民用飞机吊挂总体布置方法研究

民用飞机吊挂总体布置方法研究

摘要发动机吊挂是飞机总体布置的关键区域之一，本文描述了一般民用客机吊挂总体布置方法及布置过程中可能遇到的问题，并介绍了相关适航条款、相关系统的发展、发动机布局形式等对吊挂布置的影响。本文对于开展民用飞机的吊挂布置工作有比较大的指导意义。

关键词民用飞机；总体布置；吊挂

0引言

吊挂是指飞机发动机和机翼（或机身）连接的包括结构和系统设备、管线路在内的部分。吊挂位于短舱与机翼之间，传递发动机载荷、提供发动机至飞机的各系统通路、并保证光滑气动外形。其功能为悬挂发动机、传递发动机载荷。

民用飞机的吊挂布置相对飞机其它区域的布置，有如下特点：

1）空间狭小，既要适应吊挂的气动外形，也需满足各系统的间隙、相对位置要求；

2）管线路为主，设备较少；

3）管线路多样，既有燃油、液压液体管路，也有环控气体管路（全电飞机除外），同时还有馈电线、信号线等。

根据民用飞机发动机安装位置，吊挂一般可以分为翼吊式和尾吊式。除结构之外，吊挂一般还涉及：燃油系统、环控系统、防火系统、液压系统、动力系统、电源系统以及各系统的线束等设备。

2吊挂布置原则和要求

2.1通用原则和要求

1）吊挂的布置尽量保证对称，以保证飞机左右短舱的互换性以减少航空公司的运营成本；

2）软硬线系布置时，原则上应先拉杆后钢索再管路与电气线束，先粗后细，先硬后软，从上到下依次为：一般气体、水/废水、易燃及腐蚀性液体；

3）电气线束应布置在液体管路上方，如无法满足，则必须采取措施保证其安全性；

系统间的间隙需保证其在使用环境中能正常工作。

2.2适航要求

25.901（d）条款：对于动力装置和辅助动力装置的安装，必须确认任何单个失效或故障或可能的失效组合都不会危及飞机的安全运行，但如果结构元件的破损概率极小，则这种破损不必考虑。

2.3系统设计要求

2.3.1燃油系统

在吊挂与发动机分界面上尽量采用快卸接头的连接形式；满足燃油导管与固定结构、活动件、电缆、高温管道之间的间隙要求。

2.3.2环控系统

吊挂内环控管路有高温高压气体，要求包敷绝热层并满足导管与固定结构、活动件之间的间隙要求。

2.3.3防火系统

灭火管通往短舱的火区，在吊挂和发动机的分离面上采用快卸接头的连接形式。

2.3.4液压系统

所有可能需要拆、装的接头安装在易于接近的地方，导管间最小间隔满足维修人员戴着手套进行拆装和检查，接头的安装部位应使各种附件便于拆下而不需松开或拆下管路，导管和接头的修理应尽量不需要拆下相邻附件

2.3.5线束

为防止被液体泄漏污染或浸泡，线路应在输液管路和设备的上方敷设，不应悬挂在输液管路和设备上。在不能满足最小间隙要求情况下，布线应与管路成一夹角从其下方穿过，不得平行或采用非金属硬管、金属管、电缆槽及其它结构屏障进行处理。

2.4维修性要求

安装、拆卸燃油系统和液压系统快卸接头时，需要一定的人工操作空间，需在快卸接头外径向外至少留出38.1mm（1.5in）的环形空间。

2.5吊挂布置举例

某型号民用飞机为尾吊式飞机，AGB布置在短舱的风扇舱，所以大部分管线路从机身通过吊挂前缘通往短舱。

2.5.1燃油系统

燃油管路在吊挂前缘封闭肋上和发动机燃油管路对接。燃油管路不应安装在排气管或其它高温管的上方，且与高温管的平行间距应不小于150mm。如布置空间不能满足要求，则导管需要包覆隔热层，并且不与高温管接触。

2.5.2环控系统

与吊挂区协调相关的环控系统部件和管路有：引气管路、风扇空气排气口、预冷器、预冷器支架、预冷器外围起防火作用的防火罩、风扇空气活门、发动机起动与短舱防冰管路，其中引气管路被封闭肋分成两段，吊挂内、外各一段，所有的环控管路内有高温高压气体，均包敷绝热层。

2.5.3防火系统

左、右吊挂分别需要一根灭火管路和装在后设备舱的灭火瓶相连。管路进入吊挂中央承力段后分为两路：一路从吊挂前缘进入发动机风扇舱；一路从中央承力段进入发动机核心舱。

2.5.4液压系统

液压系统布置有压力管路、吸油管路、壳体回油管路。

2.5.5线束

吊挂内布置的系统电气线束有6根：插座布置在前缘封闭肋上的吊挂FADEC A线束、吊挂FADEC B线束、吊挂综合线束1、吊挂综合线束2，和插座布置在中央承力段封闭肋上的吊挂加速度线束，以及用来控制环控系统风扇空气活门的一根电缆。不同类别的电线或电缆之间的最小间隔，参照表1。

2.5.6结构布置

为了满足系统管路的安装要求，吊挂前缘后段下表面采用可卸蒙皮。系统安装和维护时只需卸下相应的下蒙皮即可。中央承力段有三个维护口盖，用于系统管路的安装、维护。安装时，系统管路通过口盖送入中央承力段，然后在吊挂内组装。维护时，分别打开相应的口盖，对管接头和电缆接头进行维护，中间较大的口盖有一半作为风扇排气口。

2.6布置情况

吊挂包含各个系统在内的布置情况，见图1。

3布置情况分析

参照各系统的规范和要求进行间隙检查。检查结果表明，除了燃油系统与环控系统在吊挂前缘有一处间隙小于要求外，其余部分均能满足间隙要求。

吊挂协调区布置时综合考虑了各系统的要求，由于环控管路内有高温高压气体，在空间上按照线束-环控管路-液压/燃油导管的顺序由上到下分层布置。使用CATIA自带的50%美国人体模型进行了模拟检验，结果满足维护要求，见图2。

4吊挂的发展方向

为了进一步降低油耗与噪音，现在翼吊发动机的飞机倾向于采用全新的推进系统一体化（Integrated Propulsion System）设计理念，即吊挂与发动机短舱高度集成。部分原来布置在短舱内的结构需要与吊挂集成，占用了吊挂盒段的部分空间。这样就使得大部分的设备和管线路要布置在吊挂与发动机外涵隔离结构（BIFI）内部和吊挂上整流罩以上，使得吊挂上整流罩进入机翼前缘的空间非常小，布置难度大大增加，对内部系统的布置提出了挑战，这是下一步需要研究的课题。

5结论

民用飞机吊挂的布置难点：在符合吊挂气动外形的条件下，空间狭小，布置既要满足各系统的间隙要求，同时还要满足各系统的相对位置关系要求。

吊挂布置需重点考虑如何充分利用吊挂有限的空间，优化布置各种管线路，最终满足各系统的要求。

参考文献

[1]运输类飞机适航标准.中国民用航空规章.第25部，CCAR-25-R3.中国民航总局，2001，5.

[2]陈迎春，等.民用飞机总体设计.上海交通大学出版社，2010.

[3]程不时，等.民用飞机总体设计.北京：航空工业出版社，2005.