民用飛機座艙等效泄漏面積測量方法

林石泉+及運達

【摘 要】本文描述了三種民用飛機座艙等效泄漏面積的測量方法，分別從試驗條件、試驗設備、試驗步驟和試驗數據處理等方面對此三種方法進行詳細的介紹。然后對三種測量方法的優缺點進行了分析，并結合工程經驗對試驗判據進行了修正，使測量方法更能應用到實際工程檢查中。

【關鍵詞】民用飛機；氣密性試驗；等效泄漏面積

0 引言

氣密性是飛機一項很重要的技術指標，對飛機的乘客安全和座艙壓力調節系統的控制有很大的影響，氣密試驗是飛機出廠后進行的一項對飛機生產裝配質量進行檢驗，從而保證飛機氣密性的試驗。座艙等效泄漏面積測量的方法即根據空氣動力學公式推導出試驗判據來指導試驗的方法。

1 試驗目的

本試驗為測量飛機座艙等效泄漏面積，用以驗證飛機對最大等效泄漏面積的符合性，確保壓調系統能夠正常控制，同時檢查飛機的制造質量。

2 試驗條件

a）環境要求：保壓法和減壓法在地面進行，無特殊條件要求，試飛法需飛行試驗，無特殊條件要求；

b）介質要求：無；

c）試驗準備要求：編制試驗任務書、大綱，無試飛改裝，試驗前需完成機上功能試驗-發動機指示和機組告警系統、中央維護系統，導線綜合實驗-空調和氣源系統。

3 試驗件

本試驗的試驗對象為飛機本體。

4 試驗設備與儀器

地面氣源：具有在要求的供氣壓力下，流量不低于試驗判據要求值的供氣能力。

壓差表：量程0～10psid，精度等級1級。

標準氣壓計（或絕壓變送器）：量程80kPa～120kPa（若用絕壓變送器，則量程為0kPa～160kPa），精度等級±0.1kPa。

溫度計：量程-20～50℃，精度等級±0.1℃。

秒表：量程0～20min，精度等級±0.1s。

5 試驗方法和步驟

5.1 保壓法

5.1.1 飛機最低構型要求確認

a）飛機和引氣系統有關的關聯系統應處于通電狀態，且已完成系統功能檢查前的準備工作；

b）電氣系統的導通功能檢查已完成；

c）所有門窗、控制面板處于完好安裝狀態；

d）飛機座艙結構處于完好安裝及正常密封安裝狀態。

5.1.2 注意事項

試驗時應嚴格遵守操作程序和相應的安全要求，以確保人員和飛機的安全。

保壓法對飛機增壓后的絕對壓力應小于飛機內設備與結構能夠承受的最大壓力。增壓后的壓差應小于飛機結構能夠承受的最大壓差。

5.1.3 試驗步驟

a）按文件要求檢查機上電源正常；

b）閉合相關設備斷路器，控制并確認飛機與外界聯通的活門和設備處于正常關閉狀態；

c）斷開所有斷路器并關閉機上電源；

d）關閉并鎖緊所有門窗；

e）將常溫氣源與地面低壓供氣接頭對接；

f）記錄此時的環境大氣壓力Pa、大氣溫度Ta；

h）完成試驗后，使飛機恢復至原狀態。

5.2 減壓法

5.2.1 飛機最低構型要求確認

a）飛機和引氣系統有關的關聯系統應處于通電狀態，且已完成系統功能檢查前的準備工作；

b）電氣系統的導通功能檢查已完成；

c）所有門窗、控制面板處于完好安裝狀態；

d）飛機座艙結構處于完好安裝及正常密封安裝狀態。

5.2.2 注意事項

試驗時應嚴格遵守操作程序和相應的安全要求，以確保人員和飛機的安全。

5.2.3 試驗步驟

a）按文件要求檢查機上電源正常；

b）閉合相關設備斷路器，控制并確認飛機與外界聯通的活門和設備處于正常關閉狀態；

c）斷開所有斷路器并關閉機上電源；

d）關閉并鎖緊所有門窗；

e）將常溫氣源與地面低壓供氣接頭對接；

f）記錄此時的環境大氣壓力Pa、大氣溫度Ta；

g）地面供氣源供氣，并使艙內壓外壓差為？駐P1（例如8psid）后，關閉地面供氣源，等待壓差降低到？駐Pn（例如7psid）并開始計時；

注：？駐P1需滿足Pa/（？駐P1+Pa）≥0.5283。

h）觀察壓差值，當壓差降低到？駐P2（例如6psid）時，記錄所用時間；

i）完成試驗后，使飛機恢復至原狀態。

5.3 試飛法

5.3.1 飛機最低構型要求確認

飛機符合在相關文件要求的試飛高度飛行的最小構型。

5.3.2 注意事項

試驗時應嚴格遵守操作程序和相應的安全要求，以確保人員和飛機的安全，且已完成試飛前準備工作。

5.3.3 試驗步驟

a）飛機正常爬升至目標高度H；

注：飛行高度應滿足Pa/（Pa+？駐PH）≤0.5283。

b）平飛一段時間，待座艙高度穩定，記錄此時的座艙壓差值？駐PH；

c）切換壓調系統至手動模式，調節座艙壓力高度變化率為-300ft/min，維持1min；

d）飛行員佩戴氧氣面罩，關閉空調供氣，等待座艙壓差降低到？駐PH時，記錄此時的座艙壓力高度變化率VZC；

e）完成試驗后，切換壓調系統回自動模式。

6 試驗記錄項目

8 風險評估和應急處置程序

保壓法和減壓法在正確按照操作步驟操作的情況下屬于低風險試驗。

試飛法在空調組件關閉情況下可能存在座艙壓力高度變化率過大情況，此時飛行員會出現一定不適，但不會對飛行安全產生影響，屬于低風險試驗。

9 試驗結果的分析和評定

保壓法需要氣源車維持壓差一段時間，由于空氣流量精度較難控制，會對試驗結果造成一定影響；減壓法只需氣源車加壓到一定值即可結束供氣，對氣源車精度要求不高，但減壓法采用的差分的測量方法與真實結果會存在一定誤差；試飛法采用的是機上現有設備進行試驗，試驗方法較為簡單，但由于機載設備精度與航電顯示精度的問題，試驗精度會低于地面試驗。

通過上述方法測量出飛機座艙有效泄漏面積，利用此面積與設計最大的有效泄漏面積作比較，用以驗證飛機對最大等效泄漏面積的符合性，檢查飛機的制造質量。

注：根據其他機型的實際使用經驗，設備和結構密封性會伴隨運營時間逐漸降低，座艙等效泄漏面積也會隨之增加，但其中有些結構開孔不隨運營時間變化，因此出廠時所用氣密檢查指標一般為：（最大允許等效泄漏面積-結構開孔的等效泄漏面積）/1.6+結構開孔的等效泄漏面積。

[責任編輯：楊玉潔]