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1、风险管理在翱直升楣聊蛇蝴)应用0引言近年来,直升机快速出动能力已经成为战斗力提升的主要考核指标。由于发动机停车后再启动需要等待动力舱冷 却,为了缩短某型直升机再次出动的准备时间,在直升机地面开车状态下补充燃油,可以有效节约等待冷却时间,提高 直升机再次出动效率。直升机热加油对燃油通气口位置、加油接头、燃油控制阀位置以及加油系统的可靠性都有很高要求。因此,对发 动机或辅助动力装置工作时进行燃油补充,必须先完成系统性的试验危险源识别,并给出相应的风险管理方法。本文以某型直升械地面慢车时压力加油为例,对热加油试验的危险源进行研究和识别,剖析危险源的触发条件, 形成风险管理措施,为后续开展类似地面试验
2、积累经验1-3。1热加油试验1.1试验具体步骤在对热加油总油量进行规定、压力加油速度进行限制的前提下,对某型直升机进行热加油摸底验证试验,并进行 平安性评估。热加油试验步骤如下。空中机械师直升机开车至地面慢车。加油车停放在直升机左侧,离主旋翼中心不小于1.5倍主旋翼半径的位置。地勤人员托起压力加油枪管路至机上压力加油接头,将地面压力加油设备的加油接头与机上压力加油接头对接。地勤人员启动压力加油设备,进行压力加油。地勤人员加油时检查油车的流量计(显示加油流量、油量),地勤人员与飞行员保持联络对当前机上油量指示 值进行确认。完成热加油后,地勤人员关闭压力加油设备,拧下压力加油接头,托起压力加油枪管
3、路撤离直升机。空中机械师发动机关车。加油车离开。1.2系统介绍压力加油系统主要由压力加油接头、压力加油组件、加油管路等组成,通过压力加油阀和射流传感器的联合动作, 控制向机内油箱进行压力加油。压力加油接头安装在机身右侧,通过加油管路与安装在后油箱底部的附件安装板上的压力加油组件相连。在开始进行压力加油时,油箱底部的压力加油控制阀为关闭状态,从压力加油接头传递来的压力燃油通过连接在 压力加油控制阀上的引射管将燃油压力引至射流传感器的发射端喷射燃油,此时,由于射流传感器的发射端和接收端均 暴露在空气中,射流传感器接收端接收到发射端喷射的燃油压力,通过回流管传递至压力加油控制阀,通过压力加油控 制阀
4、内的膜盒控制翻开压力加油控制阀进行压力加油。当到达加油油面时,射流传感器的发射端和接收端均浸入燃油油 面,射流传感发射端喷射的燃油由于燃油阻力使射流传感器接收端接收的燃油压力下降,压力加油控制阀内的弹簧推动 阀芯关闭压力加油控制阀,停止压力加油。直升机通气系统布置如图1所示,前油箱通气口在右发动机进气道位置前方,后油箱通气口在左发动机进气道位 置下方4502风险识别平安风险评估是指试飞平安相关单位根据实际运行情况分析和预测危险源的后果,从平安风险概率(P)和平安风 险严重性(S)两个方面进行风险评估(R),以确定风险是否可接受6-7。平安风险的概率等级及等级描述如表1所示;平安风险的严重性等级
5、及等级描述如表2所示;平安风险评估矩阵图如 图2所示8。采用风险矩阵法对热加油试验开展平安风险评估活动。直升机在研制时未考虑热加油使用场景,总体布置前后油箱通气口出口均设置在发动机进气道附近;油箱消耗燃油 时,外界空气经油箱通气系统进入油箱;加油时,油箱中含有油气的空气经通气系统排到机外;在压力加油时,假设压力加 油组件故障无法自动中止加油时,燃油经通气系统溢流。结合直升机热加油试验步骤开展平安风险评估活动,识别出2项主要风险点。一是油气浓度超标风险(R=2C):发动机内部、高温区域和可能产生电火花区域,油气浓度到达可燃气体爆炸范 围下限浓度为1.9%。二是压力加油燃油溢流风险(R=3C):燃
6、油被旋翼下洗气流吹到动力平台高温区域,引发着火风险;燃油进入设 备舱,造成设备舱电子设备受污染短路故障;因电火花意外导致着火风险。这两项风险点按平安风险风险矩阵评估应该为缓解后可接受,须制定相应的缓解措施。3风险管理3.1 油气浓度超标风险管理油气浓度到达可燃气体爆炸范围下限浓度为1.9%时存在风险,可能造成灾难后果。在发动机开车状态下开展演示 验证试验,测量区域如图3方柜圈出区域、测量数据如表3。通过表3,说明前、后油箱通气口油气浓度远低于可燃气体爆炸范围下限浓度为1.9%,左/右发进气道、左/右武 器挂架区域油气浓度趋近于0。以上结果说明旋翼下洗流会加速油气浓度的扩散,左/右发进气道等风险
7、区域不会出现油 气聚焦,热加油过程中油气扩散浓度不会影响飞机平安。3.2 燃油溢流风险管理压力加油溢流时,可能存在灾难后果。为满足热加油平安性要求,需要进行设计改进使溢流事件发生概率降低或 使溢流出机身外的燃油远离平安影响区域。导致压力加油溢流的主要原因是压力加油组件故障,现建立压力加油无法自 动停止故障树和事件发生概率及影响,如图4、表4所示。加油控制阀不关闭发生的总故障率为P= (0.048 1 +0.423 2+0.554 4+1.674 4) x10?6=2.7x10?6/ho压力加油控制阀不关闭的发生概率2.7x10?6/h不满足灾难事件概率低于1x10?9的平安性要求。因此,提出了
8、 3种设计方案并进行比照论证,如表5所示。对3个方案进行比拟分析,在技术风险、平安性均可保证的情况下,方案三影响多个专业改进设计且外埸实施性 差,方案二实施复杂度高。建议采用方案一,通过对加油装置实施计量加油改进以满足热加油需求。3.3 平安风险总结综上,完成评估平安风险和采取相应缓解措施将油气浓度超标风险(R=2C)和压力加油燃油溢流风险(R=3C) 降低至油气浓度超标风险(R=1D)和压力加油燃油溢流风险(R=1C),属于平安风险矩阵图中可接受范围。4结语风险管理是试飞平安管理的核心,通过完善风险管理流程,扩大风险识别范围,风险点识别更加全面,将变更事 项、质量平安事件、巡检问题等均纳入识
9、别范围,制定应对措施,将风险降到最低。本文涉及的直升机热加油是地面试验的一种,实际上直升机在地面试验、飞行试验、日常维护等阶段均存在各种 平安风险问题,因此常态化开展风险管理活动和专业化缓解措施分析已经势在必行9-10。参考文献:倪先平.直升机手册M.北京:航空工业出版社,2003.2董兴旺.不同环境下直升机的维护分析J.科技风,2017 (21) : 116.3荆晶.人为因素和航空平安J.海峡科技与产业,2018 (9) : 114, 116.4杨小龙,谢增,张驰.直升机压力加油通气系统溢油动特性研究J.直升机技术,2019 (3) : 19-23.5邹高鹏,杨勇志,闵兴明,等.油箱两侧布置
10、式直升机压力加油系统工作特性及设计优化J.航空科学技术,2018 (7) : 1-7.6陈晓,张贵峰,张巍,等.基于风险矩阵的输电线路直升机巡检作业平安风险评估方法J.南方电网技术,2015(11) : 58-64.7孙碧晴,杨旭,吴双,等.贝叶斯网络在科研试飞平安风险评估中的应用J.飞行力学,2019 (2) : 92-96.8董国海,张执国,李晓滨.教练直升机训练系统平安评价研究J.中国平安科学学报,2012 (3) : 115-121.9占瑾信,吴承发,彭勇,等.直升机风险科目“斜坡起降”驾驶要领探讨J.直升机技术,2013 (3) : 68-71.10何亚丽.观光直升机风险分析及保险研究D.沈阳:沈阳航空航天大学,2018.