浅谈民用飞机短舱开启保持杆设计要求

谈志晶

摘   要：发动机短舱部件作为民用飞机动力装置重要组成部分，包括发动机本体结构。其安全性关乎整个飞机的安全，因此需要定时维护。当进行地面维护时，需要打开短舱罩体，方便维护人员进行相关检查工作。地面维护时，需使用短舱开启保持杆支撑住短舱罩体，从而为维护人员提供足够的维护通道。短舱开启保持杆作为发动机地面维护不可或缺的部件，其设计工作必须满足地面维护功能要求。因此本文从结构形式、载荷要求、环境限制、功能要求以及维修性等方面阐述了其设计要求。

关键词：短舱  开启保持杆  地面维护

中图分类号：V223.2                                文獻标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0004-02

发动机短舱部件，作为民用飞机动力装置的重要组成部分之一，除包括发动机本体外，在飞行时为发动机提供流线外形，减少飞行阻力，并且为发动机本体上的管路提供保护 。在地面维护时，需要打开短舱的罩体，方便维护人员进行发动机相关的维护工作。短舱罩体通常采用铰链的形式安装与发动机或吊挂上，打开时罩体围绕铰链旋转打开，并使用开启保持杆支撑于发动机上。本文将围绕短舱开启保持杆的设计要求展开阐述。

1  结构形式

开启保持杆的结构形式依赖于短舱的结构形式。一般可分为直杆和曲杆，直杆又可分为固定长度和可伸缩的形式。风扇罩开启保持杆可采用弯曲直杆，由于风扇罩内部空间较大，飞行时曲杆固定于风扇罩内壁上，在地面时曲杆支撑于发动机本体上，用于地面维护。而内部固定结构的开启保持杆受到内部空间的限制，可采用直杆。飞行时可将开启保持杆拆卸，储存于发动机本体下方，在地面维护时取出支撑于发动机本体上。可根据内部存储空间选取固定长度或可伸缩直杆，当选用可伸缩形式的直杆时，收缩时可满足存储要求，展开时可满足地面维护要求。

2  载荷要求

开启保持杆必须能够承受一定的限制和极限载荷，载荷大小需根据实际使用工况制定。在限制载荷作用下，开启保持杆允许出现变形，但不应出现有害变形或永久变形，并且变形不应影响保持杆的安全操作。在极限载荷作用下，开启保持杆不应有部件从杆组件本身、短舱、发动机本体上脱落。为满足载荷要求，开启保持杆需要进行必要的载荷试验，试验至少应包含以下四种情形：

（1）压力载荷试验：在开启保持杆两端沿杆轴线施加一定的压力。

（2）拉力载荷试验：在开启保持杆两端沿杆轴线施加一定的拉力。

（3）压力+垂直地面力组合：在开启保持杆处于压力作用下，在杆中点作用垂直于地面向下的力，此试验用于模拟短舱罩体打开状态下，维修人员拉住保持杆向下的工况。

（4）压力+平行地面力组合：在开启保持杆处于压力作用下，在杆中点作用平行于地面的力，此试验用于模拟短舱罩体打开状态下，维修人员拉住保持杆向前或向后的工况。

3  环境限制

3.1 操作环境

开启保持杆在温度为-54°C～54°C、海拔-600～4600m的范围内应能正常操作。

3.2 曝露环境

开启保持杆曝露在温度-74°C～150°C、海拔-600～13000m环境下，其操作性能不应下降。

3.3 振动环境

开启保持杆应能承受发动机以及气流引起的振动，且不会发生损伤。为证明保持杆满足振动要求，需进行必要的振动试验。RTCA DO-160 给出了固定翼飞机设备的振动测试程序，其中Robust Vibration Test为最严酷的振动测试工况。

另外，开启保持杆的最小固有频率应大于发动机低压转子红线转速。若保持杆的固有频率无法避开发动机的工作频率范围，应进行疲劳性能分析，来表明开启保持杆满足疲劳要求。

3.4 环境因素

开启保持杆在处于沙尘、空气污染物包括烟雾、盐水喷雾和环境辐射等这些不利环境中时，保持杆结构不应受到腐蚀影响。按照RTCA DO-160 试验要求，进行必要的环境试验，用以验证保持杆无论处于安装、试验还是操作状态下，均应满足其功能、寿命、可靠性以及安全要求。

4  功能要求

若开启保持杆构型为可伸缩撑杆时，保持杆完全展开时需自动锁住，并且可人为释放。当杆锁住后需设有保险销防止意外缩回，当保持杆处于收缩状态时保险销应储存在杆组件内。保持杆的锁紧不应使用特殊工具。

开启保持杆的使用寿命应至少达到15000次循环。完全打开撑杆支撑罩体，再将撑杆收回至存储位置为一次循环。

开启保持杆的存储不应导致产品的功能降级，存储寿命不应低于2年。存储期间无需进行额外检查。

5  维修性

开启保持杆应具有较好的维修性，要求以最小的人力、维修时间进行维修。维修性应满足如下要求：

（1）维修应尽量降低对个人技巧、维护工装、技术数据的依赖。

（2）在不拆除保持杆的情况下，定期检查撑杆的使用状态，以保证其可持续适航性。

（3）保持杆的调节和更换，不应拆除其余动力系统部件。

（4）保持杆的维护应尽量减少对润滑和调节的要求。

（5）保持杆应为航线可更换件。

（6）保持杆的拆卸和更换工作，应在一名操作工耗时0.5h内完成。

（7）保持杆的布置应保证维修路径的通畅和维修工作的简便。

（8）保持杆的设计应满足MIL-STD-1472 中关于人体工程学的要求：第5%分位女性和第95%分位男性应能够正常操纵保持杆。

6  结语

本文概述了开启保持杆总体的设计要求，仅供设计参考。短舱开启保持杆作为发动机维护不可或缺的部件，其设计必须满足客户以及相关适航规章的要求。

参考文献

[1] 周颂平.民用涡扇飞机短舱结构防火设计[J].科技传播，2013（12）：82-85. .

[2] RTCA Inc.Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment：RTCA DO-160[S]. Washington： RTCA Inc，2010.

[3] DSPO. Human Engineering：MIL-STD-1472[S]. Ft. Belvoir： DSPO，2019.