ICS 49.090 V 35
HB 8744-2023
民用飞机自循环式马桶系统通用要求
General requirements for self circulating toilet system of civil aircraft
2023-12-29 发布 2024-07-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国航空工业集团有限公司提出。
本文件由中国航空综合技术研究所归口。
本文件起草单位：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所、中国航空综合技术研究所。
本文件主要起草人：谷煜、陈志东、陈勇、孙巍、黄奕佳、党亚、王巍、崔东岳。
民用飞机自循环式马桶系统通用要求
1 范围
本文件规定了民用飞机自循环式马桶系统的功能、性能、安全性、可靠性、维修性等通用设计要求和验证要求。
本文件适用于民用运输类飞机，其他飞机可参考使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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。
HB 6167.1 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 1 部分：总则
HB 6167.2 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 2 部分：温度和高度试验
HB 6167.3 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 3 部分：温度变化试验
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 6167.5 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 5 部分：飞行冲击和坠撞安全试验
HB 6167.6 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 6 部分：振动试验
HB 6167.8 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 8 部分：防水试验
HB 6167.9 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 9 部分：流体敏感性试验
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 6167.14 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 14 部分：防火、可燃性试验
HB 6167.18 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 18 部分：电源输入试验
HB 6167.19 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 19 部分：电压尖峰试验
HB 6167.20 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 20 部分：电源线音频传导敏感性试验
HB 6167.21 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 21 部分：感应信号敏感性试验
HB 6167.22 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 22 部分：射频敏感性试验
HB 6167.23 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 23 部分：射频能量发射试验
HB 8412 民用飞机系统电搭接通用要求
HB/Z 185 民用飞机雷电防护及搭接设计指南
《中国民用航空规章第 23 部〈正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航标准〉》(CCAR-23- R3) 中国民用航空局 2004 年 10 月 12 日中国民用航空局令第 132 号
《中国民用航空规章第 25 部〈运输类飞机适航标准〉》(CCAR-25-R4) 中国民用航空局 2011
年 11 月 7 日中国民用航空局令第 209 号
ISO 17775 饮用水、马桶冲洗水和马桶污水地面服务接头
RTCA DO-160 航空运输设备环境条件和试验程序
SAEARP 4761 民用机载系统和设备安全性评估程序的指导方针和方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
自循环式马桶系统 self circulating toilet system
利用循环过滤后的污水对马桶进行冲洗的马桶系统。自循环式马桶系统主要包括污水箱、马桶座盆、控制模块、泵组件、管路和接头等。
3.2
冲洗循环 flush cycle
完整的马桶冲洗过程。在控制装置的控制下， 马桶系统各部件按次序进行工作，按压冲洗按钮，冲洗泵抽取污水箱中的水，水经过管路输送到马桶座盆冲洗环，水从冲洗孔中流出对马桶座盆进行冲洗，最后污水排入污水箱的完整冲洗过程。
4 一般要求
4.1 功能
自循环式马桶系统用于在飞行过程中收纳来自机上人员的生理排泄物并进行冲洗。通过过滤器对污水箱内的污水进行过滤后供马桶冲洗马桶座盆内污物。
自循环式马桶系统应满足的功能要求如下：
a) 马桶冲洗;
b) 马桶污水的收集、储存;
c) 污水箱液位测量和指示;
d) 污水箱能够防止满溢;
e) 污水的过滤、防臭;
f) 污水箱的加水、排放、冲洗;
g) 接头和管路应防冻。
4.2 性能
4.2.1 污水箱容积
污水箱容积的确定应考虑乘员数量、航时、洗涤污水处理方式等因素。如无特殊要求， 除预存液体容积外，宜为机上乘员提供 0. 16 L 每人每飞行小时的污水箱有效容积。
4.2.2 排污时间
应能依靠重力进行排污，污水箱的污水应在 10min 内被排完。
4.2.3 冲洗循环
每一个冲洗循环应不大于 15s。
4.2.4 强度
马桶的强度要求如下：
a) 马桶箱体应具有足够的强度，应能承受 77kg 的重量，并能够承受由于飞机飞行机动和突风情况产生的附加载荷;
b) 自循环式马桶强度应能满足 CCAR 23.561(b)(3)要求;
c) 自循环式马桶材料的强度性能和耐久性应通过试验验证符合 CCAR 23.603、CCAR 25.603 和CCAR 25.613 的要求。
4.3 布置和安装
系统布置和安装要求如下：
a) 系统/设备的安装，应考虑安装区域环境(如周边机体结构、温度、压力、振动等)的影响;
b) 设备的支架、接头安装时，应无附加应力;
c) 在安装时，应确保各种管路、电线、电缆牢靠固定，应具有防差错措施;
d) 管路和接头的布置应有合适的斜度;
e) 当飞机停放时，排水口应处在易排放的位置，确保系统能够重力排放。
4.4 材料
自循环式马桶系统及其附件使用材料(包括用于材料的涂层或饰面)除应符合 CCAR 25.853 及附录F 的要求，还应满足：
a) 所有与液体接触的材料应具有抗腐蚀性，无毒并且不易导致真菌或细菌生长，能耐受过氯化水、洗涤剂和消毒液体的腐蚀作用;
b) 金属材料应进行适当的腐蚀防护，非金属材料应防潮;
c) 在满足设计和工艺性的条件下，优先选用常用金属和非金属材料;
d) 电气部件的防火性能应符合 CCAR 25.869 的要求。
4.5 电气
自循环式马桶系统用电设备应符合如下要求：
a) 必须与污水管路和其他自循环式马桶系统部件具有足够的物理隔离和防护隔离措施，使得：
1) 电气部件的失效不会产生危险状况;
2) 污水渗漏至电气部件不会产生危险状况。
b) 系统中管路和线路的设计应能防止液体和外部物体进入电气装置;
c) 地面服务面板不应设置在电子设备的上部或附近;
d) 对系统中采用电加热防冰的管路，除按规定采取绝缘设计外，应设置漏电保护装置;
e) 系统中任何接插件、开关，应能防止旅客、机组人员和服务维护人员无意触摸;
f) 设备的雷电防护和电搭接应符合 HB/Z 185 中 4.4 和 HB 8412 的要求。
4.6 噪声
自循环式马桶系统工作时的最大噪声应满足型号要求。噪声声压级一般应不高于 70dBA。
4.7 环境
自循环式马桶系统及其附件应符合型号的使用环境，验证要求见 6.2。
4.8 安全性
自循环式马桶系统应符合安全性设计准则。按照 SAEARP 4761 开展各项研制阶段的安全性设计与分析工作，采取必要的技术手段和安全措施，消除危险或将危险降低到最低程度。主要要求如下：
a) 马桶系统及其附件应被设计成对旅客、操作和维护人员的危险最小;
b) 在附件组合失效的情况下，马桶系统不应对旅客和机组人员产生危险;
c) 应将可能导致系统安全性显著降低的潜在人为错误降至最小;
d) 应采用防护措施，以防维护或维修附件时损坏其邻近的管路、电线和电缆等;
e) 马桶系统不应对其他系统造成污染;
f) 马桶系统应采取防泄漏措施。
4.9 可靠性
自循环式马桶系统及其附件的可靠性应满足型号相关规定。
4.10 维修性
自循环式马桶系统的维修性要求如下：
a) 马桶系统的布置应便于安装、检查和维护， 大部件(如污水箱)应布置合理的维护通道，其安装位置不应阻碍周边结构和设备的检查;
b) 地面服务面板应便于清洗、排污以及与地面检测设备连接;
c) 接头、接线柱和电连接器等应布置合理、易于维护;
d) 应尽可能使用通用工具即可对系统及其附件进行拆卸、检查、调整和更换;
e) 定期维护工作应充分考虑飞机的维护间隔，下列维护程序应简捷：
1) 排污和冲洗;
2) 过滤器更换;
3) 管道/污水箱的清洁。
4.11 互换性
同一型号附件和零件应具有可互换性。
4.12 接口
自循环式马桶系统应设置合适的接口与相关系统相连，主要包括：
a) 与供电系统的接口，自循环式马桶系统应满足供电系统的电源种类、电源特性的要求;
b) 与中央维护系统的接口，自循环式马桶系统的故障等信息应能上传至中央维护系统;
c) 与生活设施的接口，自循环式马桶系统应与生活设施的机械接口相匹配;
d) 可根据需要设置接口，接口应与连接机组人员使用的显示及操作装置相匹配;
e) 与地面维护设备的接口，尺寸应分别符合 ISO 17775 的清洗接头和排污接头的尺寸要求。
4.13 标识
自循环式马桶系统及地面服务面板上应设置醒目标牌，标牌上的专业词汇应与相关手册中的术语一致。
5 详细要求
5.1 马桶座盆
马桶座盆连接到污水箱箱体顶部，并与污水箱一体化设计。马桶座盆的主要要求如下：
a) 马桶座盆应平整、光滑，形状应符合人机功效;
b) 马桶座盆的设计应考虑防止污水溅出;
c) 冲洗环设置在马桶座盆上沿，冲洗时，冲洗环流出的水应在马桶座盆形成一个连续的水流，并且覆盖绝大部分座盆内表面;
d) 马桶座盆应设置隔离机构，在冲水时，该机构应打开，将污水排入污水箱。在冲洗循环结束后，该机构应隔离污水箱，防止异味溢出。
5.2 污水箱
污水箱的主要要求如下：
a) 应确保污水箱通气口畅通无阻塞，避免飞行中因通气口堵塞，引起系统无法使用;
b) 污水箱应有足够强度和刚度，应能够承受马桶盆及人员的重量，以及飞机机动飞行时所产生的过载;
c) 在飞机舱内外最大压差情况下，以及在最高液位情况下，污水箱及连接管路均不应发生泄漏;
d) 应能承受飞机在正常和非正常飞行状态下的载荷。
5.3 冲洗泵
冲洗泵主要要求如下：
a) 冲洗泵马达应设置温控元件，当马达超温时，停止马达运转;
b) 冲洗泵应能够在无水情况下工作而不损坏。
5.4 过滤器
应设置过滤器对污水箱中的污水进行过滤，防止冲洗泵堵塞或损坏。主要要求如下：
a) 在污水箱中，冲洗泵在抽取冲洗水时，过滤器应能将水中的大颗粒固体污物过滤掉，同时，应避免过滤器发生堵塞;
b) 应有足够的强度和刚度;
c) 应易于清洗和更换。
5.5 液位传感器
应设置液位传感器测量污水箱的液位。当污水箱达到最高液位时， 应断开冲洗泵的供电电路，禁止冲洗泵工作，同时，在乘务员面板上应显示系统处于“失效”或“卫生间禁用”状态。
5.6 控制模块
应设置控制模块控制整个冲洗循环。控制模块接收冲洗开关、液位传感器、排污阀门等状态信号，执行冲洗程序，控制冲洗泵的工作时间及冲洗间隔。
5.7 排污球阀
在条件许可的情况下，宜设置排污球阀排放污水箱中的污水。可使用电动排污球阀， 也可使用非电动排污球阀，尽量不使用排放堵塞作为排放阀门。主要要求如下：
a) 通常情况下，电动排污球阀宜同时具备手动功能;
b) 正常状态下，排污球阀的最大手动操纵力不应大于 120N;
c) 在非结冰状态下，排污球阀应能正常工作;
d) 排污球阀不应由于结冰而导致损坏;
e) 应清楚的标记打开和关闭位置。
5.8 管路和接头
管路和接头的主要要求如下：
a) 应避免出现 U 型布置以及避免导管过分弯曲或严重限流;
b) 在结冰环境下，管路及其附件应能承受冰冻而不发生永久变形或损坏，且能够正常工作;
c) 外部接头和排污口应位于不影响其他系统或导致结构腐蚀的位置。
5.9 地面服务面板
地面服务面板的主要要求如下：
a) 应便于地面维护人员靠近，尽可能靠近污水箱，同时，应尽可能远离登机门;
b) 至少应设置排污接头和清洗接头;
c) 排污接头应设置堵盖，并确保其不影响地面服务面板口盖的关闭;
d) 部件应能耐受热胀/冷缩造成的影响;
e) 面板上部件的设置应考虑人员带手套进行操作;
f) 应设置排污开关或排污操纵手柄，用于操纵排污球阀;
g) 应设置维护操作说明标牌;
h) 维护口盖打开时，地面服务面板开关应能自动终止马桶组件的工作。
5.10 防冰
自循环式马桶系统的防冰要求如下：
a) 地面服务面板上的排污接头和清洗接头，应设置加热部件;
b) 靠近蒙皮的管路宜设置加热元件;
c) 安装在非增压区域的阀门和管路等部件宜设置加热元件。
6 验证
6.1 概述
通过环境试验、地面试验室试验、机上地面试验和飞行试验来验证自循环式马桶系统是否满足功能、性能、环境适应性等要求。
6.2 环境试验
6.2.1 概述
根据自循环式马桶系统及附件的安装位置和环境条件，按 HB 6167 的相关规定进行环境试验，试验完成后，系统应功能正常。试验环境条件、试验设备、试验样品的安装和试验顺序等应符合 HB 6167. 1。若 HB 6167. 1 不能涵盖要求，则应按 RTCA DO-160 第 3 章执行。
6.2.2 自然环境试验要求
6.2.2.1 温度-高度试验
按 HB 6167.2 的要求进行试验。若 HB 6167.2 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 4 章的要求进行试验。
6.2.2.2 温度变化试验
按 HB 6167.3 的要求进行试验。若 HB 6167.3 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 5 章的要求进行试验。
6.2.2.3 湿热试验
按 HB 6167.4 的要求进行试验。若 HB 6167.4 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 6 章的要求进行试验。
6.2.2.4 防水试验
按 HB 6167.8 的要求进行试验。若 HB 6167.8 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 10 章的要求进行试验。
6.2.2.5 流体敏感性试验
按 HB 6167.9 的要求进行试验。若 HB 6167.9 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 11 章的要求进行试验。
6.2.2.6 霉菌试验
按 HB 6167. 11 的要求进行试验。若 HB 6167. 11 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 13 章的要求进行试验。
6.2.2.7 盐雾试验
按 HB 6167. 12 的要求进行试验。若 HB 6167. 12 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 14 章的要求进行试验。
6.2.3 机械环境试验
6.2.3.1 静强度试验
自循环式马桶系统应能承受 CCAR 23.561(b)(3)和CCAR 25.561(b)(3)的载荷，不应发生影响功能性能的永久变形、破损或爆裂。需要考虑到马桶安装方向的不确定性， 故前、后、左、右方向的载荷系数均一致。
6.2.3.2 功能冲击和坠撞安全试验
按 HB 6167.5 的要求进行试验。若 HB 6167.5 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 7 章的要求进行试验。冲击试验分为功能冲击试验和坠撞安全试验。坠撞安全试验中， 由于马桶安装的不确定性，6 个方向的持续加速度值均应为最大值。
6.2.3.3 振动试验
马桶污水箱是薄壁焊接容器或非金属薄壁容器，它必须经受在飞行过程中产生的各种频率的振动而不损坏。因此，必须进行振动试验，以确保安全使用。振动试验包括功能振动和耐久性振动，按 HB 6167.6的要求进行试验。若 HB 6167.6 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 8 章的要求进行试验。
6.2.4 供电兼容试验
6.2.4.1 电源输入试验
按 HB 6167. 18 的要求进行试验。若 HB 6167. 18 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 16 章的要求进行试验。
6.2.4.2 电压尖峰试验
按 HB 6167. 19 的要求进行试验。若 HB 6167. 19 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 17 章的要求进行试验。
6.2.5 电磁兼容试验
6.2.5.1 电源线音频传导敏感性试验
按 HB 6167.20 的要求进行试验。若 HB 6167.20 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 18 章的要求进行试验。
6.2.5.2 感应信号敏感性试验
按 HB 6167.21 的要求进行试验。若 HB 6167.21 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 19 章的要求进行试验。
6.2.5.3 射频敏感性试验
按 HB 6167.22 的要求进行试验。若 HB 6167.22 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 20 章的要求进行试验。
6.2.5.4 射频能量发射试验
按 HB 6167.23 的要求进行试验。若 HB 6167.23 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 21 章的要求进行试验。
6.2.6 电气部件防火
按 HB 6167. 14 的要求进行试验。若 HB 6167. 14 不能涵盖要求，则按照 DO-160 第 26 章的要求进行试验。
6.3 地面试验室试验
6.3.1 附件性能试验
验证自循环式马桶系统及其附件的功能、性能是否满足相应要求。
6.3.2 密封试验
自循环式马桶系统应进行最大液位高度的水压密封试验。应保证在至少 30min 内系统无渗漏。
6.3.3 系统试验
应进行地面功能试验，检查马桶系统的工作情况，验证自循环式马桶系统是否满足型号相关要求。主要试验项目如下：
a) 马桶冲洗功能试验;
b) 排污功能试验;
c) 清洗功能试验。
6.4 机上地面试验
6.4.1 密封试验
自循环式马桶系统应进行最大液位高度的水压密封试验，并应考虑飞行中舱内外最大压差对系统密封的影响。在进行水压密封试验时，应保证在至少 30min 内系统无渗漏。
6.4.2 电搭接试验
应按 HB 8412 进行电搭接并进行检测。
6.4.3 功能试验
应进行机上功能试验，以验证自循环式马桶系统的功能是否满足型号的要求，试验项目参考 6.3.3。
6.5 飞行试验
应进行飞行试验，验证自循环式马桶系统功能是否正常。
