高清可复制 HB 8611-2021 飞机结构试验气压载荷加载通用要求

　　ICS 49.020 V 35

　　HB 8611-2021

　　飞机结构试验气压载荷加载通用要求

　　General requirements of pressurizing for airplane structure test

　　2021-04-19 发布 2021-07-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1-2009《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。

　　本标准起草单位：中国飞机强度研究所、中国航空综合技术研究所。

　　本标准主要起草人：崔 明、何志凯、米 征、余寅强、谭巧银。

　　飞机结构试验气压载荷加载通用要求

　　1 范围

　　本标准规定了飞机结构试验气压载荷加载的适用范围、加载原则、加载设备要求、充压寇设计、测压口设置、设备安装、误差控制等通用要求。

　　本标准适用于飞机结构试验。

　　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。

　　GB 50029 压缩空气站设计规范

　　GJB 67.9A-2008 军用飞机结构强度规范 第 9 部分：地面试验

　　GJB 2894 安全标志及其使用导则

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　气压载荷 gas pressure

　　飞机飞行过程中燃油箱、增压舱等气密结构内外压差。

　　4 一般要求

　　4.1 适用范围

　　飞机结构试验气压载荷加载是为模拟飞机飞行过程中气密结构内外压差的受力状态，验证飞机气密结构强度是否满足设计要求，载荷传递路径是否正确，保证飞机飞行安全。适用于飞机燃油箱、增压舱等气密结构的强度考核。

　　4.2 加载原则

　　飞机结构试验气压载荷加载应遵循以下原则：

　　a) 合理制定加载方案，设计加载流程，保证加载可靠性;

　　b) 合理选择加载设备，保证加载准确性;

　　c) 采取必要的安全保护措施，保证加载安全性。

　　4.3 环境要求

　　飞机结构试验气压载荷加载应满足以下环境要求：

　　a) 标准大气压下，试验室应保持在温度 5℃~40℃之间，湿度不超过 80%;

　　b) 加载控制系统设备间应保持在温度 18℃~26℃之间，湿度不超过 70%;

　　c) 伺服充气系统使用周围不允许有明显的磁场干扰，电压稳定，电压波动值小于额定电压的 10%。

　　4.4 加载设备

　　4.4.1 概述

　　飞机结构试验气压载荷加载设备包括高压气泵系统、加载控制系统、伺服充气系统、仪器与仪表、气压管路等。

　　试验中使用的加载控制系统、仪器/仪表等设备在使用前应进行计量校准/检定，有计量校准/检定证书，并在有效期内使用，满足 GJB 67.9A-2008 中 3.1.9、3.1. 10 的要求。

　　4.4.2 高压气泵系统

　　高压气泵系统用于提供高压气源，应满足 GB 50029 要求，且具有根据压力需要自动启动、自动停车、单独运行及并列运行的能力。

　　高压气源气流应经过滤、干燥后输出至伺服充气系统， 避免发生卡阀、密封损伤， 缩短设备使用寿命。

　　4.4.3 加载控制系统

　　加载控制系统应具有程序加载或卸载、误差报警、载荷超限保护、人工应急卸载保护、加载过程显示及载荷端点数据存储、应急卸载前后至少各 10s 的载荷数据存储等功能。系统误差不大于 1%。

　　4.4.4 伺服充气系统

　　伺服充气系统根据加载控制系统输出信号自动完成充压或卸压，同时能够监视到气源压力、先导压力，并且响应速度快，跟随性好，具有应急保护功能。

　　伺服充气系统在完成调试后方可连接到气密结构试验件上。

　　4.4.5 仪器/仪表

　　飞机结构试验气压载荷加载所使用的仪器/仪表包括气压传感器、精密压力表、电接点压力表。

　　气压传感器用于测量气密舱结构内部压力，精度等级优于 0.5 级。选用的气压传感器的满量程一般不大于最大载荷的 1.25 倍。

　　精密压力表用于现场监测气密结构内部压力，同时与气压传感器反馈值进行对比，保证加载准确。电接点压力表用于超载保护，当气密结构压力超过所设置的保护值，伺服充气系统自动卸压。

　　4.4.6 气压管路

　　气压管路包括充压管路、测压管路。

　　充压管路用于高压气源与伺服充气系统、伺服充气系统与气密结构之间高压气体的输送， 要求承载压力不小于高压气泵系统输出压力的 2 倍。

　　测压管路用于气密结构与仪器/仪表之间高压气体的输送，要求承载压力不小于高压气泵系统输出压力的 2 倍。

　　5 详细要求

　　5.1 概述

　　飞机结构试验气压载荷加载是由高压气泵系统提供高压气源，通过气压管路输送至伺服充气系统，在加载控制系统闭环控制下，对飞机气密结构进行可控加载，参见附录 A。

　　5.2 充压口设置

　　气压载荷加载充压口设置遵循以下原则：

　　a) 充压口应设置在气密结构承力件(如框与框或长桁与长桁)之间，周边进行局部加强，防止加载过程中充压口周边局部破坏。

　　b) 充压口数量及口径大小根据气密结构容积及加载速率而定，燃油箱结构一般设置 1～2 个，口径为 25mm ≤ d ≤50mm。增压舱结构一般设置不少于两个，口径 100mm ≤ d ≤150mm。配套安装充压接头。

　　5.3 测压口设置

　　气压载荷加载测压口设置需满足以下要求：

　　a) 测压口数量一般不少于2个，可在气密结构蒙皮或壁板上制孔，也可选用设备孔代替， 口径15mm ≤ d ≤20mm，配套安装测压接头;

　　b) 测压口要远离且不可正对充压口;

　　c) 测压口连接仪器/仪表，气压传感器和电接点压力表不可串接。

　　5.4 气密结构填充

　　为了保证试验安全和加载速率，可对气密结构进行填充。

　　燃油箱结构可充水，水面应低于充压口和连接气压传感器的测压口，在此基础上再排放一定量的水，防止卸压过程中由于结构内外压差使水进入伺服充气系统，导致伺服充气系统失灵或损坏。

　　增压舱结构可填充块状泡沫塑料或气囊等物质，填充时应注意以下几点：

　　a) 填充前需清理结构内部多余物;

　　b) 填充前在结构内部充压口和测压口的位置安装过滤装置;

　　c) 填充物应摆放整齐、捆扎牢固;

　　d) 填充时记录填充量。

　　5.5 设备安装

　　加载设备安装应严格按照设计图纸进行安装，安装要求如下：

　　a) 气压管路完好无损;

　　b) 管路连接应可靠，无松动、打结、扭曲、弯折，无漏气现象;

　　c) 管路连接接头应有自密封功能，如无此功能则安装密封圈或密封垫，并保证安装平整、无错位或扭曲;

　　d) 管路连接后应固定，防止加载过程中摆动;

　　e) 将仪器/仪表固定在相对安全、方便观察的位置;

　　f) 清理安装现场多余物，对接头或管路进行标识;

　　g) 安装完毕后进行检查确认，确保安装正确、连接可靠。

　　5.6 系统调试

　　设备安装完成后，进行系统调试。主要是检查气路连接是否可靠， 控制、采集系统线路连接是否正常，加载设备运行是否正常，控制参数是否设置合理，保护措施是否稳妥可靠，并排除检查出的一切可能影响正常加载的问题。系统调试载荷一般不超过试验最大载荷的 40%。

　　5.7 试验加载

　　系统调试完成后，按试验加载程序进行加载。

　　5.8 误差控制

　　气压载荷加载误差控制一般设置如下：

　　a) 单独气压载荷加载试验，误差不大于试验最大载荷的 1%;

　　b) 多点协调加载试验中，误差不大于试验最大载荷的 2%。

　　5.9 安全保护措施

　　气压载荷加载须采取有效的安全保护措施，包括(不限于)：

　　a) 在充压口和测压口安装过滤装置，防止被杂物堵塞;

　　b) 安装精密压力表，用于现场监测气密结构内部压力，随时与压力传感器反馈值进行对比;

　　c) 安装电接点压力表，设置安全保护值，一般为试验最大载荷的 110%～120%;

　　d) 安装应急按钮，在紧急情况下，进行应急卸载，终止试验;

　　e) 合理设置加载控制系统保护限;

　　f) 根据试验情况，在试验现场设置保护屏、安全拦网、安全标志;

　　g) 现场设立安全区域，高载时试验人员全部撤离到安全区域;

　　h) 试验完成后，对充压管路进行物理断开，确认气密结构内部压力为零时，方可打开舱门进入。注：d)、e)、f)与 GJB 67.9A-2008 中 3.1.12 一致。

　　f)符合 GJB 2894 中 9. 1。

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　气压载荷加载系统

　　气压载荷加载系统见图 A. 1。

　　图 A.1 气压载荷加载系统