b)设备中的高能转子,必须能承受因故障、振动、异常转速和异常温度所引起的损伤。此外,还需满足下列要求:(1)辅助转子机匣必须能包容住高能转子叶片破坏所引起的损伤;(2)设备控制装置、系统和仪表设备,必须合理地保证在服役中不会超过影响高能转子完整性的使用限制。(c)必须通过试验表明,含高能转子的设备能包容住高能转子在正常转速控制装置不起作用时能达到的最高转速下产生的任何破坏。(d)含高能转子的设备,必须安装在当转子破坏时既不会危及乘员,也不会对继续安全飞行产生不
3、利影响的部位。含高能转子的设备适航符合性方法吴兴茂吴兴茂中国直升机设计研究所吴兴茂,工程师。图 1 风扇叶片导致发动机严重损坏含高能转子的设备在工作的时候具有充足的动能,当该类设备发生故障后,会对设备周边的线束、结构以及系统等造成巨大的破坏,在 2021 年 2 月 20 日美国联合航空发生UA328 航空事件中,由于风扇叶片断裂引起了发动机严的重损坏和起火,造成了严重的航空事故,如图 1 所示。民用直升机上还安装有许多其他类似的含高能转子的设备,主要有空气循环机、再循环风扇、电子设备冷却风扇、滑油冷却风扇、起动发电机、应急发电机等。为了避免含高能转子的设备工作中的失效/故障极大地影响民用直升
4、机的安全运行与直升机上的乘客安全,美国联邦航空管理局在 1965 年 12 月 28 日通过在 NPRM 65-42 中新增第 29.1459 条来对含高能转子的设备提出了相应的适航符合性要求,后来在 1968 年 1 月 26 日,美国联邦航空管理局又通过 29-3 修正案将原来的第 29.1459条“含高能转子的设备”重新编制为第 29.1461 条“含高能转子的设备”,删除了原来 29.1459(a)中的冗余字句,并且在 29.1459(b)的基础上,将 29.1461(b)中对应的“温度”前加上了“异常”。民用直升机上安装了许多含高能转子的设备,而且随着民用直升机市场需求的日益扩大和国
5、产民用直升机的快速发展,防止含高能转子的设备工作时的故障/失效情况对民用直升机的安全运行以及乘员安全造成不利的影响是非常有必要的,本文对第 29.1461 条“含高能转子的设备”条款进行了相应的研究,解读了该条款的相关技术内涵,分析了该条款适航符合性验证方法,并通过民用直升机上含高能转子设备的适航符合性验证工程实例验证了所提出适航符合性验证方法的可靠性,可以为其他民用直升机“含高能转子的设备”的适航符合性验证工作提供一定的参考。-47-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 8 期航空航天第 29.1461
6、 条“含高能转子的设备”条款解析29.1461(a)款说明29.1461条款“含高能转子的设备”的适航要求可以通过 29.1461(b)(c)(d)三种不同的方法来进行验证。29.1461(b)条款对“含高能转子的设备”从损伤容限、转子包容和控制装置三个方面提出了要求,首先是含高能转子的设备在工作中会受到故障、振动、异常转速以及温度等因素的影响,高能转子要有承受的住在这些情况下所引起的损伤的能力;其次在含高能转子的设备工作过程中,高能转子会因为故障/失效而发生甩出或者脱离的现象,规定了转子机匣要能包容的住此时高速甩出而具有巨大动能的转子叶片;同时为了防止“转子破坏”,29.1461(b)条款也
7、对设备的控制装置、系统和仪表设备提出了相应要求,从而确保“含高能转子的设备”在工作中不会超出相应的使用限制。29.1461(c)条款主要与含高能转子设备的包容性以及控制装置不正常工作两方面有关,29.1461(c)条款对“高能转子”工作过程中因环境、故障/失效等各种因素引起的损坏的包容性提出了更高的要求,规定了在转速控制装置不起作用的情况下,转子机匣仍能包容住高能转子此时能达到最大速度下产生的任何破坏,并且此时不能对与直升机继续安全飞行相关的重要组件、系统或者周边结构造成损害。29.1461(d)条款主要通过一种非包容的方法,对含高能转子的设备提出了相应的适航要求。在实际的民用直升机设计过程中
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