劉佩佩

（中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，天津 300300）

目前型號(hào)上最新開展特定風(fēng)險(xiǎn)分析工作的依據(jù)是CCAR 29.1309 條款及相關(guān)的適航條款，同時(shí)以AC29.1309、SAE ARP4761 和SAE ARP4754A 為指導(dǎo)。特定風(fēng)險(xiǎn)分析是共因分析的一部分。共因分析關(guān)注可能導(dǎo)致災(zāi)難性、引起危險(xiǎn)失效狀態(tài)的共因事件。引起災(zāi)難性失效狀態(tài)的共因事件，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)被排除。引起危險(xiǎn)失效狀態(tài)的共因事件，其概率應(yīng)控制在給定的范圍內(nèi)。ARP4761 標(biāo)準(zhǔn)中定義了特定風(fēng)險(xiǎn)，包括火災(zāi)、高能裝置、泄漏的流體、冰雹、冰、雪、鳥撞、輪胎爆裂、機(jī)輪輪緣釋放、閃電、高強(qiáng)度輻射場、氣流抽到輪軸。

直升機(jī)液壓管路、起落架管路、燃油管路、水/廢水管路和管接頭破裂導(dǎo)致液壓油、燃油、水/廢水泄漏，從而可能污染電氣插頭、模塊和電纜等；若附近存在易燃液體、熱源或火源，則可能發(fā)生火災(zāi)。CCAR29.863 條款要求：凡可燃液體或蒸汽可能因液體系統(tǒng)滲漏而逸出的區(qū)域，必須有措施盡量減少液體和蒸汽點(diǎn)燃概率以及萬一點(diǎn)燃后的危險(xiǎn)后果。因此需對(duì)液體泄漏這一特定風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，確定液體泄漏可能給設(shè)備、系統(tǒng)和飛機(jī)造成的影響極其影響嚴(yán)重程度，從而確保液體泄漏所造成的安全性影響被消除或者被證實(shí)可接受，并向局方證明直升機(jī)的設(shè)計(jì)符合CCAR29.863 的要求，同時(shí)，必須滿足CCAR29.1309 以及相關(guān)咨詢通告AC29.1309的要求，即要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、布置及安裝中必須考慮可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)對(duì)系統(tǒng)及飛機(jī)的影響。

1 可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析過程

1.1 燃燒三要素

導(dǎo)致火情發(fā)生必需的三個(gè)基本因素是氧化劑、燃料和著火源，提供充足的能量（熱能或電能）并具備以上兩個(gè)要素可引起點(diǎn)火。燃燒三要素圖如圖1。

圖1 燃燒三要素

在正常操作條件下和可能知道的最極端的反常事件（或故障條件）下，通過阻止燃燒三要素同一時(shí)間出現(xiàn)在同一地點(diǎn)來避免火災(zāi)?！白顦O端反常事件”是指氧化劑和燃料均以其最容易起火的濃度存在。

1.2 可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析流程（圖2）

可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析的流程如下：

（1）確定可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析的安全性要求?？扇家后w著火風(fēng)險(xiǎn)分析安全性方面的適航條款，見第1 節(jié)。

（2）確定有可燃液體系統(tǒng)可能泄漏的區(qū)域。存在可燃液體的系統(tǒng)為燃油系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、主減滑油和發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)，通過查詢電子樣機(jī)、總體布局，確定這些系統(tǒng)存有可燃液體的設(shè)備的安裝位置。

（3）確定點(diǎn)火源候選項(xiàng)。對(duì)可燃液體附近候選項(xiàng)即電弧、熾熱、熱點(diǎn)、摩擦火花進(jìn)行分析，分析表見表1。

（4）確定風(fēng)險(xiǎn)作用區(qū)域內(nèi)受影響的系統(tǒng)或部件：①確定風(fēng)險(xiǎn)的影響范圍：通過查詢整機(jī)數(shù)模，確定位于液壓管路、起落架管路、燃油管路等泄露源附近特別是下方且有點(diǎn)火源的區(qū)域；②確定受影響的系統(tǒng)/設(shè)備，列出在風(fēng)險(xiǎn)影響范圍內(nèi)的設(shè)備清單，見表2 第二列。

圖2 有可燃液體的區(qū)域的邏輯分析流程圖

（5）評(píng)估可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)對(duì)受影響系統(tǒng)/設(shè)備的安全性影響。借助在ZSA（區(qū)域安全性分析）中使用的設(shè)計(jì)和安裝指南進(jìn)行交叉檢查，如數(shù)模檢查液壓管路、起落架管路、燃油管路的安裝是否分別滿足液體管路安裝的要求，若不滿足要求，則應(yīng)在表2 中著重分析，考慮最嚴(yán)酷的情況，即影響區(qū)域內(nèi)的設(shè)備全部損壞，通過檢查相關(guān)設(shè)備的FMEA/FMES和FTA，結(jié)合系統(tǒng)SFHA、PSSA，確定設(shè)備故障是否會(huì)引起CAT、HAZ 或MAJ 的失效，是否會(huì)破壞獨(dú)立性，如表2。若滿足要求，適當(dāng)考慮已經(jīng)給出的設(shè)計(jì)防護(hù)措施給出合適的失效影響等級(jí)。

（6）確定防護(hù)措施。應(yīng)對(duì)如何規(guī)避特定風(fēng)險(xiǎn)、降低風(fēng)險(xiǎn)影響后果、提高抵御風(fēng)險(xiǎn)能力等多方面進(jìn)行綜合考慮，對(duì)引起MAJ（嚴(yán)重的）及以上影響的設(shè)備應(yīng)采取必要的防護(hù)措施，對(duì)于可能破壞獨(dú)立性且引起CAT（災(zāi)難性的）、HAZ（危險(xiǎn)的）影響的設(shè)備應(yīng)進(jìn)行隔離或分離。

（7）確定該影響是否可以接受。從飛機(jī)級(jí)的層次分析風(fēng)險(xiǎn)對(duì)飛機(jī)的影響以證明在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與布置設(shè)計(jì)中所采取的各種防護(hù)措施有效性：如果風(fēng)險(xiǎn)影響可以接受，整理好理由以備審查；如果風(fēng)險(xiǎn)不可以接受，則對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。

表1 存有可燃液體系統(tǒng)部件附近點(diǎn)火源分析

表2 可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析表

2 可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析輸出

在不同階段開展可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析，需形成相應(yīng)的輸出物。

（1）形成可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)需求的確認(rèn)和傳遞文件。以功能危險(xiǎn)分析（FHA）、歷史經(jīng)驗(yàn)為輸入，借助于需求管理工具將所有可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)需求和其它活動(dòng)傳遞給系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，參考故障模式影響及危害性分析（FMECA）和初步系統(tǒng)安全性評(píng)估（PSSA）涉及的分析結(jié)果，并且對(duì)需求進(jìn)行確認(rèn)和驗(yàn)證，可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析中得到的設(shè)計(jì)要求應(yīng)作為區(qū)域安全性設(shè)計(jì)與安裝準(zhǔn)則的輸入，并將結(jié)果涵蓋在系統(tǒng)安全性評(píng)估（SSA）報(bào)告中。

（2）形成分析/驗(yàn)證符合性報(bào)告。對(duì)于可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)，需通過具體的試驗(yàn)或分析方法，確認(rèn)/驗(yàn)證可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)源的影響已經(jīng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝中進(jìn)行相應(yīng)隔離或防護(hù)，并形成分析/驗(yàn)證符合性報(bào)告，提交適航認(rèn)可和批準(zhǔn)。具體符合性驗(yàn)證方法參考AC29.863 條可燃液體的防火。

3 結(jié)語

本文根據(jù)直升機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，分析了可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)的必要性，梳理了涉及到的適航條款要求，給出了可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)分析程序和分析方法，通過分析直升機(jī)遭受可燃液體著火可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)，以便后續(xù)通過設(shè)計(jì)消除這些危險(xiǎn)，或者采取保護(hù)措施將風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受水平，以判定直升機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝是否符合可燃液體著火風(fēng)險(xiǎn)的要求。