民用飛機吊掛系統布置方法探索

田瑞娜

【摘 要】民用飛機吊掛是連接發動機和機翼的關鍵部件，起著支撐發動機、傳遞載荷和布置系統的作用。吊掛主要布置有電氣和液壓系統，滅火/檢測和氣源系統，燃油系統等。本文主要介紹了民用飛機吊掛系統布置的原則和影響因素，為民用飛機吊掛系統布置提供了設計方法和思路。

【關鍵詞】民用飛機；吊掛；系統布置

0 引言

近些年來，飛機不斷向大型化發展，發動機越來越大、越來越復雜，吊掛作為連接機翼和發動機的關鍵部件，越來越受到民用飛機設計師的關注，也出現了很多吊掛設計形式。隨著人們對飛機安全性、維修性等的普遍關注，以及大量新技術的廣泛應用，使民用飛機吊掛的系統布置更加復雜，同時也給民用飛機吊掛布置帶來了較大的挑戰。

1 民用飛機吊掛布置特點

吊掛作為飛機重要的結構部件之一，大多安裝在機翼的下方，如圖1所示，主要功能是支承發動機、發動機反推力傳遞到飛機、確定線路并支撐所有與發動機有關的系統。吊掛布置特點有空間狹小，管線路眾多，氣動要求嚴苛，振動強。

為了安全，吊掛用防火墻進行分艙，一般情況下，吊掛分為整流罩、盒段、后緣等。

吊掛內布置的系統有：電氣和液壓系統，滅火/檢測和氣源系統，燃油系統等。

2 民用飛機吊掛系統布置原則及影響因素

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

2.1 吊掛內部空間設計原則

a）吊掛內部系統布置必須考慮地面設備的空間需求，例如動力裝置起吊點、機翼頂起點等；

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

c）盡量對各系統集中布置的區域采用分艙布置，提高安全性；

d）盡量不要通過修改氣動外形的方式優化吊掛內部空間；若要修改氣動外形，必須保證對飛機氣動特性的影響最小。

2.2 系統管路、線束走向布置原則

a）軟硬線系布置時，原則為先拉桿后鋼索再管路與EWIS線束，先粗后細，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 物理間隙及隔離設計原則

a）由于吊掛臨近動力裝置火區并且內部通常布置高溫氣體管路及高溫電纜，應采取通風措施并且保證通風通道的順暢；

b）確定高溫氣體管路與結構或其他系統的間距，應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的包絡面；

c）布置過程中采用物理隔離措施，應當考慮物理隔離占用的空間及周邊系統的維修性；

d）對于翼吊動力裝置的吊掛，若其內部布置的冗余系統應盡量彼此遠離；

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

f）布置可燃液體管路時，盡量遠離高溫氣體管路以及EWIS線束；

g）布置電氣線束時，應考慮電磁干擾、溫度場、失效狀態等因素，遠離可燃液體管路和油箱，強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）盡量避免將系統支架安裝在機翼油箱下表面；

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

c）液壓管路和燃油管路可以共用結構支架以節省布置空間。

2.5 維修性設計原則

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開布置，同時考慮為這些接頭設計足夠的維修空間；

b）吊掛維修口蓋的設計應當避免在進行維修時口蓋被飛機其他運動部段遮擋，降低可達性，這些運動部件包括但不局限于：短艙罩、反推力裝置、機翼增升裝置、地面設備。若無法避免上述情況，必須制定特定的維修程序；

c）若其他飛機部段和系統的維修需要借助吊掛的內部空間，則在布置設計過程中需要考慮這種情況。

2.6 振動情況下的布置原則

必須考慮吊掛與動力裝置/短艙、吊掛與機翼，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度分析的方法確定，然后根據變形特點采取不同的設計措施保證管路的安全性。民用飛機垂直尾翼后緣艙是懸掛和驅動方向舵的重要區域，對其內各系統進行布置設計的目標與原則是：為方向舵作動器提供合適的布置空間及工作環境，保障其安全、有效工作。后緣艙內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：吊掛關鍵設備布置、結構布置、管線路布置和維修性因素等。

3 結論

吊掛系統布置對飛機設計具有重要意義。吊掛內各系統的布置是一個循序漸進、反復迭代的過程，應盡可能充分考慮影響布置的各項因素，及時發現問題，解決問題，實現吊掛內系統的最優布置。

【參考文獻】

[1]運輸類飛機適航標準.中國民用航空規章第25部CCAR-25-R4[S].中國民航總局，2009.

[責任編輯：田吉捷]