民用飞机动力装置溅水试验适航验证方法

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1、第39卷第3期2013年6月航空发动机Aeroen舀neV01．39No．3Jun．2013民用飞机动力装置溅水试验适航验证方法戚学锋，曾涛(中航工业上海飞机设计研究院，上海201210)戚学锋(1977)，男，博士，高级工程师，从事民用飞机动力装置系统集成设计、试验试飞及适航取证技术研究工作。收稿日期：2012—04—23摘要：通过对民用飞机溅水形态进行分析，结合相关适航文件、咨询通告和工业标准，给出了溅水试验中试验速度和飞机构型的选择方法。分别从工程试验和适航验证试验方面，得到溅水试验最严酷状态下的飞机一发动机构型，

2、并通过向适航审查方演示飞机一发动机组合在溅水状态下运行的安全性，给出了试验场地设置和试验通过判据的建议值。研究成果可供制定民用飞机动力装置溅水试验方案时参考。关键词：适航取证；民用飞机；动力装置；溅水试验WaterlngestionCertificationTestMethodofCi、，iIA．rcraftPowerSystemQIXue一&ng，ZENGTao(AVIcShan曲aiAircraRDesignandResearchInstitute，shanghai201210，China)AbStraCt：Thec

3、hoosemethodoftestspeedandaircraftcon矗gumtioninthewateringestionwasobtainedbyanalyzingthecivilaircraftwateringestionandcombinedwithcenification6les，consultationandindustrystandard．ThemostcriticalaircmⅣengineconngurationforwateringestionwasdete叽inedintheengineering

4、testandcerti6cationtest．Themethodtosetthetestfacilityandtestpass／failcriteriaarealsoproposed．ThestudyresultswillpmvidevaluablereferencetociVilaircraftpmpulsionsystemwateringestiontestplan．KeywOrds：certi6ca“on；civilaircraft；powersystem；wateringestiontest0引言溅水试验是民用

5、飞机动力装置适航验证的重要内容，目的是验证飞机在积水(包括融雪)跑道上运行(起飞、降落和滑跑)时不会因发动机吸水过量而引发运行问题⋯。国外相关研究机构针对飞机溅水进行了较为系统地试验和理论研究㈣，而国内对民用喷气飞机溅水适航试验尚无成熟经验。本文通过研究相关适航文件、咨询通告和工业标准和国外民机研制的经验，并结合国内某民用支线客机试验经验，提出了民用飞机动力装置溅水试验适航验证方法。1溅水机理和影响分析飞机在积水跑道上运行会引起积水的溅射，导致涡轮喷气发动机吞水，进而导致发动机喘振、失速甚至熄火，如图l所示。根据FAR／

6、CCAR25．109l和25．1323中的相关规定，飞机设计中应避免在起飞、降落和滑行过程中将过量溅水(包括融雪)吸入发动机，避免发生不安全隋况。为此，通常通过试验进行验证l训。图1某飞机溅水试验1．1溅水的形成当飞机以低于滑水速度经过积水跑道时，起落架滑跑路径上的积水将发生溅射。以飞机起落架为基准，积水溅射的方向分为起落架前方、后方和侧面。在航空发动机第39卷SAE标准AIRl904中，向起落架前方、后方溅射的水流分别称为“舰首波”(BowWave)和“公鸡尾”(RoosterTail)嘲，如图2所示；侧面溅射分为2部

7、分：由起降架轮胎离心力直接导致的溅射称为“侧羽”(sidePlume)同，侧羽水流横向运动撞击原先未受扰动的积水产生新的侧向溅射称为“尾流溅射”(wakeTraiectories)I51，如图3所示。国内某飞机侧视图2起落架前、后溅水结构尾流导致的溅射图3侧向溅水溅水试验的的溅水形态如图4所示。舰艏渡侧面溅射·’●一图4国内某飞机溅水形态1．2溅水对机体部件的影响飞机溅水对动力装置、APu、起落架、空调系统和空速指示系统均会造成影响。1．2．1动力装置溅水对动力装置的影响主要包括：(1)发动机吞水对其运行产生影响，可能导

8、致发动机推力减小甚至熄火。(2)在吞水开始阶段水迹形成的瞬时进气畸变，可能导致发动机失速或喘振；国内某型支线客机试验表明，在溅水初始阶段会出现明显的发动机转速波动。(3)由水迹造成的进口总压畸变可能导致发动机失速或喘振。(4)影响反推工作。根据适航咨询通告AC33—2B中的要求，吞水不应导致发动机推力持续减小和熄火【