民用飞机座舱等效泄漏面积测量方法

林石泉+及运达

【摘 要】本文描述了三种民用飞机座舱等效泄漏面积的测量方法，分别从试验条件、试验设备、试验步骤和试验数据处理等方面对此三种方法进行详细的介绍。然后对三种测量方法的优缺点进行了分析，并结合工程经验对试验判据进行了修正，使测量方法更能应用到实际工程检查中。

【关键词】民用飞机；气密性试验；等效泄漏面积

0 引言

气密性是飞机一项很重要的技术指标，对飞机的乘客安全和座舱压力调节系统的控制有很大的影响，气密试验是飞机出厂后进行的一项对飞机生产装配质量进行检验，从而保证飞机气密性的试验。座舱等效泄漏面积测量的方法即根据空气动力学公式推导出试验判据来指导试验的方法。

1 试验目的

本试验为测量飞机座舱等效泄漏面积，用以验证飞机对最大等效泄漏面积的符合性，确保压调系统能够正常控制，同时检查飞机的制造质量。

2 试验条件

a）环境要求：保压法和减压法在地面进行，无特殊条件要求，试飞法需飞行试验，无特殊条件要求；

b）介质要求：无；

c）试验准备要求：编制试验任务书、大纲，无试飞改装，试验前需完成机上功能试验-发动机指示和机组告警系统、中央维护系统，导线综合实验-空调和气源系统。

3 试验件

本试验的试验对象为飞机本体。

4 试验设备与仪器

地面气源：具有在要求的供气压力下，流量不低于试验判据要求值的供气能力。

压差表：量程0～10psid，精度等级1级。

标准气压计（或绝压变送器）：量程80kPa～120kPa（若用绝压变送器，则量程为0kPa～160kPa），精度等级±0.1kPa。

温度计：量程-20～50℃，精度等级±0.1℃。

秒表：量程0～20min，精度等级±0.1s。

5 试验方法和步骤

5.1 保压法

5.1.1 飞机最低构型要求确认

a）飞机和引气系统有关的关联系统应处于通电状态，且已完成系统功能检查前的准备工作；

b）电气系统的导通功能检查已完成；

c）所有门窗、控制面板处于完好安装状态；

d）飞机座舱结构处于完好安装及正常密封安装状态。

5.1.2 注意事项

试验时应严格遵守操作程序和相应的安全要求，以确保人员和飞机的安全。

保压法对飞机增压后的绝对压力应小于飞机内设备与结构能够承受的最大压力。增压后的压差应小于飞机结构能够承受的最大压差。

5.1.3 试验步骤

a）按文件要求检查机上电源正常；

b）闭合相关设备断路器，控制并确认飞机与外界联通的活门和设备处于正常关闭状态；

c）断开所有断路器并关闭机上电源；

d）关闭并锁紧所有门窗；

e）将常温气源与地面低压供气接头对接；

f）记录此时的环境大气压力Pa、大气温度Ta；

h）完成试验后，使飞机恢复至原状态。

5.2 减压法

5.2.1 飞机最低构型要求确认

a）飞机和引气系统有关的关联系统应处于通电状态，且已完成系统功能检查前的准备工作；

b）电气系统的导通功能检查已完成；

c）所有门窗、控制面板处于完好安装状态；

d）飞机座舱结构处于完好安装及正常密封安装状态。

5.2.2 注意事项

试验时应严格遵守操作程序和相应的安全要求，以确保人员和飞机的安全。

5.2.3 试验步骤

a）按文件要求检查机上电源正常；

b）闭合相关设备断路器，控制并确认飞机与外界联通的活门和设备处于正常关闭状态；

c）断开所有断路器并关闭机上电源；

d）关闭并锁紧所有门窗；

e）将常温气源与地面低压供气接头对接；

f）记录此时的环境大气压力Pa、大气温度Ta；

g）地面供气源供气，并使舱内压外压差为？驻P1（例如8psid）后，关闭地面供气源，等待压差降低到？驻Pn（例如7psid）并开始计时；

注：？驻P1需满足Pa/（？驻P1+Pa）≥0.5283。

h）观察压差值，当压差降低到？驻P2（例如6psid）时，记录所用时间；

i）完成试验后，使飞机恢复至原状态。

5.3 试飞法

5.3.1 飞机最低构型要求确认

飞机符合在相关文件要求的试飞高度飞行的最小构型。

5.3.2 注意事项

试验时应严格遵守操作程序和相应的安全要求，以确保人员和飞机的安全，且已完成试飞前准备工作。

5.3.3 试验步骤

a）飞机正常爬升至目标高度H；

注：飞行高度应满足Pa/（Pa+？驻PH）≤0.5283。

b）平飞一段时间，待座舱高度稳定，记录此时的座舱压差值？驻PH；

c）切换压调系统至手动模式，调节座舱压力高度变化率为-300ft/min，维持1min；

d）飞行员佩戴氧气面罩，关闭空调供气，等待座舱压差降低到？驻PH时，记录此时的座舱压力高度变化率VZC；

e）完成试验后，切换压调系统回自动模式。

6 试验记录项目

8 风险评估和应急处置程序

保压法和减压法在正确按照操作步骤操作的情况下属于低风险试验。

试飞法在空调组件关闭情况下可能存在座舱压力高度变化率过大情况，此时飞行员会出现一定不适，但不会对飞行安全产生影响，属于低风险试验。

9 试验结果的分析和评定

保压法需要气源车维持压差一段时间，由于空气流量精度较难控制，会对试验结果造成一定影响；减压法只需气源车加压到一定值即可结束供气，对气源车精度要求不高，但减压法采用的差分的测量方法与真实结果会存在一定误差；试飞法采用的是机上现有设备进行试验，试验方法较为简单，但由于机载设备精度与航电显示精度的问题，试验精度会低于地面试验。

通过上述方法测量出飞机座舱有效泄漏面积，利用此面积与设计最大的有效泄漏面积作比较，用以验证飞机对最大等效泄漏面积的符合性，检查飞机的制造质量。

注：根据其他机型的实际使用经验，设备和结构密封性会伴随运营时间逐渐降低，座舱等效泄漏面积也会随之增加，但其中有些结构开孔不随运营时间变化，因此出厂时所用气密检查指标一般为：（最大允许等效泄漏面积-结构开孔的等效泄漏面积）/1.6+结构开孔的等效泄漏面积。

[责任编辑：杨玉洁]