飛機安全性設(shè)計與分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上飛機安全性設(shè)計與分析課程設(shè)計民用飛機功能危害性評估應(yīng)用研究姓 名： 學(xué) 號： 07073 指導(dǎo)教師： 陸 中 日 期： 2010年12月 專心-專注-專業(yè)1 功能危害性評估的基本概念FHA是系統(tǒng)綜合地檢查產(chǎn)品的各種功能，識別各種功能故障狀態(tài)，并根據(jù)其嚴(yán)重程度對其進行分類的一種安全性分析方法。故障狀態(tài)及分類如表1所示，表1同時給出了各類故障狀態(tài)的最大允許發(fā)生概率及相應(yīng)的后續(xù)分析方法。表1 FHA故障狀態(tài)分類故障等級故障影響可能性故障影響后續(xù)分析方法最大允許發(fā)生概率值I災(zāi)難性極不可能引起飛機損壞或人員傷亡，且機組無法采取有效的糾正措施以保證飛機繼續(xù)安全飛行或安全著陸。FM

2、EAFTA1E-9每飛行小時II危險極小可能極大地降低飛機的安全裕度，極大加重了機組的負(fù)擔(dān)與壓力使其無法正確完成操作，有可能造成人員傷亡。FMEAFTA1E-7每飛行小時III較大很小可能明顯降低飛機的安全裕度，明顯增加機組人員工作負(fù)擔(dān)，機上人員會有不適感覺但無生命危險。FMEA1E-5每飛行小時IV較小可能對飛機的安全性影響極小，可能會給機上人員帶來少許不便。無無要求FHA是一種自上而下的設(shè)計方法，通過FHA可以評價各種危險的影響等級，對故障狀態(tài)進行分類，確定安全性設(shè)計目標(biāo)（各故障狀態(tài)的最大允許發(fā)生概率）；識別設(shè)計可能存在的危險，確定安全性關(guān)鍵部位；提出消除或控制危險的措施。當(dāng)產(chǎn)品的功能圖等

3、初始設(shè)計資料明確后，就可以使用FHA對產(chǎn)品進行分析。在概念設(shè)計階段整機級FHA來確定飛機整機級的安全性設(shè)計要求，初步設(shè)計階段系統(tǒng)級FHA用來確定系統(tǒng)安全性設(shè)計要求，因此FHA是適航符合性驗證的第一步，同時其確定的安全性目標(biāo)(危險影響等級)明確了后續(xù)分析的方法與深度，如圖1所示。災(zāi)難性的危險的較小的較大的重新設(shè)計或重新部署來修復(fù)冗余度支持分析(檢驗冗余度要求)FTA建議的系統(tǒng)設(shè)計不可接受的普通模式的故障最終系統(tǒng)設(shè)計方案P>10E-7(危險)P>10E-9(災(zāi)難)設(shè)計檢查FMEA整機級和系統(tǒng)級FHA重新設(shè)計設(shè)計檢查圖1 安全性分析深度決策(圖1中P為故障狀態(tài)發(fā)生概率。)2 功能危害性評

4、估的一般過程Ø 1) 確定飛機級相關(guān)的所有功能，包括內(nèi)部功能和交互功能；Ø 2) 識別飛機功能的所有失效狀態(tài)，考慮所有的單一和復(fù)合失效狀態(tài)；Ø 3) 確定該失效狀態(tài)出現(xiàn)時所處的工作狀態(tài)或飛行階段；Ø 4) 確定失效狀態(tài)對飛機或人員的影響；Ø 5) 確定失效狀態(tài)的影響等級，根據(jù)失效狀態(tài)對飛機或人員的影響對其進行分類；Ø 6) 給出用于證明失效狀態(tài)影響等級的支撐材料；Ø 7) 提出對安全性要求的驗證方法3 現(xiàn)代民用飛機的典型飛機級功能Ø 提供動力：推力及控制、反推力及控制Ø 飛行控制：升阻控制、俯仰、偏航、滾

5、轉(zhuǎn)控制Ø 自動飛行：自動油門、自動駕駛、自動著陸、飛行導(dǎo)引、包線保護Ø 通信：機內(nèi)、機地Ø 導(dǎo)航：高度、速度、航向、方位、姿態(tài)等Ø 起落控制：地面減速、地面支撐、地面方向控制、空地過渡Ø 環(huán)境控制：空調(diào)、照明、防火、防冰除雨Ø 旅客安全性：應(yīng)急撤離、水上迫降Ø 旅客舒適性4 功能危害性評估工程實例1功能2失效狀態(tài)3失效狀態(tài)編號4飛行階段5危險對飛機或人員的影響6影響等級7影響等級支撐材料8驗證方法9備注飛行控制升/阻控制增升裝置放下或收回功能故障a) 通告的增升裝置放下故障F4飛機：大速度著地機組：增加飛行機組的工作負(fù)荷乘客

6、：可能造成乘客受傷FMEA b) 未通告的增升裝置放下故障T F4, 飛機：著陸階段無警告失速，大速度著陸起飛階段飛機升力不夠，飛機沖出跑道導(dǎo)致飛機毀壞機組：可能傷亡乘客：可能大量傷亡AAR-69-08B707FMEAFTAC)通告的增升裝置收回故障F1機組：增加飛行機組的工作負(fù)荷飛機：只能返航，造成航班延誤乘客：造成不方便d) 未通告的增升裝置收回故障F1飛機：可能造成結(jié)構(gòu)受損，飛機爬升困難，機組：飛行機組發(fā)現(xiàn)后只能返航，造成航班延誤，增加飛行機組的工作負(fù)荷乘客：造成不方便FMEAe) 增升裝置失控除G外機組：無法安全控制飛機，飛機：可能墜毀乘客：可能大量傷亡FMEA FTA增升裝置非指令動

7、作a) 著陸階段起飛階段非指令收回T,F1,F4,L飛機：構(gòu)型突變，升力突然減小，導(dǎo)致墜毀乘客：可能傷亡FMEA FTAb)飛行階段非指令打開F1-F3飛機：升力突然增大，構(gòu)型突變，造成結(jié)構(gòu)損壞，可能導(dǎo)致飛機墜毀機組：操縱飛機困難乘客：可能傷亡升阻裝置非對稱性動作襟縫翼、擾流板a) 影響飛行安全的升阻裝置非對稱放下或收回除G外飛機：極大的橫滾力矩與偏航力矩，導(dǎo)致飛機失控機組：無法控制飛機乘客：大量傷亡FMEA FTAb) 影響飛行性能的升阻裝置非對稱放下或收回除G外飛機：大的橫滾力矩與偏航力矩機組：較難控制飛機，如處置不當(dāng)可能造成事故，飛行機組工作負(fù)荷增大乘客：可能受傷FMEA注：G：地面滑行

8、（起飛前+著陸后）T起飛（松剎車滑跑開始至達到起飛安全高度35英尺） F1：爬升（35英尺到巡航高度） F2：巡航（從爬升至巡航高度開始到開始下降） F3：下降（巡航高度到1500英尺）F4：進近（1500因此到著陸安全高度50英尺）L：著陸（50英尺至接地、滑跑減速到20節(jié)） FTA：故障樹分析 FMEA：故障模式及影響分析影響等級：災(zāi)難性的（Catastrophic）危險的（Hazardous）較大的（Major）較小的（Minor）無安全影響的（No Safety Effect） 影響等級-分類依據(jù)影響分類無安全影響較小的較大的危險的災(zāi)難性的對飛機影響沒有影響輕微降低飛機運行能力或安全裕

9、度 較大降低飛機運行能力或安全裕度極大降低飛機運行能力或安全裕度 妨礙飛機繼續(xù)安全運行或著落對飛行機組影響沒有影響 輕微增加工作負(fù)荷 不舒適且較大地增加工作負(fù)荷 身體極度不適、工作負(fù)荷大大增加，完成任務(wù)的能力大大降低 致命的或喪失能力對乘客和客艙機組影響 不方便 身體不舒適 身體極度不適，可能受傷 少部分乘客或客艙機組嚴(yán)重受傷或死亡 較多乘客或客艙機組死亡 定性概率要求 經(jīng)常 不經(jīng)常 微小 極微小 極不可能 定量概率要求(每飛行小時）無 10-3 10-5 10-7 10-9 影響等級V類 IV類 III類 II類 I類 5 結(jié)論（對災(zāi)難性的、危險的功能做個簡單的總結(jié)說明。）在飛機安全性設(shè)計的過程中，常常根據(jù)失效狀態(tài)的嚴(yán)重程度對其進行分類，在上述我所分析的案例中，是針對自動飛行操縱系統(tǒng)的安全性分析，其中災(zāi)難性的功能有未通告的增升裝置放下故障增升裝置失控著陸階段起飛階段非指令收回飛行階段非指令打開影響飛行安全的升阻裝置非對稱放下或收回。因為這些功能的實效有可能妨礙飛機繼續(xù)安全運行或著落，對機組和乘客的生命安全有嚴(yán)重的危害，可能會導(dǎo)致較多的人員死亡。所以在飛機安全性設(shè)計中有保證這些功能失效定性概率要求是極不可能，定量概率要求10-9 (每飛行小時），影響等級我們把它定為I類；危險性的功能有通告的增升裝置放下故障影響飛行性能的升阻裝置非對稱放下或收回。同