基于某型飞机的航空发动机非包容转子碎片风险计算-论文.pdf

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1、EquipmentManufacturingTechnologyNo．4，2014基于某型飞机的航空发动机非包容转子碎片风险计算王伟1-2，吴延松1-2，陈希远L2，崔巍1,2(1．中国民航大学，天津300300；2．天津市民用航空器适航与维修重点实验室，天津300300)摘要：航空发动机非包容转子碎片可能产生严重的危害，中国民用航空规章CCAK25部(运输类飞机适航标准)要求必须采取设计预防措施将飞包容性事件产生的危害减至最小。为了达到飞机适航标准，对某型飞机进行了较为简易的非包容转子碎片风险计算，计算结果满足适航要求。研究结果对于

2、进行航空发动机叶片包容性设计和适航取证具有重要参考价值。关键词：非包客转子碎片；风险计算；航空发动机中图分类号：V232．4；V232．3文献标识码：B文章编号：1672—545X(2014)04-0030—03航空发动机转子转速非常高，转子受到疲劳或装置非包容转子失效危害最小化的设计考虑)发布外物撞击等因素影响时，转子就可能发生断裂，产生于1997年3月25日，是对1988年3月发布的的转子碎片将会在离心力的作用下以巨大的能量甩AC20—128的第一次修订版本。AC20—128A为如何把出。此时若机匣不能包容叶片碎片，即称为非包容性

3、非包容性转子损坏对飞机的危害减至最小提供了指事件。非包容性碎片可能会击中飞机上的机舱、油箱南，并给出了基于碎片能量无穷大的发动机和辅助等重要结构或系统，导致二次破坏。此外，未被包容动力装置非包容性失效的风险评估方法[4]。的叶片碎片可能会击中航线上的其他飞机或地面的作为符合性验证的一部分，有必要对发动机非行人和建筑。虽然航空发动机非包容事件很少发生，包容性失效所造成的灾难性失效风险开展定量评但一旦发生将有可能导致严重的航空事故，甚至导估。风险分析的目标是采取审慎实用的设计后，根据致机毁人亡的严重空难。因此，对于航空安全来说，飞机自己的

4、特点，计算剩余风险。航空发动机包容性研究至关重要[1-2]。根据咨询通告20—128A所定义的发动机和辅助为了保证飞机的安全性，中国民用航空总局指动力装置失效模式，对任何剩余的关键危害，需要准定了相关的法律法规，其中运输类飞机适航标准备下列评估内容：CCAR25．903(d)(1)对于涡轮发动机的安装有下列规(1)单个三分之一轮盘碎片所带来的飞行平均定：必须采取设计预防措施，能在一旦发动机转子损风险。坏或发动机内起火烧穿发动机机匣时，对飞机的危(2)单个中等尺寸碎片所带来的飞行平均风险。害减至最小[3】。(3)碎片替代模式的飞行平均风

5、险(如果使用三因此，为了达到CCAR25部的要求，就必须对非分之一轮盘碎片和中等尺寸碎片的替代模式)。包容转子碎片可能产生的风险进行评估计算。本文(4)针对双重或多重系统的多个三分之一轮盘即以某型飞机为例，进行非包容转子碎片风险计算，碎片。为航空发动机适航符合性研究提供依据。(5)单个三分之一轮盘碎片和单个中等尺寸碎片的特定风险。1风险计算方法(6)任何可能造成灾难性结构损害的单个轮盘碎片的特定风险。咨询通告AC20—128A(涡轮发动机和辅助动力有可能造成灾难性事故的那些转子爆裂情况使收稿日期：2014-01-03基金项目：中国民航

6、大学研究生科技创新基金(编号：YJSCX12—39)作者简介：王伟(1977一)，男，博士。副教授，从事航空发动机适航审定研究；通讯作者：吴延松(1989-_)，男，硕士，从事航空发动机适航审定研究。30《装备制造技术}2014年第4期用分析的方式进行评估，努力将其灾难性事故发生最终计算出的不同碎片的可接受风险等级准概率定量化。、需要考虑以下几个因素：则，如表2所示。一是，发动机的位置及其旋转方向。表2可接受风险等级准则二是，关键系统和关键结构的位置。要求准则三分之一碎片二十分之一三是，转子级及其碎片失效模式。中等尺寸碎片加分之一四是

7、，转子碎片散射路径。可替换模式在TF侥5席辐射角内县一+一五是，碎片辐射角的具体范围。多个轮盘碎片l0分之一六是，发生失效的特定飞行阶段。任何单个碎片相应平均标准的两倍七是，同任何特定功能丢失相关的特定风险因素。分析中需要明确，单次飞行中如果发生单个转2数值算例子爆裂，则其影响到系统的概率为1．0。假设所有转子级的转子失效发生概率等于1．0，为了分析的需本文以波音某型飞机为例，进行航空发动机非要，发动机单个转子级的每个风险都应该进行评估包容转子碎片的风险计算。该飞机采用的是在机身并制成表格。尾部两侧吊挂两台涡扇发动机的布局。飞出发动机

8、机匣的转子碎片在360。范围内的本文在进行非包容转子碎片的风险计算时，为发生概率是相等的，因此，碎片击中系统部件的概率了方便分析，根据AC20—128A，采用三分之一轮盘碎P等于平移风险角度的度数除以360，即：片(4-