奚海燕　薛戰(zhàn)東　韓興光

【摘 要】本文件首先介紹了共通性概念，然后以某航空制造公司兩個型號民用飛機為例，從空氣管理系統(tǒng)功能和架構(gòu)、工作原理、主要部件、安裝位置、人機接口等方面梳理設(shè)計的差異性和共通性，最后這兩個型號的民用飛機空氣管理系統(tǒng)的共通性設(shè)計現(xiàn)狀進行了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】民用飛機；空氣管理系統(tǒng)；空調(diào)系統(tǒng)；壓調(diào)系統(tǒng)；氣源系統(tǒng)；機翼防冰系統(tǒng)；共通性；差異性

1 共通性概述

共通性是指兩個或者更多機型從設(shè)計理念到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從通用零件的配套到大部件的裝配，從備件支持到外場保障等盡可能的采用相似或者相同的方式，實現(xiàn)設(shè)計、制造、裝配、取證、服務(wù)等方面的互通，以期達到降低設(shè)計和使用成本、提高效率等目的。主要包括：系列間型號共通性、系列內(nèi)型號共通性和與競爭型號的共通性。

飛機研制開展共通性工作的最終目標(biāo)，是為飛機制造商和用戶創(chuàng)造更多的價值，其主要體現(xiàn)在：

a）對制造商而言，相同的機體設(shè)計，降低設(shè)計研制成本，同時也可加快適航取證周期；相同的工裝工藝，降低制造成本；相同系統(tǒng)、零部件，降低供應(yīng)商選擇成本。

b）對客戶而言，降低客戶維修成本；降低備用航材的庫存成本；降低了機組培訓(xùn)時間成本；提高了安排飛行員的靈活性，降低了人力調(diào)配成本。

因此，型號共通性研究對于確定飛機基本形態(tài)是非常重要的，在考慮市場需求、安全性、質(zhì)量和成本的基礎(chǔ)上，也應(yīng)該保持后續(xù)飛機的獨立性。

2 民用飛機設(shè)計現(xiàn)狀概要

目前，全球正在發(fā)展50座級以上噴氣客機的公司共有7家。其中，擁有或正在研制100座級以上干線飛機的共有4家：波音公司、空中客車集團、俄羅斯聯(lián)合航空制造公司、中國商飛公司。擁有或正在研制50至100座級支線飛機的共有5家：巴西航空工業(yè)公司、加拿大龐巴迪公司、俄羅斯聯(lián)合航空制造公司、中國商飛公司、日本三菱公司。

其中波音公司非常注重飛機共通性設(shè)計的理念。 例如B737NG系列研制過程中，專門成立了“低維修成本設(shè)計”項目組。項目組收集各種數(shù)據(jù)資料，評估新的數(shù)字化系統(tǒng)，增加零部件的通用性，減少零部件的總量，最終B737NG系列98%的機械零部件具備通用性，促使B737NG系列的維修成本降低了15%。

本文圍繞某飛機制造公司2個型號民用飛機的空氣管理系統(tǒng)，梳理其設(shè)計的共通性和主要差異。

3 某飛機制造公司2個型號民用飛機空氣管理系統(tǒng)共通性共通性梳理

本文中分析的空氣管理系統(tǒng)主要包括氣源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)（含壓調(diào)系統(tǒng)）和機翼防冰系統(tǒng)。

3.1 某飛機制造公司2個型號民用飛機氣源系統(tǒng)共通性梳理

氣源系統(tǒng)向飛機的各個用戶系統(tǒng)供應(yīng)壓縮空氣。氣源系統(tǒng)從左右發(fā)動機的引氣系統(tǒng)、APU引氣系統(tǒng)和地面氣源獲得引氣，來自各個氣源的引氣匯集到氣源總管然后被分配給發(fā)動機起動系統(tǒng)、空調(diào)與增壓系統(tǒng)、發(fā)動機進氣道包皮防冰系統(tǒng)、機翼防冰系統(tǒng)、水箱增壓系統(tǒng)、總溫探頭通氣和液壓油箱增壓系統(tǒng)。

機型1和機型2氣源系統(tǒng)的共通性主要在：

a）均從發(fā)動機、APU和地面高壓氣源引氣，左右兩側(cè)獨立的發(fā)動機引氣系統(tǒng)，并可通過交輸引氣活門進行隔離或互連，APU引氣均可在地面或空中供氣；

b）均為翼吊機型，機型1和機型2的氣源系統(tǒng)部件、管路布置及走向一致。

機型1和機型2氣源系統(tǒng)的差異性主要在：

a）機型1從發(fā)動機引氣系統(tǒng)高壓壓氣機第9級和第5級獲得引氣，機型2從發(fā)動機壓氣機段第10級或第14級引氣；

b）過壓告警值不同，機型1為220psi，機型2為130±5psig；

c）告警信息和指示燈不同。

3.2 某飛機制造公司2個型號民用飛機空調(diào)系統(tǒng)共通性梳理

空調(diào)系統(tǒng)主要實現(xiàn)制冷、空氣分配、溫度控制、再循環(huán)、電子設(shè)備冷卻等功能。盡管機型1和機型2的空調(diào)系統(tǒng)子系統(tǒng)分類有所不同，但實現(xiàn)的功能基本類似。

機型1和機型2的空調(diào)系統(tǒng)的共通性主要在：

a）設(shè)計架構(gòu)相似，均包括制冷系統(tǒng)、空氣分配系統(tǒng)、再循環(huán)系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)，都實現(xiàn)了空氣冷卻、空氣分配、通風(fēng)、座艙溫度和壓力調(diào)節(jié)以及再循環(huán)功能。

b）控制板安裝位置以及控制板布局相似，指示和告警系統(tǒng)設(shè)計相似。

機型1和機型2 的空調(diào)系統(tǒng)主要有以下幾方面差異：

a）空調(diào)組件：機型1的空調(diào)組件初級和次級換熱器是串聯(lián)式，機型2的空調(diào)組件初級和次級換熱器是并聯(lián)式；

b）貨艙通風(fēng)加溫功能：機型1的貨艙不具備通風(fēng)功能。前后貨艙是采用排氣至貨艙與蒙皮之間的夾縫，來實現(xiàn)對貨艙的加熱。前貨艙排氣來自設(shè)備艙和客艙，后貨艙排氣來自客艙。均不進行溫度控制。機型2 的前后貨艙均有獨立的通風(fēng)加溫系統(tǒng)，其系統(tǒng)自動控制，但無需飛行員控制；

c）門區(qū)域加熱功能：機型1裝有門區(qū)域加熱系統(tǒng)，對登機門和應(yīng)急艙門進行加熱。機型2不具備門區(qū)域加熱功能。

3.3 某飛機制造公司2個型號民用飛機壓調(diào)系統(tǒng)共通性梳理

飛機壓調(diào)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)排出座艙的空氣流量，確保在所有正常工作狀態(tài)下，座艙壓力、座艙內(nèi)外壓差和座艙壓力變化率等均在人體生理和機體結(jié)構(gòu)的允許范圍內(nèi)，滿足旅客的安全性、舒適性要求及飛機結(jié)構(gòu)強度要求。本章節(jié)主要從主要部件入手對壓調(diào)系統(tǒng)進行共通性分析。

3.4 某飛機制造公司2個型號民用飛機機翼防冰系統(tǒng)共通性梳理

機翼防冰系統(tǒng)使用氣源系統(tǒng)所提供的熱空氣對機翼外側(cè)三塊前緣縫翼進行加熱防冰。

機型1和機型2的機翼防冰系統(tǒng)的設(shè)計特點主要是：

a）系統(tǒng)功能均為防止發(fā)動機外側(cè)三段縫翼前緣結(jié)冰；

b）系統(tǒng)的主要部件均為電磁活門，關(guān)斷活門，供氣管，套管，柔性接頭，噴射管；

c）系統(tǒng)在人機接口設(shè)計均為飛行員觀測到結(jié)冰條件后，通過控制面板開關(guān)啟動防冰。故障和狀態(tài)信息可直接通過控制器面板的燈顯示。

d）設(shè)計差異主要為機翼防冰系統(tǒng)的設(shè)計差異僅為駕駛艙控制板布局不同。

4 某飛機制造公司2個型號民用飛機空氣管理系統(tǒng)共通性研究小結(jié)

本文通過對某飛機制造公司2個型號民用飛機空氣管理系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的工作原理、主要功能、系統(tǒng)架構(gòu)、人機接口和主要部件等方面的梳理和分析，發(fā)現(xiàn)機型1和機型2的機翼防冰系統(tǒng)和壓調(diào)系統(tǒng)具有高度的共通性；機型1和機型2的氣源和空調(diào)系統(tǒng)由于涉及子系統(tǒng)的復(fù)雜性和需求多樣性，在基本功能保持共通性的同時，具體的設(shè)計存在一定的差異性?？偟膩碚f，機型1和機型2的空氣管理系統(tǒng)均為傳統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)，具有相當(dāng)程度的共通性，但機型1某些局部設(shè)計更為合理，符合主流設(shè)計趨勢。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]