民用飛機燃油系統(tǒng)管路安裝支架設(shè)計

1、民用飛機燃油系統(tǒng)管路安裝支架設(shè)計秦偉【摘要】飛機燃油系統(tǒng)管路安裝對于實現(xiàn)燃油系統(tǒng)功能而言十分重要，本文總結(jié)了民用飛機燃油系統(tǒng)管路安裝方式、管路支架的設(shè)計、緊固件連接設(shè)計、密封要求等，為民用飛機燃油系統(tǒng)管路安裝設(shè)計提供參考?！娟P(guān)鍵詞】燃油系統(tǒng);管路;支架中圖分類號：V233文獻標識碼：A文章編號：2095-2457202123-0025-002DOI：10.19694/j ki.issn2095-2457.2021.23.010【Abstract】Aircraftfuelsystemconveyanceinstallationisvitalimportantfortherealizationof

2、fuelsystemfunction.Thispapersummarizesthepipelineinstallationmethodofcivilaircraftfuelsystem，thedesignofpipelinebracket，fastenerconnectiondesign，sealingrequirements，etc.Thispapercanalsoprovideareferenceforfuelsystemconveyanceinstallationdesign.【Keywords】FuelSystem;Conveyance;Bracket0前言飛機燃油系統(tǒng)的主要作用是存儲

3、燃油并持續(xù)不斷地為發(fā)動機和APU提供滿足壓力和流量需求的燃油。由于受安裝空間、系統(tǒng)性能要求、ETOPS、轉(zhuǎn)子爆破、輪胎爆破等影響，燃油系統(tǒng)部件大多都分散安裝在燃油箱各個部位，間距較大。為實現(xiàn)燃油系統(tǒng)功能，需將燃油系統(tǒng)各部件通過管路進行連接【1】。為確保在飛機使用壽命內(nèi)以及各種飛行情況下，燃油系統(tǒng)管路都能可靠安裝于機體結(jié)構(gòu)上，需要設(shè)計出滿足管路的安裝布置界面載荷要求、使用環(huán)境條件等的燃油管路安裝結(jié)構(gòu)。本文從燃油系統(tǒng)管路安裝形式、材料選用、緊固件安裝、密封要求等方面進行了研究。1設(shè)計要求管路支架設(shè)計要求主要包括以下幾方面：1滿足強度、剛度、重量等指標要求。2滿足安裝結(jié)構(gòu)布置、密封等要求。3需要充分

4、考慮零件組件制造裝配工藝性要求。4需充分考慮管路拆裝維護要求。5管路支架應保證在管內(nèi)壓力作用下或飛機機動飛行時不會偏離其安裝位置。2燃油管路常見的安裝方式采用P型卡箍固定管路，如圖1為典型的P型卡箍固定管路的安裝形式，卡箍通過螺栓、螺母、墊片等緊固件與系統(tǒng)支架連接。P型卡箍常用于尺寸較小的燃油管路的安裝。采用馬鞍型卡箍固定管路，圖2為典型的馬鞍型卡箍固定管路的安裝形式，需要兩組緊固件實現(xiàn)馬鞍型卡箍與系統(tǒng)支架的連接，受力情況比P型卡箍好，馬鞍型卡箍常用于直徑較大的管路的安裝。采用組合卡箍支撐管路，穿過飛機上無密封要求的肋腹板、梁腹板的管路可采用組合卡箍支撐，組合卡箍和飛機通過緊固件直接連接，實現(xiàn)

5、了卡箍和支架的一體化，以減少用于安裝管路的卡箍和支架，減輕安裝結(jié)構(gòu)重量，降低安裝難度，組合卡箍外形見圖3。通過過框接頭固定，以過框接頭作為固定管路的一個支撐點，此支撐點處無需為管路設(shè)計額外的安裝結(jié)構(gòu)。除了實現(xiàn)管路支撐功能外，過框接頭還能為管路提供管路和飛機結(jié)構(gòu)的電搭接通路和實現(xiàn)安裝位置飛機結(jié)構(gòu)兩側(cè)的密封隔離，過框接頭結(jié)構(gòu)形式如下圖4所示;3管路安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1管路支架設(shè)計上節(jié)提到管路的四種安裝方式中，過框接頭和組合卡箍安裝管路實現(xiàn)了支架和卡箍的一體化設(shè)計，省去了管路安裝支架的設(shè)計。針對P型卡箍和馬鞍型卡箍，需要設(shè)計支架，實現(xiàn)管路與飛機結(jié)構(gòu)的連接。根據(jù)組成支架的零件數(shù)量的不同，可以將系統(tǒng)支架分

6、為獨立式系統(tǒng)支架和組合式系統(tǒng)支架，獨立式系統(tǒng)支架由單個零件組成，組合式系統(tǒng)支架由2個或2個以上零件組裝而成。民用飛機上大局部的管路通過用獨立式支架進行安裝，按制造方式的不同，獨立式支架可以分為機加支架和鈑金支架，機加支架是通過切削加工將板材、棒材等金屬半成品毛坯制成各種零件的加工方法。相比鈑金零件，機加零件形式多樣，受載更大，常用的材料為7050-T7451、7075-T7351等。鈑金支架是通過對金屬薄板進行剪、沖、折等加工形成的零件，其制造本錢低、生產(chǎn)效率高，操作簡便，品種繁多，因此，在滿足系統(tǒng)安裝和強度要求的前提下，應優(yōu)先采用鈑金支架。制造鈑金支架常用的材料有2024-0-T42、Ti-

7、6Al-4V等。3.2緊固件連接設(shè)計緊固件連接設(shè)計主要考慮管路支架自身的緊固件連接、與周邊主結(jié)構(gòu)的連接、與系統(tǒng)連接等，管路卡箍通常通過螺栓螺母與系統(tǒng)支架連接，而管路支架自身的緊固件連接、與周邊主結(jié)構(gòu)的連接緊固件形式多樣，其緊固件選用應考慮如下原那么：1根據(jù)載荷大小和周邊結(jié)構(gòu)需要，選擇緊固件的數(shù)量、材料、直徑。同時結(jié)合重量要求，在滿足強度要求下優(yōu)先使用重量輕的緊固件。2緊固件選擇應考慮經(jīng)濟性，優(yōu)先選擇鉚釘，在不方便安裝的條件下選擇高鎖螺栓螺母、盲緊固件、螺栓螺母、螺釘螺母等。3要求緊固件可拆時，設(shè)計中建議選用螺栓或螺釘。除此之外，應選用永久性連接緊固件，如鉚釘、高鎖螺栓和環(huán)槽釘。為了便于系統(tǒng)的安

8、裝，局部支架上需要安裝托板螺母。4在容易發(fā)生疲勞破壞的位置，盡量使緊固件都用在緊配合或干預配合的孔中。穿過油箱區(qū)、氣密區(qū)的緊固件，也應優(yōu)先選用干預配合的緊固件，以確保邊界的密封效果。5對于用于安裝管路和線束支架的連接，緊固件數(shù)量不應少于兩顆，一般采用單排緊固件連接。對于用于安裝拉桿接頭等受載較大的場合，一般采用雙排緊固件連接。3.3密封設(shè)計對于緊固件穿透油箱的支架，支架安裝時，系統(tǒng)支架與飛機結(jié)構(gòu)的貼合面需要進行貼合面密封，貼合面邊緣需要進行填角密封，安裝支架的緊固件需要濕安裝且緊固件端頭需要封包密封，實現(xiàn)油箱內(nèi)外的物理隔離，以消除燃油或燃油蒸汽液體的泄漏。4結(jié)束語燃油系統(tǒng)管路安裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計對保證飛機燃油系統(tǒng)功能，確保飛機平安飛行起到至關(guān)重要的作用。燃油系統(tǒng)管路安裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計應滿足燃油系統(tǒng)管路的安裝要求，能承受飛機飛行過程中的載荷和管路傳遞的載荷。合理選擇管路與