飞机燃油箱可燃性评估方法研究

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1、民用飞机设计与研究CivilAircraftDesignandResearch摘要：FAA(美国联邦航空局)在适航条例及其修正案中提出了专门的方法和程序来评估燃油箱的可燃性。根据飞机燃油箱安全适航条款、修正案的要求，对飞机燃油箱可燃性评估方法(MonteCarlo法)的目的、方法内容、输人参数及其作用进行了分析研究，提出了飞机燃油箱的可燃性评估思路。关键词：适航；MonteCarlo法；燃油箱可燃性算，当样本容量足够大时，可以认为该事件的发生频引言率即为其概率。因此，可以先对影响其可靠度的随燃油箱爆炸是航空安全的主要威胁之一。从机变量进行大量的随机抽样，然后把这些抽样值一1

2、960年以来，已经有18架飞机因燃油箱发生爆炸而组一组地代人功能函数式，确定结构是否失效，最后毁坏，并造成大量人员伤亡⋯。FAA调查发现引起从中求得结构的失效概率。燃油箱爆炸的原因大多是由于油箱油面上方空间存(7)FRM：即FlammabilityReductionMethod，意在的可燃性蒸汽被电缆失效等点火源点燃，从而引思是可燃性减少方法。在本文中，可燃性减少方法发爆炸。为此，FAA在适航条例及其修正案中对燃是采用惰化系统对燃油箱进行惰化。油箱的可燃性蒸汽暴露时间进行了限定，针对燃油2飞机燃油箱可燃性适航要求系统设计和适航验证，提出了具体的可燃性评估方法。2．1适航要求

3、提出的背景1996年波音747飞机TWA800起飞后，在爬升1名词解释时中央翼燃油箱的可燃蒸汽被点燃导致爆炸，全机(1)传统不受热铝机翼油箱：是指亚音速飞机半人员丧生(见图1)⋯。该事故促使FAA关注燃油箱硬壳式不受热铝合金机翼内的整体油箱。安全问题，先后颁发了修正案、咨询通报和最终规(2)主燃油箱：直接给一台或几台发动机供油的章，强制要求在飞机燃油箱内采取有效措施降低点燃油箱，并且它在每次飞行中必须持续保存所需的燃火源(SFAR88)，降低可燃蒸汽浓度(AC25．981一燃油量。lA，AC25．981—1B，AC25．981-1C，AC25．981-2)，减(3)可燃性暴

4、露评估时间：是指飞机从准备起飞少运输类飞机的燃油箱可燃性(修正案25—125)，以开始，经过飞行和着陆，直到所有货物被卸完，乘客增加燃油箱安全。和机组人员都已离开的时间。(4)机队平均可燃暴露率：表示某种类型飞机机队在各种飞行距离、各种环境条件和燃油性能条件下飞行时，其燃油箱空余部分是可燃的时间与可燃性暴露评估时间的百分比。(5)高斯分布：正态分部的另一个名称。它是一个对称的频率分布，可以用精确的数学公式表示，公式与样本的均值和标准差有关。高斯分布是一个钟型频率曲线，在均值附近其值较大，随着曲线向两面延伸其值逐步变小。(6)MonteCarlo统计方法：由概率定义知，某事件

5、的概率可以用大量试验中该事件发生的频率来估图1TWAS00残骸31民用飞机设计与研究2009年第2期2．2条款要求3飞机燃油箱可燃性评估方法概述更新的FAR25．981_1条款及修正案25—125⋯针对飞机燃油箱可燃性提出了以下新的要求：燃油箱可燃性评估方法是FAA发展的一除非燃油箱内有减少燃油点燃危害的方法，能种计算模型，它用来作为一种确定飞机燃油箱可燃使任何因点燃引起的损坏都不会影响持续安全飞行性暴露的比较分析工具。这个模型使用MonteCarlo和着陆，或者机翼油箱为或能等效为传统不受热铝统计方法来确定机队飞行中某些未知变量的可燃性机翼油箱，否则任何油箱的机队平均可燃

6、性暴露率数据，因此又称MonteCarlo方法。不能超过3％。MonteCarlo方法通过模拟大量的飞行(即一个对于非主油箱的其他油箱，如果有任何部分位机队)，并把每次飞行中每个时间增量中的油箱主平于机身轮廓之内，则它必须满足修正案25—125附录均燃油温度与可燃性温度上限和下限相比较，当油ML】燃油箱的可燃性暴露要求：箱平均燃油温度高于下限且低于上限时，就可认为(a)每个油箱机队平均可燃性暴露率不能超过燃油箱是可燃的，从而计算出每次飞行中油箱可燃3％。其中，如果使用了FRM，下列每种情况下机队时间与评估时间的比值，然后求取多次飞行的平均平均可燃性暴露率不能超过1．8％：值

7、，即可得燃油箱的机队平均可燃性暴露率。由(1)当FRM可操作，但油箱不是惰化而是可MonteCarlo统计方法可知，当计算的飞行次数足够燃时；多时，可燃性暴露的频率即为其概率，因此计算产生(2)当FRM不可操作且油箱是可燃时；的可燃性暴露数据在统计学上是可靠的。(b)暖天时在地面阶段或飞机的起飞／爬升阶在MonteCarlo方法中，要考虑的主要因素包括：段，每个油箱的机队平均可燃性暴露率不能超过燃油箱环境因素、飞行任务数据、燃油性能和燃油热3％。分析时必须考虑下列情况：特性，如图2所示。一旦这四个因素确定下来，(1