高清可复制 HB 8521-2015(2017) 民用飞机软油箱设计和安装要求

　　ICS 49.060 V 38

　　HB 8521-2015

　　民用飞机软油箱设计和安装要求

　　Design and installation requirements for flexible tanks of civil aircraft

　　2015-07-14 发布 2016-01-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本标准依据 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》进行起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。

　　本标准起草单位：中航工业第一飞机设计研究院、中国航空综合技术研究所。

　　本标准主要起草人：蒋军昌、王慧丹、杨少伟、任恒英、徐鹏国、纪云南、刘 斌、李小刚。

　　民用飞机软油箱设计和安装要求

　　1 范围

　　本标准规定了民用飞机软油箱的设计和安装的要求。

　　本标准适用于非自封式民用飞机软油箱(以下简称油箱)的设计和安装。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GJB 126 飞机用煤油软油箱规范

　　GJB 2316 薄壁软油箱规范

　　GJB/Z 594 金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列

　　HB 4-56 圆截面橡胶圈密封结构

　　HB 6167.4 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第 4 部分：湿热试验

　　HB 6167.11 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第 11 部分：霉菌试验

　　HB 6167.12 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第 12 部分：盐雾试验

　　HB 7622 飞机用可拆卸的内部非自封液箱

　　CCAR 25 中国民用航空规章第 25 部 运输类飞机适航标准

　　3 设计要求

　　3.1 总则

　　油箱必须经过批准，或必须表明适合其特定用途。油箱应按专用规范规定的结构形式和预定的用途进行设计，并应与油箱舱结构相协调。油箱组件和飞机上固定油箱的结构应具有足够的强度， 以承受由下述原因而引起的应力：

　　a) 振动引起的翘曲;

　　b) 起飞、滑行和着陆出现的冲击载荷;

　　c) 各种飞行状态下出现的液压冲击;

　　d) 水平飞行燃油压头引起的压力载荷以及用于油箱增压气体(如采用)引起的压力载荷。

　　注：本条与 CCAR 25.963 的要求一致。

　　3.2 组成

　　油箱一般由内耐油层、防油扩散层和外保护层粘合而成的油箱壁及硫化在其上的附件组成。

　　3.3 材料

　　制造油箱所用的材料及工艺应适合既定的用途，并应符合相关标准。

　　油箱上的金属材料应是耐腐蚀的，或是经过防腐处理。与燃油接触的零件不应采用镁、铜、镉及其合金。

　　3.4 性能

　　3.4.1 胶料性能

　　油箱胶料性能应符合飞机专用规范的规定。

　　3.4.2 油箱壁物理机械性能

　　薄壁油箱的油箱壁为复合橡胶涂覆织物时，物理机械性能应符合 GJB 2316 的规定。煤油油箱的油箱壁为耐油层和橡胶涂覆织物复合时，物理机械性能应符合 GJB 126 的规定。

　　对于连续支撑的油箱，尼龙吊环与油箱壁的抗拉力应满足以下要求：

　　a) 开始分离时应不小于 980N;

　　b) 完全分离时应不小于 1960N。

　　对半自撑或全自撑式的油箱壁的抗拉性能应符合专用规范的规定。

　　3.5 结构

　　3.5.1 油箱形状

　　油箱形状应尽量与油箱舱相贴合，以便最大限度的利用储油空间，但应尽量避免凹槽型，如必须采用凹槽结构的地方，推荐的凹槽截面图见图 1，但可以随结构设计而有所变动。

　　图 1 推荐的凹槽截面

　　3.5.2 尺寸

　　油箱所有的外部尺寸(包括连接点)应不小于油箱舱相对应的尺寸。尺寸及尺寸公差应由订购方和承制方共同商定，所规定的尺寸公差应使产品油箱的容量在设计容量的±1.5%的范围内。油箱安装时， 接头、附件的对准应靠人工来完成，不应借用任何发力工具。安装后的油箱不应出现永久死折。

　　3.5.3 油箱的边缘圆角半径

　　油箱最小边缘半径为 15mm。

　　3.5.4 密封性

　　油箱在 1.33 倍最大工作压力下，不应有泄漏和压力下降现象。

　　3.5.5 重量

　　批生产油箱的重量误差应不超过最先制造的 10 个产品油箱平均重量的 5%。

　　3.5.6 油箱壁搭缝

　　油箱内壁和外壁的搭缝应错开，平面搭接缝的胶条宽度应不小于 20mm ，内壁圆角搭接缝宽度应不小于 30mm ，外壁圆角搭接缝宽度应不小于 60mm。

　　3.5.7 螺纹

　　油箱用螺纹应符合 GB/T 192、GB/T 193、GB/T 196、GB/T 197 的规定，禁止使用管螺纹。

　　3.6 低温泄漏

　　油箱经受 HB 7622 规定的低温泄漏试验，不应有泄漏和其他损坏的现象，油箱也不应有硬脆、龟裂、离层等异常现象。

　　3.7 外表面耐燃油

　　油箱下半部浸入符合规定的燃油容器内，在环境温度下浸泡 24h 后，油箱外表面应无膨胀、离层、起泡、溶解或其他异常现象。

　　3.8 环境适应性

　　3.8.1 温度

　　油箱应在燃油温度-55℃~60℃、环境温度-55℃~120℃(短时 150℃)的条件下正常工作。

　　3.8.2 霉菌

　　油箱壁样件在 HB 6167.11 规定的霉菌条件下，应无霉蚀(长霉等级为 0 级)、离层、气泡等异常现象。

　　3.8.3 盐雾

　　油箱壁样件在 HB 6167.12 规定的盐雾条件下，应无起泡、起皱、开裂等异常现象。

　　3.8.4 湿热

　　油箱壁样件在 HB 6167.4 规定的湿热条件下，应无泛白、起泡、脱落、分离、溶解等异常现象。性能指标允许的下降量为：

　　a) 拉伸强度：±45%;

　　b) 扯断伸长率：±30%。

　　3.8.5 耐晃动和晃振

　　油箱在 GJB 2316A-2012 中附录 D 规定的晃动或晃振条件下，不应有泄漏和附件损坏现象。

　　3.8.6 臭氧龟裂

　　油箱外表面应涂有耐臭氧涂层使油箱具有防臭氧龟裂性能。

　　3.9 耐久性

　　油箱经受规定耐久性试验，不应有渗漏和其他损坏痕迹。

　　3.10 油箱标牌

　　每个油箱应有标牌，当油箱安装在飞机内，在飞机油箱舱盖或维护口盖等打开后，应能清晰看见油箱标牌。标牌上应有下列内容：

　　a) 飞机型号及油箱名称;

　　b) 油箱件号;

　　c) 生产序号;

　　d) 重量;

　　e) 制造日期;

　　f) 成品检验;

　　g) 制造厂名。

　　3.11 寿命和贮存期限

　　油箱总寿命和贮存期限符合专用规范的规定。

　　4 安装

　　4.1 总则

　　每个燃油箱的支承应使油箱载荷(由油箱内燃油重量引起)不集中作用在无支承的油箱表面，此外，还应符合下列规定：

　　a) 油箱的支承应使其不必承受油液载荷;

　　b) 每个油箱舱内表面应光滑，而且没有对油箱造成磨损的突起物，除非在突起物处具有保护油箱的措施或油箱本身构造具有防护作用;

　　c) 贴近油箱表面的空间必须通大气，以防止由于轻微泄漏而造成油气聚集。如果油箱装在密封的油箱舱内，可以仅用排漏孔通大气，但排漏孔的尺寸应足以防止飞行高度变化而引起的过压。

　　注：本条与 CCAR 25.967 的规定一致。

　　4.2 油箱悬挂

　　4.2.1 设计原则

　　油箱的悬挂应按下列规定设计：

　　a) 用悬挂件将油箱固定在油箱舱壁上，在正常飞行载荷条件下，油箱应贴在舱壁上，不受力以免损坏油箱;

　　b) 在油箱内部压力低于外部压力或燃油消耗完后，悬挂附件应能防止油箱被压瘪或塌陷;

　　c) 悬挂件的设计应保证油箱不会和内部管路系统相碰撞，以免损坏油箱;

　　d) 不应产生油箱压瘪的情况。

　　4.2.2 悬挂分类

　　油箱悬挂分为硬式悬挂和软式悬挂：

　　a) 硬式悬挂用螺纹销钉、非金属套圈、角材、绑带等悬挂件实现油箱的悬挂， 它适用于间隔支撑的油箱;

　　b) 软式悬挂用尼龙吊环作为悬挂件，通过绷紧的尼龙绳将油箱吊环与舱壁系环、通孔、吊耳串联起来实现油箱的悬挂，它适用于连续支撑的油箱。

　　半自撑或全自撑式的油箱应根据油箱材料和箱壁的自撑性能，可选择硬式或软式悬挂，亦可通过框架将油箱支撑在油箱舱内。

　　4.2.3 油箱外部可达性

　　油箱悬挂形式的选择应考虑在飞机结构中油箱的可达性。当油箱外部不易接近时，宜选用软式悬挂，或可在油箱内部设置“按纽轴”，以便固定油箱。

　　如果要从油箱外侧安装单个螺栓固定件，则应采取措施防止在拧紧螺栓时油箱附件的转动。

　　4.2.4 油箱悬挂点

　　油箱悬挂点确定应遵循以下要求：

　　a) 油箱悬挂点应尽可能选在油箱上部边缘处，用框板来支撑油箱侧壁，形状复杂的大油箱应在垂直面、侧壁和前后壁上设置悬挂件;圆柱形油箱需沿最大宽度连线上布置悬挂件;

　　b) 当油箱上壁宽度大于 900mm 时，应设计辅助支撑，以避免箱壁过度下垂而妨碍油箱内部附件正常工作;

　　c) 对使用软式悬挂的油箱，悬挂点的间距一般为 150mm～380mm。系绳起点应靠近三个平面的交汇处，在系绳中部油箱与结构之间应设置防滑结头，以防止由于燃油晃动使油箱顺系绳滑动而使油箱产生折叠。在设计穿绳次序时，应避免尼龙绳穿过附件密封面;

　　d) 对半自撑或全自撑式的油箱应根据油箱壁的自撑能力决定悬挂点的间距尺寸;

　　e) 悬挂件应同时将油箱内部的导管和附件固定在结构上，防止内部导管和附件损伤油箱内壁。

　　4.2.5 悬挂件设计

　　油箱悬挂件的设计应按下列规定：

　　a) 螺纹销钉，其直径应在 6mm 以上，螺纹应符合 GB/T 192、GB/T 193、GB/T 196、GB/T 197的规定;

　　b) 油箱吊环，一般采用外径不小于 10mm 的高强度尼龙管，经胶带胶合并硫化在油箱壁上，吊环中心应与油箱舱内吊耳孔中心对准，以确保悬挂油箱后展平油箱壁。吊环损坏时， 不应引起油箱在该处的泄漏。

　　4.3 附件安装

　　4.3.1 总则

　　飞机导管和油箱之间通过附件相连接，附件与结构表面或设备表面相连接以固定油箱或设备。附件与油箱应有足够的粘合面保证其连接强度及油箱的密封性，并与油箱一起硫化。

　　附件一般采用两种基本构型：一种是模压橡胶件;另一种是金属法兰盘，法兰盘应有完整密封面或可更换密封圈。

　　螺纹通孔法兰盘只能用在螺纹渗漏不会导致油箱泄漏的连接中。

　　金属附件通过柔性法兰盘(模压橡胶件或是纤维织物包胶件)固定在油箱壁上。

　　4.3.2 橡胶管附件

　　4.3.2.1 结构

　　橡胶管附件由橡胶和纤维编织物构成，其法兰盘在一个或两个平面内带有管状段，这些管状段向内或向外突出油箱外表面。橡胶管结构见图 2。

　　4.3.2.2 橡胶管附件的连接

　　橡胶管附件通过软管卡箍来连接并密封，并应控制拧紧力矩。推荐的橡胶管拧紧力矩值见表 1。适用于 A 级邵氏硬度约为 50～65 的橡胶管和宽度为 12.7mm 的螺栓拉紧软管卡箍的装配。

　　4.3.2.3 橡胶管附件加强

　　防止橡胶管截面变形以及因振动可能造成的胶管裂纹，可在橡胶管附件中安装金属导管。

　　R 15

　　R 5

　　图 2 橡胶管附件结构

　　表 1 推荐的橡胶管卡箍拧紧力矩值

　　4.3.2.4 橡胶管附件保护

　　在橡胶套管的外层包覆纤维编织物，以防止软管卡箍割坏橡胶管。当橡胶管由油箱壁向外穿过油箱舱时，橡胶管应在与结构孔有间隙的情况下进行固定，结构孔应去除锐边或倒圆角等以保护橡胶管附件。

　　当橡胶管与金属导管连接时，应使固定在结构上的金属导管尽可能伸长靠近油箱壁，以防止无支撑的导管重量传递到油箱壁上损坏油箱。

　　4.3.3 法兰盘附件

　　4.3.3.1 总则

　　法兰盘附件是将法兰盘全部或部分包入橡胶内并硫化在油箱上的附件，主要用于管路安装，成品设备固定或油箱安装;法兰盘附件上应带有通孔或嵌入盲孔螺纹衬套。

　　4.3.3.2 法兰盘设计

　　法兰盘应与结构及燃油系统管路安装等相协调，并防止在正常使用期限内因疲劳或可预期的原因出现裂纹。法兰盘材料应和油箱制造厂的制造过程和预定的使用情况相适应，一般采用铝合金。

　　当铝合金法兰盘内嵌有钢制衬套时，防腐蚀处理按照 GJB/Z 594 的规定。

　　法兰盘边缘应采用大半径圆角过渡，以减少油箱和法兰盘结合处产生的应力集中。法兰盘的尺寸应考虑以下因素：

　　a) 安装件尺寸;

　　b) 足够的硫化粘贴面积;

　　c) O 形密封圈所要求的密封面积及密封槽尺寸。

　　4.3.3.3 法兰盘附件密封

　　为保证附件与油箱壁的粘合强度及密封性，粘合面沿周边尺寸应不小于 40mm，见图 3、图 4。对于全包胶法兰盘附件的密封，法兰盘密封面包胶厚度应不小于 1mm ;对于半包胶法兰盘附件的密封，应采用 O 形密封圈。

　　O 形密封圈槽应满足 HB 4-56 或其他已批准标准的规定，为了保持 O 形圈在复杂的装配中不脱落，应首选下宽的扣紧型 O 形密封圈槽。

　　图 3 全包胶法兰盘附件

　　图 4 半包胶法兰盘附件

　　4.3.3.4 法兰盘螺纹衬套

　　螺纹选择应满足标准的规定。装配的螺栓直径一般不小于 6mm。

　　螺纹孔应满足相应螺纹标准要求，自锁的钢制螺纹衬套允许在外场修理或更换，螺纹孔的布置应合

　　理，使连接可靠并且法兰盘尺寸较小，重量较轻。

　　4.3.4 附件布置

　　4.3.4.1 布置原则

　　附件应布置在油箱的平面区内，避免在油箱的凹槽部位设置附件，应尽量远离油箱边缘或三平面的交接处以避免应力集中和复杂的制造问题。推荐的附件与油箱边缘相对位置尺寸见图 5。

　　图 5 附件与油箱边缘尺寸

　　为减少油箱的不可用油量，可在附件下方设一个小的凹槽，见图 6。应尽量将附件设置在油箱承受应力水平低的区域。

　　若附件必须位于油箱应力水平较高的区域时，则应对附件的强度及油箱该处的包胶强度进行校核。对于耐坠撞油箱附件螺栓中心距油箱边缘距离要求见图 6。

　　图 6 耐坠撞油箱附件螺栓中心线距油箱边缘的最小距离

　　4.3.4.2 附件相对位置

　　油箱上相邻的金属附件或金属附件与油箱外廓线之间留有适当的间隙，相邻金属附件之间的距离应不小于 32mm，金属附件上螺栓中心线与油箱外廓线之间的距离应不小于 38mm，见图 6。

　　当两个附件需要紧靠在一起而不能满足间距要求时，应考虑在一个法兰盘上布置两个附件，以减小相邻附件中心线之间的公差，提高油箱的可靠性，减小油箱的外廓尺寸。

　　法兰盘的定位应预先考虑其在飞机上的实际布置，确保安装方便，易于维护。

　　4.3.5 油箱工艺口

　　油箱制造过程需要设有工艺口，需要进人的工艺口，最小净开孔尺寸为 254mm ×406mm ，在小油箱中如不能采用上述开口尺寸，可以采用内径为 203mm 的工艺口。根据可达性确定工艺口的数量。

　　油箱的工艺口盖可与结构安装口盖相重叠，或者设在油箱之间的隔板上，也可作为油箱内导管的通过孔。

　　工艺口应尽量设置在承受应力最低的表面上。

　　4.3.6 附件安装

　　为了减少维护工作，附件应能在不损坏相邻油箱密封的前提下可以对相邻油箱组的任意一个单独油箱进行拆装。

　　结构密封面至少 25mm 宽的范围内不能有任何高出密封面的凸出物，如铆钉、油箱舱密封材料和加强件等。

　　所有的油箱附件应电搭接到结构上。

　　4.4 油箱舱

　　4.4.1 油箱舱排放口

　　油箱舱应不漏油，但应设有直径不小于 10mm 的排漏管。

　　油箱舱应设有通气口以防止燃油蒸汽的积聚，避免造成火灾危害。

　　4.4.2 油箱壁与油箱舱贴合面

　　与油箱壁相贴合的油箱舱内蒙皮应光滑、均匀、无锐边、无突出和卷曲， 其材料可采用金属材料或不吸油的非金属材料(衬板)制成，材料应符合有关规定。

　　油箱舱内应用布带、胶合剂和泡沫材料等贴合内蒙皮阶差、铆钉墩头和螺栓头等尖角区。布带、胶合剂和泡沫材料应符合油箱使用环境要求。泡沫材料应有开孔。

　　4.4.3 附件与油箱舱的贴合面

　　附件与油箱舱的贴合面应满足下列要求：

　　a) 在附件与油箱舱贴合面处的结构应合理安排构件和铆钉位置，密封面以外至少 25mm 宽的范围内，应无高出密封面的任何凸出物，见图 7。

　　b) 为避免附件承受载荷，油箱附件应设计成能与油箱舱结构相连接的。

　　c) 挡油隔板附件应能将油箱由于燃油晃动而引起的载荷传到飞机结构上，而不应由油箱壁承受。当油箱长度大于 2m 时，应设置挡油隔板。

　　4.4.4 油箱舱结构

　　油箱舱结构的布置和设计应根据油箱类型、安装形式和承受的燃油载荷确定。

　　图 7 附件与油箱舱结构的贴合面

　　4.4.5 油箱舱安装口

　　油箱舱上的油箱安装口尺寸决定于油箱类型及安装方式、油箱附件位置、形状和尺寸、油箱材料的柔软性等。油箱舱上的油箱安装应满足以下要求：

　　a) 油箱舱上的油箱安装口最小尺寸 260mm ×410mm (必须进入油箱安装时)，半自撑或全自撑式的油箱安装口最小尺寸视油箱压扁程度和附件尺寸大小决定;

　　b) 油箱可折叠成近视圆筒形状，并用绑带捆住，其安装口尺寸应比油箱最大附件大 50mm~ 76mm，对于较大的油箱，要根据附件位置决定油箱的折叠方式;

　　c) 连续支撑油箱的安装口尺寸和数量还应考虑在油箱外壁穿尼龙绳和打结的需要，见图 8。

　　图 8 安装油箱的穿绳示意图

　　4.4.6 无内蒙皮油箱舱

　　油箱舱可在除底部外的其他表面取消内蒙皮，以减轻重量，但应提高油箱壁的承载能力，顶部平面应设有间隔支承点。

　　4.5 油箱安装

　　4.5.1 油箱舱的检查

　　油箱安装前，应对油箱舱进行以下检查：

　　a) 检查油箱附件的配合表面，不应有裂纹、划伤、变形以及可能影响配合或密封的损坏;

　　b) 检查油箱附件与油箱连接处的表面，不应有脏物、油漆等影响密封的外来物;

　　c) 油箱舱内蒙皮(衬板)不应有可能引起油箱损伤的突尖、毛刺、锐边等。衬板应无裂纹、破损和开裂，所有铆钉和衬板材料对缝处应有均匀的涂胶层或胶布粘贴;

　　d) 油箱固定点应牢固无松动现象;

　　e) 清除油箱舱内的脏物、油脂和尘垢。

　　4.5.2 安装前准备

　　油箱安装前应进行以下准备：

　　a) 油箱应放在铺有牛皮纸或帆布的地板上或大工作台上，保持油箱外表面的清洁。

　　b) 清除油箱上的任何附着物、绑带、标签等， 应仔细检查油箱外表面，特别是附件配合面，不应有妨碍密封性的损坏。

　　c) 油箱安装前压瘪或折叠油箱时的环境温度要求如下：

　　1) 连续支撑或间隔支撑的油箱：10℃以上;

　　2) 半自撑或全支撑的油箱：20℃以上。

　　d) 仔细检查油箱内外表面，应符合专用规范的规定。

　　4.5.3 安装

　　油箱安装程序见图 9，安装应按以下要求：

　　a) 油箱折叠前，应在油箱外表面和油箱舱内表面撒上滑石粉。

　　B-B

　　图 9 油箱安装程序

　　b) 折叠油箱，不应将其挤在附件之间，油箱装在油箱舱内应小心，以免被油箱舱口或飞机其他突出物损伤。

　　c) 油箱固定在飞机结构上，应符合专用规范的规定。

　　d) 使用 O 型密封圈的附件应正确放置 O 型密封圈于槽内，以免将密封圈挤坏。使用压环将附件连在一起，并将 O 型密封圈固定在槽内的密封形式，其安装应符合有关规定。

　　e) 用螺栓固定附件时，螺栓长度要适中，应先用手拧入螺栓，然后定力拧紧。

　　f) 油箱安装口在关闭前，应清洁油箱内壁，不应有多余物。

　　g) 按规定的要求关闭油箱舱口盖。

　　4.5.4 安装后检查

　　油箱安装后，应按照相关规范要求，给油箱充入一定量的燃油，保持 10h 以上，观察油箱，不应有任何泄漏现象。