《民用飛機(jī)燃油箱惰化系統(tǒng)通用要求》

1HBXXXX—202X民用飛機(jī)燃油箱惰化系統(tǒng)通用要求本文件規(guī)定了民用飛機(jī)燃油箱惰化系統(tǒng)（下文簡(jiǎn)稱惰化系統(tǒng)）的功能、組成、性能等設(shè)計(jì)要求和驗(yàn)證要求。本文件適用于基于空氣分離膜式機(jī)載制氮系統(tǒng)的民用運(yùn)輸類飛機(jī)燃油箱惰化系統(tǒng)，其他類型燃油箱惰化系統(tǒng)可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)CCAR-25-R4HB5653航空管路識(shí)別標(biāo)志HB6167民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)HB6483飛機(jī)燃油系統(tǒng)管路安裝要求HB8545民用飛機(jī)機(jī)載制氮裝置規(guī)范HB/Z420民用飛機(jī)機(jī)載電子硬件合格審定保證指南HB/Z421民用飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備軟件合格審定保證指南3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1可燃的flammable對(duì)于液體或氣體而言，“可燃的”是指容易被點(diǎn)燃的。3.2如果燃油箱每個(gè)艙室內(nèi)的總體平均氧氣濃度在海平面到3,048m（10,000ft）高度之間不超過(guò)12%，3,048m（10,000ft）到12,192m（40,000ft）高度之間該濃度值從12%線性增加至14.5%，高于12,192m（40,000ft）線性外推，則該油箱被認(rèn)為是惰性的。3.3惰化inerting將不可燃的氣體注入燃油箱內(nèi)的空余空間，使之變?yōu)槎栊缘倪^(guò)程。2HBXXXX—202X3.4可燃性暴露評(píng)估時(shí)間flammabilityexposureassessmenttime指從飛機(jī)航前準(zhǔn)備開始，歷經(jīng)飛行和著陸，直至所有商載卸下、所有旅客和機(jī)組人員離開飛機(jī)的這一段時(shí)間。3.5機(jī)隊(duì)平均可燃性暴露fleetaverageflammabilityexposure指按照CCAR-25-R4附錄規(guī)定的環(huán)境條件和燃油特性，一個(gè)機(jī)型的機(jī)隊(duì)在全世界范圍內(nèi)運(yùn)行的各個(gè)航段距離范圍上，每個(gè)燃油箱的空余空間處于可燃狀態(tài)的時(shí)間占可燃性暴露評(píng)估時(shí)間的比例。3.6空余空間ullage指燃油箱內(nèi)未被液體燃油占據(jù)的容積部分。3.7隔艙compartment飛機(jī)燃油箱內(nèi)可作為整體進(jìn)行可燃性分析的最小空間單元。4縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。MTTR：平均修復(fù)時(shí)間（MeanTimetoRepair）CDCCL：關(guān)鍵設(shè)計(jì)構(gòu)型控制限制（CriticalDesignConfigurationControlLimitations）5通用要求5.1總則惰化系統(tǒng)應(yīng)能有效且可靠地降低燃油箱內(nèi)空余空間的氧氣濃度，使被惰化的燃油箱的機(jī)隊(duì)平均可燃性暴露時(shí)間均不得超過(guò)可燃性暴露評(píng)估時(shí)間的3或所評(píng)估機(jī)型機(jī)翼燃油箱的可燃性暴露時(shí)間，取較大者。如果機(jī)翼不是傳統(tǒng)的非加熱鋁制機(jī)翼油箱，則必須在假定的、與傳統(tǒng)的非加熱鋁制機(jī)翼油箱等效的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析。除主油箱外，飛機(jī)上的任何燃油箱，只要有部分位于機(jī)身輪廓線以內(nèi)，其機(jī)隊(duì)平均可燃性暴露時(shí)間在溫暖天氣條件下處于地面或起飛/爬升階段不得超過(guò)該部分的3%。5.2功能與組成5.2.1功能惰化系統(tǒng)的功能是將從氣源系統(tǒng)（或客艙）引入的氣體進(jìn)行調(diào)溫、調(diào)壓、過(guò)濾、臭氧轉(zhuǎn)換等處理后，通過(guò)空氣分離裝置制取富氮?dú)怏w，富氮?dú)怏w經(jīng)分配系統(tǒng)充入燃油箱空余空間，使油箱惰化，富氧氣體排出機(jī)外。3HBXXXX—202X5.2.2組成惰化系統(tǒng)一般包含機(jī)載制氮分系統(tǒng)、富氮?dú)怏w分配分系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)與顯示分系統(tǒng)，其組成見圖1。圖1惰化系統(tǒng)組成5.3性能5.3.1惰化要求在正常的航線運(yùn)營(yíng)中，除了下降階段外，惰化系統(tǒng)應(yīng)能保證燃油箱每個(gè)隔艙中的總體平均氧氣濃度值滿足惰性狀態(tài)。5.3.2空氣分離器性能在各飛行階段，空氣分離子系統(tǒng)產(chǎn)生的富氮?dú)怏w的氧濃度應(yīng)滿足如下要求：a)地面和爬升階段,富氮?dú)怏w氧濃度值應(yīng)不大于10%；b)在典型的12000m巡航高度，富氮?dú)怏w氧濃度值不應(yīng)大于5%；c)下降階段，富氮?dú)怏w氧濃度值不應(yīng)大于14.5%，可采用大流量模式；d)空氣分離器應(yīng)在壽命期內(nèi)保持上述性能。5.3.3惰化用氣量惰化用氣量應(yīng)滿足惰化系統(tǒng)全飛行包線范圍的需求，應(yīng)考慮惰化系統(tǒng)工作前燃油箱內(nèi)的氧濃度、飛機(jī)降落后的氧濃度、富氮?dú)怏w氧濃度、油箱空余空間、惰化時(shí)間、燃油箱通氣系統(tǒng)進(jìn)氣流量（受飛機(jī)下降率影響）、飛機(jī)停放溫差等因素。5.3.4系統(tǒng)壓力設(shè)計(jì)惰化系統(tǒng)及部件時(shí)，應(yīng)規(guī)定工作壓力、驗(yàn)證壓力和破壞壓力：a)惰化系統(tǒng)驗(yàn)證壓力應(yīng)為工作壓力的1.5倍，破壞壓力應(yīng)為工作壓力的3倍；b)從氣源系統(tǒng)到空氣分離器的氣體管路正常工作壓力范圍一般為0kg/cm2～4.2kg/cm2；c)富氧氣體管路的正常工作壓力范圍一般為0kg/cm2～1.41kg/cm2；d)沖壓空氣管路的正常工作壓力范圍一般為0kg/cm2～0.14kg/cm2。5.3.5氣體溫度4HBXXXX—202X進(jìn)入空氣分離器的氣體溫度不應(yīng)對(duì)其壽命造成影響，其適合的工作溫度范圍一般在40℃~120℃,亦可根據(jù)空氣分離膜材料的不同規(guī)定不同的工作溫度范圍。在任何情況下，進(jìn)入燃油箱的氣體溫度不能超過(guò)204℃,惰化系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性的超溫切斷功能，阻止高溫氣體進(jìn)入燃油箱。5.3.6控制控制器應(yīng)自動(dòng)控制惰化系統(tǒng)運(yùn)行，無(wú)需機(jī)組進(jìn)行相關(guān)操作。若運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)相關(guān)故障，系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉，并將故障記錄在機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)中。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生氣體超溫超壓或設(shè)備異常等嚴(yán)重故障時(shí)，應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉惰化系統(tǒng)，并切斷電源。惰化系統(tǒng)關(guān)斷閥門應(yīng)具有斷電關(guān)閉功能，以保證失效安全。5.3.7監(jiān)測(cè)與顯示惰化系統(tǒng)應(yīng)具備關(guān)鍵參數(shù)（如引氣溫度、壓力、氧氣濃度、閥門狀態(tài)等）的狀態(tài)記錄及惰化系統(tǒng)狀態(tài)顯示功能。5.3.8富氮?dú)怏w分配在進(jìn)行富氮?dú)怏w分配系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足以下要求：a)按不同飛行剖面燃油箱惰化要求，控制進(jìn)入燃油箱的富氮?dú)怏w流量和氧濃度；b)進(jìn)入燃油箱的富氮?dú)怏w噴嘴設(shè)計(jì)和位置應(yīng)使得富氮?dú)怏w在燃油箱內(nèi)快速均勻擴(kuò)散；c)富氮?dú)怏w分配管路設(shè)計(jì)應(yīng)避免燃油倒流進(jìn)入上游損壞空氣分離器等其他設(shè)備；d)防止在惰化系統(tǒng)不工作期間，各油箱之間通過(guò)分配管路產(chǎn)生串油；e)防止富氮?dú)怏w過(guò)多地流失到燃油箱外。5.4材料惰化系統(tǒng)使用的材料應(yīng)適宜于飛機(jī)的工作環(huán)境，并應(yīng)符合飛機(jī)材料選用要求。5.5環(huán)境適應(yīng)性惰化設(shè)備、管路及附件應(yīng)按照HB6167的要求來(lái)進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證。5.6安全性5.6.1安全性指標(biāo)惰化系統(tǒng)的安全性指標(biāo)應(yīng)滿足飛機(jī)型號(hào)的安全指標(biāo)要求。5.6.2安全性評(píng)估惰化系統(tǒng)安全性評(píng)估主要包括如下內(nèi)容：a)系統(tǒng)功能危險(xiǎn)性評(píng)估；b)部件故障模式和影響分析；c)初步系統(tǒng)安全性評(píng)估；d)系統(tǒng)安全性評(píng)估；e)共因分析（包括特定風(fēng)險(xiǎn)分析、區(qū)域安全性分析、共模分析）。5.6.3燃油箱安全5HBXXXX—202X燃油箱內(nèi)的惰化系統(tǒng)及部件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足燃油箱點(diǎn)火源防護(hù)要求：a)在可能由于燃油或其蒸氣的點(diǎn)燃導(dǎo)致災(zāi)難性失效發(fā)生的燃油箱或燃油箱系統(tǒng)內(nèi)的任一點(diǎn)不得有點(diǎn)火源存在；b)針對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)火源防護(hù)設(shè)計(jì)特征，應(yīng)定義為關(guān)鍵設(shè)計(jì)構(gòu)型控制限制項(xiàng)目（CDCCL）加以保持，防止燃油箱內(nèi)形成點(diǎn)火源。5.7可靠性惰化系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可靠性設(shè)計(jì)，滿足以下要求：a)根據(jù)CCAR-25-R4附錄M25.1，當(dāng)惰化系統(tǒng)不工作時(shí)，燃油箱可燃的概率應(yīng)不超過(guò)1.8%。b)惰化系統(tǒng)及部件的可靠性指標(biāo)應(yīng)滿足飛機(jī)型號(hào)的可靠性指標(biāo)要求，簽派可靠度一般應(yīng)不低于95%。c)必須提供可靠性指示以識(shí)別惰化系統(tǒng)的隱性失效，包括惰化系統(tǒng)不工作的情形。5.8維修性惰化系統(tǒng)應(yīng)具有良好的維修性設(shè)計(jì)，滿足以下要求：a)在可能存在危險(xiǎn)氣體的有限空間或封閉區(qū)域的接近口蓋和面板處，必須用永久的標(biāo)記或標(biāo)牌警告維修人員可能存在的富氮或富氧氣體。b)惰化系統(tǒng)及部件的維修性應(yīng)符合飛機(jī)型號(hào)的維修性指標(biāo)要求，惰化系統(tǒng)MTTR一般應(yīng)不大于30分鐘；c)臭氧轉(zhuǎn)換器的清洗時(shí)間間隔宜不小于6000飛行小時(shí)；d)空氣分離器的強(qiáng)制更換時(shí)間間隔宜不小于21000飛行小時(shí)；e)過(guò)濾器的強(qiáng)制更換時(shí)間間隔宜不小于6000飛行小時(shí)。5.9測(cè)試性惰化系統(tǒng)及部件的測(cè)試性應(yīng)符合飛機(jī)型號(hào)的測(cè)試性指標(biāo)要求。5.10互換性同一構(gòu)型的惰化系統(tǒng)部件應(yīng)能直接互換，不需調(diào)節(jié)或外場(chǎng)校準(zhǔn)。5.11安裝布置對(duì)于惰化系統(tǒng)的安裝布置，至少應(yīng)滿足如下要求：a)惰化系統(tǒng)所有部件應(yīng)便于安裝和拆卸，需要經(jīng)常維護(hù)和操作的部件應(yīng)安裝在容易接近的地方，必要時(shí)可在機(jī)體結(jié)構(gòu)上設(shè)置快卸口蓋。部件的支承應(yīng)使其工作或加速度飛行所造成的載荷不會(huì)傳遞給相連的導(dǎo)管；b)惰化系統(tǒng)導(dǎo)管和部件的連接，應(yīng)能有防止由于錯(cuò)誤的安裝造成系統(tǒng)失靈或破壞的措施。在相鄰部位的軟管接頭、導(dǎo)管接頭、電插頭等連接點(diǎn)不允許交叉連接；c)惰化系統(tǒng)的導(dǎo)管安裝應(yīng)符合HB6483及飛機(jī)型號(hào)的相關(guān)要求；d)惰化引氣調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的安裝布置應(yīng)考慮高溫管路散熱及高溫氣體泄漏對(duì)周邊環(huán)境的影響（若有高溫引氣必要時(shí)需對(duì)高溫引氣泄漏進(jìn)行探測(cè)并設(shè)置相應(yīng)切斷措施；e)富氧氣體和冷卻空氣排氣口應(yīng)盡量設(shè)置在飛行中機(jī)體表面的負(fù)壓區(qū)，同時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離高溫?zé)嵩椿驘岜砻?；f)富氧氣體管路應(yīng)防止將閃電引入到空氣分離器中，防止空氣分離膜點(diǎn)燃；g)若富氮?dú)怏w分配系統(tǒng)管路穿過(guò)增壓區(qū)，應(yīng)考慮富氮?dú)怏w泄漏后對(duì)乘員的影響。6HBXXXX—202X5.12接口5.12.1機(jī)械接口惰化系統(tǒng)與氣源/空調(diào)系統(tǒng)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)等存在機(jī)械接口，機(jī)械連接形式應(yīng)符合飛機(jī)型號(hào)的具體相關(guān)要求。5.12.2功能接口5.12.2.1與氣源/空調(diào)系統(tǒng)的接口惰化系統(tǒng)應(yīng)從氣源/空調(diào)系統(tǒng)獲取所需的空氣，相關(guān)要求可參考HB8545。應(yīng)至少包括下列主要參數(shù)：a)空氣流量；b)空氣壓力；c)空氣溫度；d)空氣污染物濃度。5.12.2.2與燃油箱通氣系統(tǒng)的接口惰化系統(tǒng)與燃油箱通氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：a)燃油箱內(nèi)富氮?dú)怏w出口位置應(yīng)避免接近通氣系統(tǒng)管路開口；b)側(cè)風(fēng)情況下燃油箱內(nèi)富氮?dú)怏w不會(huì)迅速流失；c)在最大富氮?dú)怏w流量下燃油箱不能超壓。5.12.2.3與過(guò)熱探測(cè)系統(tǒng)的接口當(dāng)惰化系統(tǒng)高溫氣體泄漏對(duì)周圍結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)產(chǎn)生危害時(shí)，惰化系統(tǒng)高溫部件連接位置或附近結(jié)構(gòu)應(yīng)布置過(guò)熱探測(cè)器。當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到惰化系統(tǒng)高溫氣體泄漏時(shí)，惰化系統(tǒng)應(yīng)能停止工作。5.12.3電氣接口惰化系統(tǒng)用電需求應(yīng)與飛機(jī)電源系統(tǒng)相匹配，主要包括下列用電參數(shù)：a)電源類型（交流或直流d)功率。電氣系統(tǒng)與惰化系統(tǒng)的電氣接口應(yīng)符合飛機(jī)型號(hào)的具體相關(guān)要求。5.12.4航電接口5.12.4.1輸入?yún)?shù)惰化系統(tǒng)需從航電系統(tǒng)獲取下列主要參數(shù)：a)飛行高度；b)飛行速度；c)大氣壓力；d)飛行階段（起飛、爬升、巡航、下降、著陸e)上游引氣低壓信號(hào)；f)上游引氣超溫信號(hào)；7HBXXXX—202Xg)引氣泄漏告警。5.12.4.2輸出參數(shù)通常惰化系統(tǒng)應(yīng)將下列信息提供給航電系統(tǒng)；a)惰化系統(tǒng)工作狀態(tài)信息，發(fā)送至航電系統(tǒng)，通常為“惰化系統(tǒng)不工作/故障”；b)惰化系統(tǒng)部件狀態(tài)、故障信息，發(fā)送至中央維護(hù)系統(tǒng)，通常應(yīng)包括：1)電控閥門信息；2)富氮?dú)怏w氧濃度信息；3)溫度傳感器信息；4)壓力傳感器信息；5)控制器信息。5.13運(yùn)行惰化系統(tǒng)可以按需在地面或飛行中選擇性工作，但須保證適航條款的相關(guān)性能要求及可靠性要求。惰化系統(tǒng)故障不工作的情況下，可以按主最低設(shè)備清單放行，允許飛機(jī)飛行60h或10天（以先到5.14軟件惰化系統(tǒng)若包含軟件，軟件的開發(fā)及驗(yàn)證工作應(yīng)滿足HB/Z421中相應(yīng)要求。5.15復(fù)雜電子硬件惰化系統(tǒng)若包含復(fù)雜電子硬件，硬件的開發(fā)及驗(yàn)證工作應(yīng)滿足HB/Z420中相應(yīng)要求。5.16尺寸零部件與管路的最大外輪廓尺寸和安裝接口應(yīng)符合相關(guān)詳細(xì)規(guī)范，并滿足飛機(jī)的要求。5.17重量系統(tǒng)的重量應(yīng)符合相關(guān)詳細(xì)規(guī)范，并滿足飛機(jī)的重量指標(biāo)要求。5.18顏色及外觀若對(duì)惰化系統(tǒng)及部件的顏色及外觀有特殊要求，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖樣或相關(guān)規(guī)范中明確規(guī)定。5.19部件標(biāo)識(shí)標(biāo)志和代號(hào)應(yīng)清楚正確無(wú)誤，銘牌、標(biāo)識(shí)應(yīng)牢固固定或直接加工在產(chǎn)品本體明顯位置，標(biāo)識(shí)的內(nèi)容至少應(yīng)包括：型號(hào)、產(chǎn)品編號(hào)及制造廠名稱等，格式、尺寸和字體應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定。惰化系統(tǒng)管路標(biāo)志應(yīng)符合HB5653及飛機(jī)型號(hào)的相關(guān)規(guī)定。6驗(yàn)證試驗(yàn)要求6.1環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)惰化系統(tǒng)及部件應(yīng)按HB6167等相關(guān)要求進(jìn)行鑒定試驗(yàn)，功能和性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。8HBXXXX—202X6.2試驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)惰化系統(tǒng)應(yīng)開展試驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)，滿足以下要求：a)航電交聯(lián)試驗(yàn)應(yīng)驗(yàn)證航電系統(tǒng)和惰化系統(tǒng)的信號(hào)交聯(lián)正常；b)系統(tǒng)功能試驗(yàn)應(yīng)驗(yàn)證惰化系統(tǒng)的功能正常，應(yīng)包括：1)超溫切斷試驗(yàn)；2)超壓切斷試驗(yàn)；3)設(shè)備信號(hào)狀態(tài)異常試驗(yàn)；4)空氣分離器健康監(jiān)測(cè)試驗(yàn)。