DO-160温度环境试验应用研究

科技・ 探索・ 争鸣
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ验应用研究
毛旭 明
（ 上 海 飞机设 计 研究 院 总体气 动 设计 研 究部 ， 中国 上海 ２ ０ １ ２ １ ０ ）
２ ． ２ 高度试验
高度 试验共分 为 ３ 项子实 验 ． 分别 为高度试验 、 减压 试验和过 压
试验 。
高度试验程 序 ． 是考核机 载设 备在 民用飞机 飞行过程 中所经 历的 最高 的高度 环境 ． 即最低的压力条件下 ． 是否能够正常Ｔ作 。 减压试 验 ． 是考 核机载设备经历压力 以较快 速度降低后设 备是否 能够 正常工作 ． 这通常是针 对增压舱 在意外失 压情况下 ， 安装 在舱 内 的机 载设备 仍能在一段 时间内正常工作 要。 过压试验 ． 是飞机在地 面状态 下 ． 考核安 装在增压 舱的机 载设备 本文通过对 Ｄ Ｏ 一１ ６ ０ Ｇ版研究 ． 根据 民用 飞机的特点 ． 针 对温度和 不 工作 ． 经受舱 内增压情 况下不损 坏 ， 并在恢 复正常压 力条件 下是否 高度章 节 ． 研究各 项试验条件 和程序 ． 给出选取合适 的系统 工作 环境 能 够 正 常 作 、 等级方 法和原则 ． 给飞机设计 提供输入 ． 为民用飞 机环境 丁程设 计提 ３ 温 度 和 高 度 应 用 供参考和借鉴
【 关键词 】 民用飞机 ； 环境 条件 ； 环境试验 ０ 引言
随着 经济 的快速 发展 ． 运输 类民用 飞机作为主要 的公 众交通工具 之一 ． 扮演着越来越 重要 的角色 飞机的安全运行一 直是民用飞机设 计 的首要 关注点 民用飞机的安全性离不开全机性能结构及其组成 的 各个 系统 的正 常工作 ． 这与其运行所经历的环境密不 可分 环境对 飞 机 及其机载设 备的寿命 和性能有重要 的影响 ．甚至会影 响飞机 的安 全。 据统计 ， 机 载设备 故障和失效 中有 ５ ２ ％是 由环境 引起 的 。 而飞机本 体所诱 发的振动 、 冲击 、 温度 、 湿热环境 因素引起的故 障占 ７ ４ ％。在 这 些因素中 ． 温度对飞机的影响最为严重 。 尤其是 民用 飞机 在高 温 、 低 温 和温度急剧变化 时 ， 往往 引起 结构变形 ． 非金属 材料老化 、 硬化 、 弹性 消失 ， 润滑油凝固或流失 ， 燃油稳定性下降 ， 金属腐蚀 加速 ， 燃料 、 冷 气 系统结 冰和管路堵塞 ． 电气性能下降等 ． 从而引起各种故 障 此外 温度 因素还会和其他环境 因素一起作用 ． 对 飞机产 生更为严重 的综合 性影 响 因此在 民用飞机设计过程 中 ． 考虑 飞机温度 环境 变得十分重要 ． 加上 民用飞机 由于涉及公众安全 ． 及其必须取 得适航型号合格证 才能 投入市 场运 行 的特 点 ．如何表 明其对温度 环境的适 应性 显得十 分必 作情况能够经历较为极端的高低温度不损 坏 ． 并在恢复 至正常工作 温度环境范 同后是否仍能正常工作 地面低 温短时Ｔ作 温度试验 和高温短 时Ｔ作温度 试验是考 核设 备在未上 电工作时处于规定 的高低温度条件 下上电工作是否正常 。 低温工 作温度试验 和高温 工作 温度试 验程序是考 核机载设 备Ｔ 作稳定状态下 ． 在规定 的高低温度环境 中能否正常工作 飞行 中冷却能力损失试验程 序 ． 是针 对需要额 外供 电或配备 的冷 却源进行冷却才能 正常 工作 的机 载设 备 ． 考核其在 冷却源丧失 的情 况 下仍能在一段时 间内正 常工作
【 摘 要】 Ｄ Ｏ 一 １ ６ Ｏ 《 机载设备环境 条件和试验 方法》 是 由美国航 空无线电委 员会发布 的航 空规 范， 其 定义 了一 系列最低标 准环境试验 务件 和相应 的试验 方法 目前 ＤＯ 一 １ ６ ０已被 广泛应 用于民用飞机 环境设 计 中。 本文 以 Ｄ Ｏ 一 １ ６ ０ Ｇ中温度环境 为例 ， 研 究如何根 据民用飞机环境特点 ， 选取 合 适 的环 境 每件 ， 为 飞机 系统 设 备提 供 相 应 的 设 计 输 入 ， 给 民用 飞 机 环 境 设 计 提 供 借 鉴 和 指 导 意 义 。
规范中温度和高度章节 内容定义 的类别 ． 代表典 型的温度和高度 组 合环境条件 ． 对应于不同飞机 的不 同舱室环境 。 Ｄ Ｏ — ｌ ６ ０ 《 机 载设 备环境 条件和试验 方法》 是 由美 国航空 无线 电 根据一般民用飞机 的特点 ． 舱室划分通 常存在增压舱 和非增压 舱 技术 委员会 （ Ｒ Ｔ Ｃ Ａ） 制定， 于２ ０ １ ０年发布 ， 作 为民用飞 机环境 试验标 两类 ． 增压舱有两类 ， 温度控制 区和部分 温度控制 区 ， 而非增压舱 同时 准之一 ． 目前最 新版为 Ｇ版 ． 并被 Ｆ Ａ Ａ作为航空规范推荐使用 。 在国 也是非温度控制 区． 另外还有一种 是较为特殊 的动力舱 。下面捕 述如 内． 最新 版 ＨＢ ６ １ ６ ７ Ｉ ￣ （ （ 民用飞机 机载设 备环境 条件 和试验 方法 》 也 于 何使用 Ｄ Ｏ一 １ ６ ０ Ｇ并选取相应 的等级 ２ ０ １ ４年发布 ． 基本 与 Ｄ Ｏ 一 １ ６ ０ Ｇ等效 ． 现 阶段 国内 民用 飞机 环境试验 ３ ． １ 增 压 舱 温 度 控 制 区 的通 用性标 准已与 国外标 准接轨 ．为了民用 飞机适航取证 的／ ｌ ￣ ， Ｎ进 增压舱温度控制 区典 型的舱 室为驾驶舱和客舱 ． 环控系统埘该 类 行． 有必要 对最 新版的内容进 行研究 舱室温度控制较好 ． 座舱压力 高度 不超过 ２ ， ４ ３ ８ ｍ（ ８ ， ０ ０ ０ １ ｆ ） ￣ 。 ｉ ． ．ＤＯ 一 １ ６ ０ Ｇ Ｄ Ｏ一 １ ６ ０ Ｇ中 为机载 设备 定 义了一 系列 最低 标 准环境 试验 条件 中定 义安装在 增压舱温 度控制 区设 备等级 为 Ａ １ ．正 常工作 范同 是一 （ 类别） 和相应的试验程序方法 ． 这些试验 的 目的是 为了确定机 载设 备 １ ５ 至 ５ ５ ℃． 考虑舱 室温度 非均匀分布 ． 机载设 备局部安 装位置 会遭 在使用过程 中会遇到 的典型环境 条件下 的性 能特性 提供 试验室方 法 遇到其他发 热设备 ． 以及环 控系统调节舱 内环境 温度到正常 范同之前 『 ８ ｊ 。 对于 民用飞机来说 ， 根据环境试验标准选取合适 的试验 等级 ． 对于 的状态 另外 因为是增 压舱 ． 需要 进行减压和过压试验 ． ． 系统设 备设 计至关重要 ． 同时试验等级也代表 了机 载设备所在 飞机各 ３ ． ２ 增 压 舱 部 分 温度 控 制 区 舱室 中的环境 条件 ．换言之 ． Ｄ Ｏ 一 １ ６ ０ Ｇ不 仅提供 了环境试 验方法 。 同 增压舱部分温 度控 制区典型的舱室如 电子设 备舱等 ． 用 于安装飞 时也反映了飞机内部的不同环境条件 机各 系统 主要设 备等的舱室 Ｄ Ｏ 一１ ６ ０ Ｇ中定 义安装在增压舱 部分温度 下面将 以温度和高度章节为例 ． 详述 Ｄ Ｏ 一 １ ６ ０ 在 民用 飞机设 计 中 控制 区设 备等级为 Ａ ２ 或者 Ａ ３ ． 选取等 级原则需根据部分 温度控制 区 是 如 何 使 用 的 的环境条件确 定 ， 正 常丁作范 围是一 １ ５ 至７ Ｏ ℃． 增压 区各舱 室连通 ， 压力 高度 相同。 ２ 温 度 和 高 度 试 验 介 绍 ３ ， ３ 非增 压舱非温度控制区 Ｄ Ｏ一 １ ６ ０ Ｇ中温度和高度试验 主要 是考核设备在 标准 中所规 定的 非增 压舱非温度控制区典型的舱室是起 落架舱和尾舱 ． 无环境控 温度和压力条件下 的性能特性 由于该项 中 ， 类别是温度 条件 和压力 制 系统控制温 度和进行增 压 ． 该 类区域 与外 部连通 ． 最低压 力值等 同 条件 的组合 ． 因此温度 和高度应放在一 起综合考虑 试验 内容共划分 于飞机升 限高度 压力值 Ｄ Ｏ一 １ ６ ０ Ｇ中定义安装 在非增压舱 非温控 区 了２ Ｏ 种设备类别 ．根据机载设备在 飞机的安装位置来选 取合适 的类 设 备等级为 Ｄ ２ ． 正常工作 范围是 一 ５ ５ ℃一 ７ ０ Ｙ ： ． 压力高度 ５ ０ ０ ０ ０ ｉ ｆ 根 据 别 民用飞机最大使用高度在 １ ２ ５ ０ ０ ｍ附近… 】 ． 选择 Ｄ ２等级比较合理 。 ２ ． １ 温度试验 ３ ． ４ 动 力 舱 温度试 验共分 为 ７项子实验 ， 分别为低 温工作温 度试验 、 高温工 动力舱是特殊的非增压非温度控制舱 室 ， 典 型 为 发 动 机 短 舱 以及 作温度试验 、 低温短时Ｔ作温度试验 、 高 温短时丁作温度试验 、 地面耐 辅 助动力装置 区． 该类舱室 因为发动机 的特性 不 同将影 响其所在 区域 受低温试验 和地 面耐 受高温试验 、 飞行 中冷却能力损失试验 的环境温度 ． 主要是高温极值 ． 因此 Ｄ Ｏ 一１ ６ ０ Ｇ中定义 安装在动力舱 的 地 面耐受低温 试验和地 面耐受高温试 验均是考 核机载设 备在不 设备等级为 Ｄ ３ ， 除高温 工作温度以及地面高温耐 受温 （ 下转 第 ２ ６页 ）