風(fēng)險(xiǎn)管理在某型直升機(jī)熱加油試驗(yàn)的應(yīng)用

王悅 鄭坤 曾燕敏

摘 要：直升機(jī)熱加油能力已經(jīng)成為戰(zhàn)斗力提升的主要方向之一。直升機(jī)在不停車(chē)的狀態(tài)下開(kāi)展壓力加油存在安全隱患，可能造成嚴(yán)重的航空地面事故。本研究以某型直升機(jī)熱加油試驗(yàn)為例，通過(guò)安全風(fēng)險(xiǎn)管理活動(dòng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)管理，識(shí)別出嚴(yán)重危險(xiǎn)源并制定緩解措施，為后續(xù)試飛安全管理和直升機(jī)熱加油試驗(yàn)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：直升機(jī);熱加油;風(fēng)險(xiǎn)管理

中圖分類(lèi)號(hào)：V217.33 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）7-0046-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.07.010

Abstract： The ability of fueling during running period of the helicopter has already become a main major of the subject of the promotion of the fighting capacity of helicopters. It is risk for a helicopter to take the fueling operation during running period， and the operation may cause severe aero-ground accident. This passage provides some advice by giving the measures and the information of the danger after identifying and managing the risk of the experiment of fueling of a helicopter during running period.

Keywords： helicopter; fueling during running period; management of risk

0 引言

近年來(lái)，直升機(jī)快速出動(dòng)能力已經(jīng)成為戰(zhàn)斗力提升的主要考核指標(biāo)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后再啟動(dòng)需要等待動(dòng)力艙冷卻，為了縮短某型直升機(jī)再次出動(dòng)的準(zhǔn)備時(shí)間，在直升機(jī)地面開(kāi)車(chē)狀態(tài)下補(bǔ)充燃油，可以有效節(jié)約等待冷卻時(shí)間，提高直升機(jī)再次出動(dòng)效率。

直升機(jī)熱加油對(duì)燃油通氣口位置、加油接頭、燃油控制閥位置以及加油系統(tǒng)的可靠性都有很高要求。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)或輔助動(dòng)力裝置工作時(shí)進(jìn)行燃油補(bǔ)充，必須先完成系統(tǒng)性的試驗(yàn)危險(xiǎn)源識(shí)別，并給出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理辦法。

本文以某型直升機(jī)地面慢車(chē)時(shí)壓力加油為例，對(duì)熱加油試驗(yàn)的危險(xiǎn)源進(jìn)行研究和識(shí)別，剖析危險(xiǎn)源的觸發(fā)條件，形成風(fēng)險(xiǎn)管理措施，為后續(xù)開(kāi)展類(lèi)似地面試驗(yàn)積累經(jīng)驗(yàn)[1-3]。

1 熱加油試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)具體步驟

在對(duì)熱加油總油量進(jìn)行規(guī)定、壓力加油速度進(jìn)行限制的前提下，對(duì)某型直升機(jī)進(jìn)行熱加油摸底驗(yàn)證試驗(yàn)，并進(jìn)行安全性評(píng)估。熱加油試驗(yàn)步驟如下。

①空中機(jī)械師直升機(jī)開(kāi)車(chē)至地面慢車(chē)。

②加油車(chē)停放在直升機(jī)左側(cè)，離主旋翼中心不小于1.5倍主旋翼半徑的位置。

③地勤人員托起壓力加油槍管路至機(jī)上壓力加油接頭，將地面壓力加油設(shè)備的加油接頭與機(jī)上壓力加油接頭對(duì)接。

④地勤人員啟動(dòng)壓力加油設(shè)備，進(jìn)行壓力加油。

⑤地勤人員加油時(shí)檢查油車(chē)的流量計(jì)（顯示加油流量、油量），地勤人員與飛行員保持聯(lián)絡(luò)對(duì)當(dāng)前機(jī)上油量指示值進(jìn)行確認(rèn)。

⑥完成熱加油后，地勤人員關(guān)閉壓力加油設(shè)備，擰下壓力加油接頭，托起壓力加油槍管路撤離直升機(jī)。

⑦空中機(jī)械師發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車(chē)。

⑧加油車(chē)離開(kāi)。

1.2 系統(tǒng)介紹

壓力加油系統(tǒng)主要由壓力加油接頭、壓力加油組件、加油管路等組成，通過(guò)壓力加油閥和射流傳感器的聯(lián)合動(dòng)作，控制向機(jī)內(nèi)油箱進(jìn)行壓力加油。

壓力加油接頭安裝在機(jī)身右側(cè)，通過(guò)加油管路與安裝在后油箱底部的附件安裝板上的壓力加油組件相連。

在開(kāi)始進(jìn)行壓力加油時(shí)，油箱底部的壓力加油控制閥為關(guān)閉狀態(tài)，從壓力加油接頭傳遞來(lái)的壓力燃油通過(guò)連接在壓力加油控制閥上的引射管將燃油壓力引至射流傳感器的發(fā)射端噴射燃油，此時(shí)，由于射流傳感器的發(fā)射端和接收端均暴露在空氣中，射流傳感器接收端接收到發(fā)射端噴射的燃油壓力，通過(guò)回流管傳遞至壓力加油控制閥，通過(guò)壓力加油控制閥內(nèi)的膜盒控制打開(kāi)壓力加油控制閥進(jìn)行壓力加油。當(dāng)?shù)竭_(dá)加油油面時(shí)，射流傳感器的發(fā)射端和接收端均浸入燃油油面，射流傳感發(fā)射端噴射的燃油由于燃油阻力使射流傳感器接收端接收的燃油壓力下降，壓力加油控制閥內(nèi)的彈簧推動(dòng)閥芯關(guān)閉壓力加油控制閥，停止壓力加油。

直升機(jī)通氣系統(tǒng)布置如圖1所示，前油箱通氣口在右發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道位置前方，后油箱通氣口在左發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道位置下方[4-5]。

2 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是指試飛安全相關(guān)單位根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況分析和預(yù)測(cè)危險(xiǎn)源的后果，從安全風(fēng)險(xiǎn)概率（P）和安全風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性（S）兩個(gè)方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（R），以確定風(fēng)險(xiǎn)是否可接受[6-7]。

安全風(fēng)險(xiǎn)的概率等級(jí)及等級(jí)描述如表1所示;安全風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性等級(jí)及等級(jí)描述如表2所示;安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣圖如圖2所示[8]。

采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對(duì)熱加油試驗(yàn)開(kāi)展安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估活動(dòng)。

直升機(jī)在研制時(shí)未考慮熱加油使用場(chǎng)景，總體布置前后油箱通氣口出口均設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道附近;油箱消耗燃油時(shí)，外界空氣經(jīng)油箱通氣系統(tǒng)進(jìn)入油箱;加油時(shí)，油箱中含有油氣的空氣經(jīng)通氣系統(tǒng)排到機(jī)外;在壓力加油時(shí)，若壓力加油組件故障無(wú)法自動(dòng)中止加油時(shí)，燃油經(jīng)通氣系統(tǒng)溢流。

結(jié)合直升機(jī)熱加油試驗(yàn)步驟開(kāi)展安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估活動(dòng)，識(shí)別出2項(xiàng)主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

一是油氣濃度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)（R=2C）：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部、高溫區(qū)域和可能產(chǎn)生電火花區(qū)域，油氣濃度達(dá)到可燃?xì)怏w爆炸范圍下限濃度為1.9%。

二是壓力加油燃油溢流風(fēng)險(xiǎn)（R=3C）：燃油被旋翼下洗氣流吹到動(dòng)力平臺(tái)高溫區(qū)域，引發(fā)著火風(fēng)險(xiǎn);燃油進(jìn)入設(shè)備艙，造成設(shè)備艙電子設(shè)備受污染短路故障;因電火花意外導(dǎo)致著火風(fēng)險(xiǎn)。

這兩項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)按安全風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)矩陣評(píng)估應(yīng)該為緩解后可接受，須制定相應(yīng)的緩解措施。

3 風(fēng)險(xiǎn)管理

3.1 油氣濃度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)管理

油氣濃度達(dá)到可燃?xì)怏w爆炸范圍下限濃度為1.9%時(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)，可能造成災(zāi)難后果。在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)車(chē)狀態(tài)下開(kāi)展演示驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)量區(qū)域如圖3方柜圈出區(qū)域、測(cè)量數(shù)據(jù)如表3。

通過(guò)表3，表明前、后油箱通氣口油氣濃度遠(yuǎn)低于可燃?xì)怏w爆炸范圍下限濃度為1.9%，左/右發(fā)進(jìn)氣道、左/右武器掛架區(qū)域油氣濃度趨近于0。以上結(jié)果表明旋翼下洗流會(huì)加速油氣濃度的擴(kuò)散，左/右發(fā)進(jìn)氣道等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)油氣聚焦，熱加油過(guò)程中油氣擴(kuò)散濃度不會(huì)影響飛機(jī)安全。

3.2 燃油溢流風(fēng)險(xiǎn)管理

壓力加油溢流時(shí)，可能存在災(zāi)難后果。為滿足熱加油安全性要求，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)使溢流事件發(fā)生概率降低或使溢流出機(jī)身外的燃油遠(yuǎn)離安全影響區(qū)域。導(dǎo)致壓力加油溢流的主要原因是壓力加油組件故障，現(xiàn)建立壓力加油無(wú)法自動(dòng)停止故障樹(shù)和事件發(fā)生概率及影響，如圖4、表4所示。

加油控制閥不關(guān)閉發(fā)生的總故障率為

P=（0.048 1+0.423 2+0.554 4+1.674 4）×[10?6]=2.7×[10?6]/h。

壓力加油控制閥不關(guān)閉的發(fā)生概率2.7×[10?6]/h不滿足災(zāi)難事件概率低于1×[10?9]的安全性要求。因此，提出了3種設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行對(duì)比論證，如表5所示。

對(duì)3個(gè)方案進(jìn)行比較分析，在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、安全性均可保證的情況下，方案三影響多個(gè)專(zhuān)業(yè)改進(jìn)設(shè)計(jì)且外場(chǎng)實(shí)施性差，方案二實(shí)施復(fù)雜度高。建議采用方案一，通過(guò)對(duì)加油裝置實(shí)施計(jì)量加油改進(jìn)以滿足熱加油需求。

3.3 安全風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)

綜上，完成評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)和采取相應(yīng)緩解措施將油氣濃度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)（R=2C）和壓力加油燃油溢流風(fēng)險(xiǎn)（R=3C）降低至油氣濃度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)（R=1D）和壓力加油燃油溢流風(fēng)險(xiǎn)（R=1C），屬于安全風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖中可接受范圍。

4 結(jié)語(yǔ)

風(fēng)險(xiǎn)管理是試飛安全管理的核心，通過(guò)完善風(fēng)險(xiǎn)管理流程，擴(kuò)大風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別范圍，風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)識(shí)別更加全面，將變更事項(xiàng)、質(zhì)量安全事件、巡檢問(wèn)題等均納入識(shí)別范圍，制定應(yīng)對(duì)措施，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

本文涉及的直升機(jī)熱加油是地面試驗(yàn)的一種，實(shí)際上直升機(jī)在地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)、日常維護(hù)等階段均存在各種安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，因此常態(tài)化開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)管理活動(dòng)和專(zhuān)業(yè)化緩解措施分析已經(jīng)勢(shì)在必行[9-10]。

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