发动机部件适航条款及环境试验需求分析

发动机部件适航条款及环境试验需求分析
谢丽梅 1袁 2袁 3袁 时钟 1袁 2袁 3袁 孔叔钫 1袁 2袁 3袁 熊伊 1袁 2袁 3
渊1. 工业和信息化部电子第五研究所袁 广东 广州 511370袁 2. 广东省电子信息产品可靠性技术重点实验室袁 广东 广州 511370袁 3. 广东省电子信息产品可靠性与环境工程技术研究开发中心袁 广东 广州 511370冤
主要从事通用质量特性分析与评价工作遥
阅陨粤晕在陨 悦匀粤晕孕陨晕 运耘运粤韵X陨晕郧 再哉 匀哉粤晕允I晕郧 杂匀陨再粤晕
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电子产品可靠性与环境试验
2021 年
条款号
A 章 33.1~33.5 A 章 33.7~33.8 B 章 33.11~33.15 B 章 33.17 B 章 33.19 B 章 33.21~33.27
151B-2013 [S] . [6] 韩征袁 齐亮. 国内外机载设备电磁环境验证标准分析
[S] . 安全与电磁兼容袁 2011 渊6冤院 29-32.
电子产品可靠性与环境试验 耘蕴耘悦栽砸韵晕陨悦 孕砸韵阅哉悦栽 砸耘L陨粤月陨蕴I栽再 粤晕阅 耘晕灾陨R韵晕酝耘晕栽粤蕴 栽耘杂栽陨晕郧
标准与行业研究
2 基于咨询通告的环境试验需求分析
适航条款是各个发动机公司现行试验技术水平上统一 规定出的尧 由研制与使用经验证明能满足适航要求的一个 最低标准袁 并未直接给出满足适航要求符合性的验证程序袁 但 FAA 针对各适航条款专门发布了相应的咨询通告 渊AC冤袁 给出了各个类设备取证的推荐程序遥 通过对 295 项咨询通 告进行梳理袁 重点关注与表 1 中梳理出的条款相对应的咨
参考文献院 [1] RTCA. 机载设备的环境条件和测试规程院 RTCA/DO-
表 7 RTCA/DO-160F 与 GJB 151A/152A 对比
RTCA/DO-160F 要求
1
磁影响
2
电源输入
3
电压尖峰
4
电源线音频传导敏感度
5
感应信号敏感性
6 射频敏感度 渊辐射和传导冤
7
射频能量发射
8
雷电感应瞬态敏感度
环境试验是适航取证试验的重要组成部分 [2]袁 FAR 33.91 条也规定了 野对不能按照第 33.87 条进行持久试车予 以充分验证的系统或部件袁 申请人必须进行附加的试验袁 以证明这些系统或部件在所有已声明的环境和工作条件下 能可靠地完成预定功能遥冶 此外袁 FAR 33.17 条规定了发动 机部件的防火要求袁 FAR 33.28 条规定了发动机控制系统防 电磁干扰 渊EMI冤尧 高强度辐射场 渊HIRF冤 和闪电效应的要 求袁 FAR 33.66 条针对发动机引气系统在外界环境应力影响 下正常工作的能力和状态提出了要求曰 FAR 33.67 条规定了 燃油系统的结冰试验要求袁 FAR 33.68 条规定了发动机进气 系统的结冰试验要求等遥 通过对 FAR 33 部的梳理袁 得到了 与发动机部件环境适应性要求相关的适航条款袁 梳理结果 如表 1 所示遥
Abstract院 In view of the lack of system in the environmental adaptability requirements and the
lack of standard guidance in the implementation of the test of Chinese areo -engine systems and components袁 guided by the airworthiness requirements of system and component tests袁 and based on the airworthiness laws and regulations袁 the environmental adaptability requirements of aviation regulation袁 consultation notice and industrial standard specification are sorted out systematically. And starting from 野 airworthiness regulation 寅advisory notice 寅industrial standards冶 袁 the environmental test requirements and their reference procedures under airworthiness requirements are determined袁 and the environmental adaptability requirement system of engine components is finally established.
摘 要院 针对我国航空发动机系统和部件在环境适应性要求方面缺乏体系尧 在试验实施方面缺乏标准指导的
现状袁 以系统和部件试验的适航需求为引导袁 以适航法规为纲袁 从民航规章尧 咨询通告和工业标准规范等文件
入手袁 系统地梳理了航空发动机部件的环境适应性要求袁 从 野适航规章寅咨询通告寅工业标准冶 出发袁 确定了
针对我国航空发动机附件环境适应性体系空缺的现 状 袁 本 文 重 点 对 FAR 33.91 和 33.28尧 EASA CS -E 80尧 CCAR 33.91 和 33.28 等航空发动机附件适航条款进行环境 试验需求研究袁 并对相关咨询通告尧 航空推荐实践尧 工业 标准和军用标准等进行研究分析袁 确定满足航空发动机附 件适航取证的环境适应性要求袁 形成全面覆盖发动机系统 和附件的环境适应性要求体系袁 以支撑和助力航空发动机 行业的发展遥
Keywords院 airworthiness曰 aero -engine component曰 environmental adaptability requirements曰
environmental test standards
0 引言
航空发动机作为飞机的心脏袁 对飞机性能尧 安全性和 可靠性等至关重要遥 在发动机的研制过程中袁 不仅要攻克 各项技术难点袁 还需要关注技术集成及试验验证等问题遥 发动机附件是发动机系统的重要组成部分袁 参与完成发动 机启动尧 工作状态控制和燃/滑油供应等关键功能袁 因此对 发动机附件进行充分的试验验证已成为保证航空发动机可 靠性尧 安全性的重要措施遥 虽然近年来发动机试验越来越 受到重视袁 但往往只关注整机及关键件试验袁 而发动机部 件往往处于复杂的高温尧 高载荷耦合环境中袁 因此发动机 整机试验可能不会使所有的部件经受到发动机运行过程中 可能会遇到的极端环境袁 导致发动机服役后附件故障率较 高遥 据统计袁 现役的各型发动机附件故障占发动机总故障 的 70%袁 有的甚至达到 90%以上袁 成为影响航空发动机可 靠性和安全性的主导因素 [1]遥
渊1. CEPREI袁 Guangzhou 511370袁 China曰 2. Guangdong Province Key Laboratory of Electronic Information Products Reliability Technology袁
Guangzhou 511370袁 China曰
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2021 年
Ip
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1/f
2/f
3/f
图 3 CS116 试验波形
2 结束语
以上是对 RTCA/DO-160F 中涉及到电磁兼容性的章节 与 GJB 151/152A 的比较遥 由于民用飞机和军用飞机的用 途尧 任务使命等不同而导致电磁环境不同袁 通常对民用飞 机电子设备方面的电磁兼容性要求是依据 RTCA/DO-160F 叶机载设备环境条件和测试规程曳曰 而对军用飞机电子设备 方面的电磁兼容性要求则依据 GJB 151A-97 叶军用设备和 分系统电磁发射和敏感度要求曳 和 GJB 152A-97 叶军用电 子设备和分系统电磁发射和敏感度测量曳遥 因此袁 它们的要 求有所差别袁 但是一些项目的测试又有相似之处袁 总结如 表 7 所示遥 希望对需要开展电子设备电磁兼容性工作的单 位或实验室有参考作用遥
9
雷电直接效应
10
静电放电
GJB 151A/152A 要求 无 无
与 CS106 相似 与 CS101 相似
无 与 CS114尧 RS103 相似 与 CE102尧 RE102 相似 与 CS115尧 CS116 相似
无 无
160F [S] . [2] 中国电子技术标准化研究所. 军用设备和分系统电磁发
Requirement Analysis of Airworthiness Regulations and Environmental Test for Aero-engine Component
XIE Limei1袁 2袁 3袁 SHI Zhong1袁 2袁 3袁 KONG Shufang1袁 2袁 3袁 XIONG Yi1袁 2袁 3
F 章 33.91
F 章 33.92~33.99 G 章 33.201 H章
表 1 FAR33 部条款梳理结果
射和敏感 度要求院 GJB 151A-1997 [S] . [3] 中国电子技术标准化研究所. 军用设备和分系统电磁发
射和敏感 度测量院 GJB 152A-1997 [S] . [4] 飞机供电特性院 GJB 181A-2003 [S] . [5] 军用设备和分系统电磁发射和敏感 度要求与测量院 GJB
收稿日期院 2021-03-09 作者简介院 谢丽梅 渊1987-冤袁 女袁 广西桂林人袁 工业和信息化部电子第五研究所可靠性与环境工程中心工程师袁 主要从事
通用质量特性分析与评价工作遥 通信作者院 时钟 渊1982-冤袁 男袁 陕西西安人袁 工业和信息化部电子第五研究所可靠性与环境工程中心副主任尧 高级工程师袁
1 基于适航法规的环境试验需求分析
FAR 系列是 FAA 为保证民用航空器的适航性袁 代表国 家制定的必须强制严格执行的最低安全标准遥 其中袁 FAR 33
是保障民用航空发动机安全的最低标准性要求和法令性文 件袁 是世界民用航空发动机领域公认的权威适航条例之一遥 FAR 33 部主要从发动机性能尧 结构完整性尧 环境适应性尧 安全性和系统特性等方面对发动机提出了适航要求袁 其条 款源于大量的分析及实际的飞行经验和教训袁 也是参考程序袁 最终建立了发动机部件环境适应性要求体系遥
关键词院 适航曰 航空发动机部件曰 环境适应性要求曰 环境试验标准
中图分类号院
文献标志码院 A
文章编号院 1672-5468 渊2021冤 S1-0082-06
doi:10.3969/j.issn.1672-5468.2021.S1.023
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阅陨粤晕在陨 悦匀粤晕孕陨晕 运耘运粤韵X陨晕郧 再哉 匀哉粤晕允I晕郧 杂匀陨再粤晕
增刊 1
谢丽梅等院 发动机部件适航条款及环境试验需求分析
3. Guangdong Province Research and Development Center for Reliability and Environmental Engineering Technology of Electronic Information Products袁 Guangzhou 511370袁 China冤
B 章 33.28
B 章 33.29 C 章 33.31~34 C 章 33.35 C 章 33.37 C 章 33.39 D 章 33.41~33.42 D 章 33.43~33.51
D 章 33.53
D 章 33.55~33.57 E 章 33.61~63 E 章 33.64 E 章 33.65 E 章 33.66 E 章 33.67 E 章 33.68 E 章 33.69 E 章 33.70 E 章 33.71 E 章 33.72~33.74 E 章 33.75 E 章 33.76~33.79 F 章 33.81~33.82 F 章 33.83~33.90