何特

【摘 要】本文針對民用飛機燃油切斷閥在轉(zhuǎn)子爆破事件下的保護設計問題先闡述了基本背景和設計困難，然后針對此困難提出了三種不同的設計方案，并逐一分析了每種方案的原理、特點以及優(yōu)缺點，對燃油切斷閥的保護設計具有一定的指導意義。

【關(guān)鍵詞】民用飛機；切斷閥；轉(zhuǎn)子爆破；余度

0 概述

目前，民用飛機上應用最廣泛的發(fā)動機安裝形式是翼吊形式，主要優(yōu)點是：發(fā)動機重量更靠近全機重心，減小全機重量配平困難；發(fā)動機重量對機翼減載作用，減輕結(jié)構(gòu)重量；發(fā)動機的進氣和噴流遠離機體；降低發(fā)動機失效時對機翼整體油箱產(chǎn)生的風險；便于發(fā)動機安裝和維修[1]。

為了保證在發(fā)動機發(fā)生火情或需要切斷發(fā)動機供油的情況下可以切斷發(fā)動機供油，需針對所有供油系統(tǒng)上均設置燃油切斷閥。民用飛機的油箱通常布置在機翼前后梁之間，采用整體油箱的形式[2]，故燃油切斷閥通常位于油箱所在的機翼后梁到發(fā)動機之間的區(qū)域。大多數(shù)民用飛機的電源配電中心均位于機身前端，因此對于翼吊形式的民用飛機來說，燃油切斷閥的供電線路必須要經(jīng)過發(fā)動機的轉(zhuǎn)子爆破區(qū)域。

民機發(fā)動機轉(zhuǎn)子爆破是由于渦輪發(fā)動機損壞產(chǎn)生高速、高能量的碎片，這些碎片能夠穿透鄰近結(jié)構(gòu)、燃油箱、機身、系統(tǒng)設備以及飛機上其他的發(fā)動機等，對飛行安全造成極大風險[3]。

當民用飛機發(fā)動機發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破時，高速沖擊的碎片則有可能打斷經(jīng)過了轉(zhuǎn)子爆破區(qū)域的燃油切斷閥供電線路。因為多種民用飛機機種每一側(cè)發(fā)動機均只有一個燃油切斷電動閥（下文的切斷閥均指燃油切斷電動閥），如果民用飛機一側(cè)發(fā)動機轉(zhuǎn)子爆破導致的線路失效即可造成燃油切斷功能失效，則有可能造成“發(fā)動機著火時不能切斷相應發(fā)動機供油”，引發(fā)災難級事故。因此，為了避免此單個事件引發(fā)災難級事故，燃油切斷閥的供電線路需要進行余度設計，此外，還需考慮以下因素，進一步加大了燃油切斷閥供電線路的設計難度：

1）轉(zhuǎn)子爆破打斷的供電線路存在懸空和接地的兩種可能性；

2）防火手柄對燃油切斷閥控制的較高優(yōu)先級；

3）互為余度的線路之間的隔離；

4）安全性，維護性，可靠性，經(jīng)濟性。

針對以上要求，提出以下幾種設計方案，幾種方案的共同點是雙路供電（供電余度），雙路線路（線路余度）。

1 方案一：單路防火手柄控制方案

此方案的特點是防火手柄為單路開關(guān)，除防火手柄外，還有一個控制開關(guān)和繼電器進行控制。

繼電器輸出為切斷閥打開和切斷兩種邏輯，由控制開關(guān)進行控制。防火手柄的高優(yōu)先級切斷線路可不經(jīng)繼電器直接將切斷閥切斷。繼電器控制的切斷線路和防火手柄的高優(yōu)先級切斷線路（如圖1中的線路1和2）分別位于飛機兩側(cè)作為左右雙余度。此處說明，飛機兩側(cè)發(fā)動機均發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破的概率極低且本身就是災難級事件，不在本文的考慮范圍之內(nèi)。

當發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破將切斷閥切斷線路打斷（如圖1中線路1或2打斷）時，若打斷后懸空，則另一路可以正常供電給切斷閥進行切斷；若打斷后搭接到金屬結(jié)構(gòu)上，則可能造成電源直接對地，另一路也無法給切斷閥供電切斷，造成災難級事件。

方案優(yōu)點：控制邏輯簡單，出現(xiàn)故障時，找出故障原因和故障點較快，排除故障簡單，元器件和線路數(shù)量少，成本和重量低，維修性好。

方案缺點：若打斷線路搭接到金屬結(jié)構(gòu)上，則存在災難級事件風險。

為了避免此災難級事件，可采取絕緣措施降低事件概率。為了徹底避免此類事件，切斷閥的雙余度切斷線路應不允許直接接在一起。

2 方案二：雙繼電器控制方案

此方案防火手柄為雙路開關(guān)，除此之外，還利用兩個控制繼電器形成了復雜的控制邏輯，繼電器2需采用延時繼電器。

正常情況下，防火手柄打在下端，切斷閥打開。需切斷時，將防火手柄打到上端，電源經(jīng)繼電器2給切斷閥供電，同時給繼電器1線圈供電，使防火手柄切斷線路斷開。如圖1所示線路1和2一起與線路3構(gòu)成左右雙余度。

當線路3一側(cè)發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破時，將防火手柄打到上端，若線路3被打斷，打斷后無論是懸空或者接地，因為線路1和2正常，繼電器1和2線圈均得電，電源經(jīng)線路2和繼電器2給切斷閥正常供電切斷。

當線路1和2一側(cè)發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破時，將防火手柄打到上端，此時可分為以下幾種情況：（1）僅線路2打斷或線路1和2均被打斷，打斷后無論懸空或接地，此時繼電器1和2均失電，電源經(jīng)線路3以及繼電器1和2給切斷閥正常供電切斷；（2）僅線路1打斷，且打斷后懸空，此時線路2正常，繼電器2得電，電源經(jīng)線路2和繼電器2給切斷閥正常供電切斷；（3）僅線路1打斷，打斷后接地，因為繼電器2線圈和線路1均接地，此時繼電器2將失穩(wěn)，將處于上下跳的狀態(tài)，因為繼電器2采用延時繼電器，若使用可快速切斷的電機作為切斷閥，在繼電器延時時間段內(nèi)切斷閥可切斷，則可順利實現(xiàn)切斷功能。

方案優(yōu)點：使用延時繼電器和可快速切斷的電機，可在僅增加一個繼電器的情況下，有效避免災難級事件的發(fā)生。

方案缺點：控制邏輯復雜，出現(xiàn)故障時，找出故障原因和故障點困難，成本和重量較大。

3 方案三：二極管防接地方案

此方案防火手柄為雙路開關(guān)并增加了一個控制開關(guān)，方案思路與方案一有相似之處，但在兩切斷線路均經(jīng)過一個二極管之后才接到一起。

正常情況下，防火手柄和控制開關(guān)均打在上端，切斷閥打開?？刂崎_關(guān)或防火手柄打到下端時，切斷閥切斷。線路1和2形成左右雙余度。

發(fā)生轉(zhuǎn)子爆破時，若線路1或2打斷懸空，另一路可正常切斷；若線路1或2打斷后搭接到金屬結(jié)構(gòu)上接地，因為二極管的防逆流功能，另一路也可正常切斷。

此方案原理簡單，且能較好地避免災難級事件，二極管的安裝存在以下幾種可能：（1）將二極管集成到線束中，這種方案將造成飛機的維修性極差，二極管損壞時維修不便，可能需要破壞線束更換二極管或更換整個線束，因此這種方案是不可接受的。（2）若將二極管集成到設備中，此時須保證設備的整體安全性滿足要求，且在二極管損壞時需打開設備更換二極管或更換整個設備，會降低維修性，提高維修成本；（3）若采用單獨的二極管設備，則需在機上適當位置安裝，對于多個民用飛機機種，轉(zhuǎn)子爆破區(qū)域后部沒有電設備艙，此時這種方案不適用，且使用二極管可能會提高更換頻度，降低維修性。

方案優(yōu)點：控制邏輯簡單，出現(xiàn)故障時，找出故障原因和故障點較快，且能有效避免災難級事件。

方案缺點：可能會降低維修性，提高維修成本。

4 結(jié)論

針對民用飛機燃油切斷閥在轉(zhuǎn)子爆破事件下的保護設計，方案一控制邏輯最簡單，排除故障簡單高效，成本和重量低，維修性好，但可能存在災難級事件風險；方案二采用延時繼電器和可快速切斷的電機，可有效避免災難級事件，但控制邏輯復雜，排查故障原因和故障點困難，成本和重量較大；方案三控制邏輯簡單，排除故障簡單高效，可有效避免災難級事件，但維修性差，維修成本高。

【參考文獻】

[1]趙秀峰，譚申剛，沈威，李永福.翼吊式發(fā)動機安裝設計綜述[J].航空工程進展，2013，8，4（3）.

[2]趙俊輝.民用飛機采用不同油箱分離面對重量重心的影響[J].民用飛機設計與研究，2013（3）.

[3]梁磊.民機發(fā)動機轉(zhuǎn)子爆破安全性設計與分析方法[J].科技視界，2014（15）.

[責任編輯：王偉平]

強化民主管理，就是要建立一整套科學、規(guī)范和完善的民主管理運行機制，以民主管理推進整體工作。一是，要進一步完善“教代會”、“職代會”制度，使“教代會”、“職代會”真正成為反映廣大教職工訴求、凝聚廣大教職工人心的可靠平臺。學校重大事項應當依法通過“教代會”、“職代會”決策，涉及教職工切身利益的重大問題，都必須通過“教代會”、“職代會”討論表決通過。要提升工會和教代會的影響力，促進依法治校的制度約束，提高依法依規(guī)管理工會的能力和水平，發(fā)揮工會維護教職工權(quán)益的作用。二是，完善校務公開制度。校務公開是教職工代表大會在閉會期間教職工行使民主權(quán)利的有效形式，能夠促進教職工代表大會制度的完善、鞏固和提高。

推進高校工會法治化建設是實現(xiàn)依法治國對工會工作的必然要求，也是維護教職工合法權(quán)益的必然要求。隨著我國法治化建設進程的不斷加快，運用法治思維和法治方式解決問題、處理矛盾已成為社會發(fā)展的必然。因此，工會組織一定要在工作中始終貫徹這一指導思想，樹立依法維權(quán)、依法履職的觀念，切實維護廣大教職工的合法權(quán)益。

【參考文獻】

[1]黃羨琳.論“工會法治化”的中國特色社會主義工會制度發(fā)展新途徑[J].社會保障研究，2011（5）.

[2]《中華人民共和國工會法》第2條規(guī)定：“中華全國總工會及其各工會組織代表職工的利益，依法維護職工的合法權(quán)益?！薄皡⑴c協(xié)調(diào)勞動關(guān)系和調(diào)解勞動爭議，與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面建立協(xié)商制度，協(xié)商解決涉及職工切身利益問題。幫助和指導職工與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面簽訂和履行勞動合同，代表職工與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面簽訂集體合同或者其他專項協(xié)議，并監(jiān)督執(zhí)行?！?/p>

[3]《中國工會章程》第28條規(guī)定：“參與協(xié)調(diào)勞動關(guān)系和調(diào)解勞動爭議，與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面建立協(xié)商制度，協(xié)商解決涉及職工切身利益問題。幫助和指導職工與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面簽訂和履行勞動合同，代表職工與企業(yè)、事業(yè)單位行政方面簽訂集體合同或者其他專項協(xié)議，并監(jiān)督執(zhí)行?！?/p>

[4]《工會法》第14條：“中華全國總工會、地方總工會、產(chǎn)業(yè)工會具有社會團體法人資格?；鶎庸M織具備民法通則規(guī)定的法人條件的，依法取得社會團體法人資格?！?/p>

[5]《工會法》第六條：“維護職工合法權(quán)益是工會的基本職責。工會在維護全國人民總體利益的同時，代表和維護職工的合法權(quán)益?！?/p>

[責任編輯：王偉平]