民用飛機(jī)起落架未放下著陸風(fēng)險(xiǎn)分析研究

劉會(huì)星

【摘 要】民用飛機(jī)起落架未放下著陸是飛機(jī)在受控的情況下在有鋪面跑道上緊急著陸，可能對機(jī)體結(jié)構(gòu)和乘員安全造成重大的影響。本文分析了適航條款產(chǎn)生的安全性要求，初步確定了起落架未放下著陸的失效模型和影響范圍。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；起落架未放下著陸；特定風(fēng)險(xiǎn)分析；安全性

0 前言

起落架未放下著陸是指飛機(jī)在受控的情況下，以一個(gè)或多個(gè)起落架不能正常放下的狀態(tài)在有鋪面跑道上著陸。本文根據(jù)ARP 4761[1]的分析流程，對起落架未放下著陸的相關(guān)適航要求和影響范圍進(jìn)行研究。

1 適航條款分析

中國民用航空規(guī)章CCAR 25部和CS 25部中，起落架未放下著陸風(fēng)險(xiǎn)分析相關(guān)的適航條款如表1所示。

根據(jù)條款，將起落架未放下著陸風(fēng)險(xiǎn)分析的安全性設(shè)計(jì)要求總結(jié)如下：

1） 保護(hù)乘客

根據(jù)25.561條款，設(shè)計(jì)應(yīng)保證設(shè)備不會(huì)直接傷及乘員或阻擋（包括起火）任何應(yīng)急撤離設(shè)備。

2）防止火災(zāi)

（1）根據(jù)25.561和25.721條款，應(yīng)避免因結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)損壞引起任何可燃液體（燃油、液壓油等）泄漏，以防止飛機(jī)內(nèi)部或下部發(fā)生持久的火災(zāi)。

（2）為減少燃油泄漏，25.994等條款和AC 25.994-1對燃油系統(tǒng)提出了設(shè)計(jì)要求。

（3）必須減小摩擦產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致燃油箱內(nèi)部起火和爆炸的潛在危險(xiǎn)。應(yīng)評估因著陸時(shí)油箱表面溫度升高并點(diǎn)燃汽油蒸汽的潛在危險(xiǎn)。此外，還須評估在機(jī)身和地面摩擦?xí)r產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至燃油導(dǎo)管并將其點(diǎn)燃的潛在危險(xiǎn)。

（4）燃油和電子系統(tǒng)和組件的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)避免燃油泄漏至潛在起火源（包括高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)表面等）。

（5）為減小氧氣設(shè)備的破壞，氧氣壓力源、壓力源與切斷裝置之間的管路必須置于墜撞著陸中發(fā)生破裂的概率和危害性最小的部位。

3）保護(hù)乘員和應(yīng)急撤離

設(shè)計(jì)應(yīng)保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備的變形不會(huì)直接傷及乘員或阻擋（包括起火）任何撤離設(shè)施。為實(shí)施應(yīng)急撤離，還應(yīng)確定各個(gè)出口離地面的最小高度。對于離地高度超過1.83米的出口，必須有設(shè)施協(xié)助乘員下地。

2 影響范圍

為了根據(jù)適航要求進(jìn)行安全性設(shè)計(jì)，需確定失效模型和影響范圍。

2.1 失效模型

由于起落架可以緩沖初始撞擊能量并延遲機(jī)體接地，工程上一般利用所有可用的起落架著陸。對于翼吊吊掛和前三點(diǎn)式起落架的常規(guī)布局而言，根據(jù)前起落架和左（右）主起落架的收放狀態(tài)，起落架未放下著陸共有七種失效組合，可簡化為五種典型失效模型。不同起落架失效的接地位置和影響區(qū)域如表2所示。

2.2 影響范圍

確定失效模型后，須定義受影響區(qū)域用以檢查受影響的系統(tǒng)和組件。1999年FAA技術(shù)中心開展了典型機(jī)身框段墜撞試驗(yàn)以評估輔助燃油箱的結(jié)構(gòu)完整性[5]。在試驗(yàn)中，將波音737-200飛機(jī)的典型中機(jī)身段（長3.048m，重3970kg）吊起至4.27m空中并釋放，以獲得9.144m/s的撞地速度。墜撞后最大和最小的變形量分別為53.3cm和26.7cm。

國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)開展過農(nóng)林型飛機(jī)和直升機(jī)的縱向墜撞試驗(yàn)。根據(jù)相關(guān)的數(shù)值模擬結(jié)果[6]，在墜撞初始墜撞速度為12.81m/s時(shí)，帶油箱結(jié)構(gòu)的機(jī)身框段最大垂向位移為33cm至49cm（對應(yīng)油箱裝水量117.9L至942.7L）。

CS 25.721定義起落架未放下著陸的垂直墜撞速度為1.52m/s（5ft/s）。結(jié)合相關(guān)事故分析和工程經(jīng)驗(yàn)，初步將起落架未放下著陸的影響范圍確定為機(jī)體底部以上20cm范圍。

3 結(jié)論

本文分析了起落架未放下著陸相關(guān)適航條款的安全性要求，初步確定了影響范圍，有助于促進(jìn)起落架未放下著陸的安全性分析與設(shè)計(jì)工作。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Guidelines and methods for conducting the safety assessment process on civil airborne systems and equipment， SAE ARP 4761[S].US，1996.

[2]Edwin L. Fasanella， Karen E. Jackson， Yvonne T. Jones， Gary Frings and Tong Vu.Crash Simulation of a Boeing 737 Fuselage Section Vertical Drop Test[R].DOT/FAA/AR-02/62.August2002.

[3]何歡，陳國平，張家濱.帶油箱結(jié)構(gòu)的機(jī)身框段墜撞仿真分析[J].航空學(xué)報(bào)，2008，29（3）：627-633.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]endprint