HB Z 312-1998 飞机燃气涡轮辅助动力装置安装设计指南.pdf

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1、1998-06一26发布HB/Z 312-98 b 曰1998 - 07-01实施中国航空工业总公司批准1 主题内容与适用范围1. 1 主题内容1.2适用范围2 引用标准3一般要求3.1输出3.2安装位置3.3维修性4详细要求4.1 安全性4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 引气系统4.12 噪声衰减图1241，、，、y、，、-J、J、J，、J、J、，飞，、J、，、，、F、j、1、，、J、。、J、j111113477047026058437 r飞，飞，飞，飞kr飞，飞，飞r飞，飞AtAA?。，今LM创3句343A叩A斗乐U( 06 8件( 目次.

2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 进气口. 排气系统. 安装. . 燃油供给润滑系统起动系统. 控制系统和电气系统. . . . 电子控制装置. . . 附件传动. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 中华人民共和国飞机燃气动力装置安1.1 主题内容空工业标准助HB/Z 312-98 本标准规定了飞机燃气涡轮辅助动力装置(简称APU)的安装布局及设计要求D1. 2 适用范围本标准适用于飞机燃气涡轮辅助动力装置的安装设计。2引用标准GJB 151 GJB 152 GJB 181 GB 1014 HB7114 CCAR

6、25 3 -般要求军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量飞机供电特性及对用电设备的要求飞机布线通用要求飞机燃气涡轮辅助动力装置通用规范中国民用航空规章第25部运输类飞机适航标准在APU安装位置的确定和安装设计中首先要考虑的是安全性。应考虑着火和转子破裂的可能性，转子损坏时应能包容，以防止飞机结构、燃油箱和飞机各系统的失效。3. 1输出APU的安装，应初步确定APU的尺寸，亦即应确定APU的功率要求。通常负载类型如下za.电气负载:b气动负载:C.液压负载。在地面工作时，液压系统通常是由电机带动的。在考虑APU的尺寸时，液压负载作为电气负载的一部分。3. 1.

7、1 电气负载应根据飞机在地面和一定飞行条件下的电气负载要求来计算APU发电机所需提供的电中国航空工业总公司1998-06-26发布1998-07-01实施1 HBIZ 312-98 气负载。典型的飞机电气负载如表1所示。接线负载的总额实际上没有设计总额那么高，其原因是在设计负载总额时，假定各单独负载同时处于峰值。在确定发电机大小时，也不能按总的平均负载。发电机的容量通常根据估算确定，并且往往取接线负载总额和平均负载总额之间的某个值。APU发电机容量与主发动机发电机的容量最好一样，便于公用件的库存。但在这样做之前，应对电气负载进行仔细分析，并尽可能考虑飞机未来型号电气负载的增加，不要因APU发电

8、机的容量影响飞机的改型。3. 1. 2 气功负载气动功率用于主发动机起动和地面空调，也可能用于飞行中空调及引气防冰。系统总容量的确定，必须满足最苛刻条件下的电气负载和气动负载要求。表2列出了一种飞机在三种环境条件下，地面气动负载要求的一组典型数据。该表的数据是假定同时使用最大电气负载。表1电气负载分析示例(kVA)系统接线负载平均飞行负载机载电子设备16.9 6.9 电气28.5 7.4 液压63.0 0.4 内部29.0 15.0 任务2.6 1. 1 照明22.0 8.0 动力装置48.0 26.7 环控54.0 33.8 注=直流血载己忻告为交流负载记入者中。表2地面要求的气功负载示例设

9、it高度进气总温(m) (C ) 海平面39.4 2590 32.2 海平面40 3.1.3 负载增长和安装损失的允许量2 最小引气量引气总压(kg/min) (MPa) 158.8 0.283 122.5 0.221 186 0.283 平均地面负载2.1 7.1 15.6 4.5 1. 3 6.1 3.9 26.3 引气总温(C ) 221 221 85 HB/Z 312-98 必须估算APU特定安装的损失(即性能损失)的大小。同时，制造厂家应提供进、排气损失对APU性能的修正。一般来说这种损失是用环境静压的百分之凡来表示。相对来说齿轮箱是效率较高的装置。如果要求单独计算齿轮箱的损失，一个

10、很好的经验方法是每对齿轮啃合损失为0.5%，装发电机处的齿轮箱效率一般在98%以上。交流发电机在满负载工作时的效率约为85%。然而.要考虑的最大因素是APU未来的负载槽长量。旅客机和军用机的用户都要求增加机上服务，即要求更多的电功率，而几乎所有的民用飞机在设计之初都考虑加长机身，以增加载客载货的能力。这就要求增加空调，即需有更大的气动负载能力。应在早期设计阶段，考虑到APU未来负载的增加。3.2安在位置在确定APU的安装位置时，应考虑下列因素33.2. 1 安全性安全是确定APU安装位置最重要的要求。APU舱同时存在燃油和火源，因此，被指定为1区。将APU安装在增压舱内，在技术上存在可能性.鉴

11、于安全原因，APU总是被安排在非增压区域内。此外，APU舱还应有对非包容转子损坏产生的高能量碎片甩出的承受能力。3.2.2重心在飞机设计过程中，有时重心有朝后移的趋势而造成俯仰稳定性降低。由于种种原因，许多民用飞机将APU安装在增压舱后的后机身内，这可能是最好的折衷方案，但没有缓解重心问题。替代的安装位置可以是在机翼根部或起落架舱内。在民用飞机改为军用时，甚至可设计单独的吊舱、机身上加鼓包或安装在机翼下面。3.2.3 飞行中的压差在所有高度、空速和飞行姿态下，都必须考虑飞行中的压差，一般来说，进气口处压力应略高于排气口处压力。如果做不到，即出现负压差的情况，将降低APU的性能并造成空中起动困难

12、。如果负压差梯度很大，可能使APU超温和出现其他不利的情况。当APU在空中不工作，而安装时又未提供合适的进、排气门时，负压差会形成反向风车旋转。正、反向风车旋转都将增加飞机的阻力，并增加APU封严和输承的磨损。当发电机的电刷设计成拖转式时，反向风车旋转会损坏电机的电刷。正向风车旋转可能使滑油池集泊，会给出一个错误的油量读数。3.2.4进气口位置进气口的位置应避免APU吸入本身或主发动机排出的废气。除了避免吸入废气外，必须考虑在空中和地面吸入液体和固体颗粒的可能性。进气口的一个最不合适的位置是在后机身的下表面。这种进气口很可能吸进从机身、燃油箱、通风系统和液压系统等排放的液体。在飞机起飞和着陆，

13、皿U工作时，机轮扬起的水、泥砂、冰也可能被APU吸入。但朝上流动进气借助重力作用可除掉一些较重的灰尘和碎片。基于声学原因，APU的进气口通常应该朝上并远离客舱。APU压气机产生的声音以高音调叶片通道频率为主。它具有很强的方向性，如果方向不合适，会使人的耳朵极不舒服。在声源和耳朵之间的视线范围内消声是减少噪声最重要的方法。因此，进气口朝上可减少噪声对地面工作人员的影响。也应避免在舱门附近安排进气口。3 HB/Z312-98 3.2.5 排气口位置应避免将排气口直接安排在起落架舱的前方，以防止任何工作情况下排出的灼热废气进入这些敏感区域。在排出火苗时特别有害，该火苗是吸入可燃体或燃油系统错误动作产

14、生的。APU的排气口不应位于主发动机能吸入它的废气的地方。同进气口一样，排气口通常应朝上并远离客舱，以减少噪声对旅客和地面工作人员的影响。3.2.6 系统连接件的重量应尽可能减少APU各系统下列连接件的长度=a.通往空调设备和发动机起动机的气管直径可能较大，过长则大大增加飞机重量;b. APU燃油供油管，如果管路太长，为确保APU的抽吸压头要求，克服管路压力损失，可能额外要求增加一个辅助增压泵;C.从发电机到飞机系统和从电源到APU起动机的导线都可能要求粗导线，造成实际重量增大，它们应尽可能短。3.2.7 可达性APU在飞机中的安装位置很大程度上受可达性的影响。对要求例行维护和检查的地方应易于

15、可达，以提高飞机的维修性。对外场可换件及所传动的附件的拆卸和更换应有良好的可达性，即易于维修。其安装位置应允许整台APU或快速更换发动机件易于拆卸和安装，所用的专用工具、工作台最少。3.3维修性维修是使用过程中费用很高的项目之一。飞机结构设计师应考虑降低维修费用以确定对用户有利的竞争优势。在飞机设计的一个或多个阶段中，做一个安装在APU舱内的APU模型是很有价值的，它有助于可达性和拆卸性的确定。3.3. 1 可达性的要求应对安装的APU的可达性进行合理的规划，以便目视检查、维护和清洗、控制系统的检查和调整、地面试验、APU的拆卸和零件的更换。此外，要提供足够的维护或检查口盖。3.3. 1. 1

16、 快速拆卸和安装的能力下列要求对大多数安装是适用的ga.为安装、拆卸APU和其他较重或较大部件，提供起吊和支持设备;b.为各连接点拧板子和打保险提供足够的空间，各检查点的紧固和保险情况，应清晰可见:C.在适用的地方使用快卸锁3d.保证所用装拆点位于方便、可达、易于进行安全性日视检查的位置;e.使用尺寸不同的接头或插头，以兔装错。改进管路、软管敷设、导线敷设.以免交叉接错;f.采用标准连接件;g. APU舱不要使用盲孔，以免小零件掉入:h. APU舱应有排泄口，易于放出燃油、滑油、清洗液等14 HB/Z 312-98 i.对要拆卸的油滤和其他外场可换件应提供足够的拆卸空间。这些附件所需的空间应表

17、示在使用的APU图上。在正常拆卸空间以外，还应留有额外空间.以供附件或外场可换件拆卸或安装时有时需晃动用。要预先考虑装入飞机APU有哪些必须拆卸的外场可换件，以确保有合适的通道。3.3.1.2快速更换发动机的概念为减少停机时间，对飞机的主要部件如主发动机或APU)应具有快速装卸能力。一般来说，APU在装入飞机前，将一组零件组装在APU上可加快装卸速度。发动机的快速更换件通常是指主发动机和APU与飞机之间的界面构件。快速更换件包括装在APU上的飞机附件，如转速表发电机、交流发电机、液压泵等。快卸构件与飞机的连接处应采用颜色(国际橙色标识，以防分开时疏忽搞错.并确保在更换APU时仅属于APU的零件

18、以及快卸构件才从飞机上卸下。在设计时，这些连接处与可预见的维护项目(如油滤、维护点等)应尽3.3.1.3 例行维护、检查和维修的可达性对要求例行工作的零部件应提供合适的通道，以尽量减少维护、检查和维修的时间。通常要求进行例行维护、检查、维修的零部件如下=a.燃油滤，b滑油滤;c燃油喷嘴:d.点火系统，包括点火电嘴3e金属屑检测器(如装的话); i放油口和加汹口:g.孔探仪检查口:h.燃油控制装置;i排气管和连续件;j引气管和连接件，k.液压指示器、压差指示器、记时器和起动计数器都应位于醒目位置，从快卸口盖处清晰可见;l所有燃油管、漏汹管和接头;m.电缆和热电偶;n. APU驱动的附件(交流发电

19、机或液压泵); 。灭火瓶;p火警探测器;q.起动机;r.恒温器，s.电子控制装置;t转速开关或单速转速传感器;u燃烧室z5 HB/Z 312-98 V.引气负载控制阀sW.门作动器和连动装置。在能用小尺寸维护口盖的地方，就不必用大尺寸的多个螺钉固紧的维护口盖。应尽量避免各维护口盖的蒙皮受力。所有口盖的紧固件应是快卸快锁型。3.3.1.4 外场可换件的可达性外场可换件的可达性要求如下2a.在检查、拆卸或更换时，应为所需板手和工具留有足够的空间3b.应尽量少动其他系统和构件就能接近外场可换件:C.应优先考虑频繁维护件的可达性。3.3.2舱的照明舱的维护点、液位指示器和警告指示器处的照明灯应足够亮。

20、这些灯经一个动作开关或自动开关从蓄电池供电。3.3.3 导线、导管和软管良好的安装通常应满足下列几条za.采用标准连接件:b.为减少导管擦伤应避免导管交叉。相邻导管采用不同尺寸以免相互接错;在可能情况下，用快卸防擦伤卡箍固定液体导管和电缆线;d.为防止接错，所有软管和导线在接头处贴标签，在非连接处贴彩色条码，e.为避免产生应力，软管应足够长，且软管能承受给定的工作压力;f.为避免泄漏或溢出的液体落到导线和接头上，应尽可能将电缆敷设在液压导管和油箱的上方。在电缆的接头处应设滴油槽。电缆线必须与油管分开，电源线不许绑到油管上;g.除明显地标识外，不允许用左螺纹接头:h在例行维修时，为减少损坏的可能

21、性，应尽量避免将火警/超温探测器的因路靠近检查口和维护区;3.3.4维修标牌为帮助维修、减少失误和人员的伤害，在APU舱内或邻近APU舱的附件上，应尽可能标注下列内容:a.制造厂名:b.零件号3C.工作压力;d.液体牌号:液体容量;f.特别说明或限制值;g.查找故障用的资料，如调整资料。标牌应放在容易看到的地方，说明要简耍，用黑体字印刷，字体要易于识别。除了安全标牌外，在进、排气口处还应装安全档板，以防人员受到伤害。3.3.5 自锁装置6 HB/Z 312-98 在可能情况下，极力推荐采用自锁的紧固件和连接件，实在需要时才用保险丝。在难于可达的所有区域最好用自锁装置(螺母、螺栓、螺钉)代替保险

22、丝。如果空间允许，在发动机快速更换拆卸点处，液体导管接头最好用自锁型。3.3.6 驾驶舱对讲机和遥控如果操作者在驾驶舱内作通电检查或调整检查，而机械员看不见，或听不清，必需接部对讲机。在APU进行地面维修和校准时，设置位于APU附件的遥控板也是可取的。3.3.7故降隔离为了尽快地检查出APU及所属系统的故障.APU的安装设计师应规定其故障隔离措施，这些方法从三个方面考虑2a.驾驶舱仪表板上的信号灯和APU的指示仪表;b. APU舱内或APU舱附近的故障隔离模块(可认为是APU电子控制装置的元件); c在APU舱内或APU舱附近的故障隔离接线板，适于和某些地面设备一起使用。接线板给地面设备提供了

23、足够的接口，以减少APU液压导管、空气导管和电子系统控制电缆的拆卸。故障隔离系统中要求显示的各种参数随APU的型号和安装而异。因此，在各型号的安装手册或型号规范中应加以详细说明。3.3.8 维修性设计4 应注意APU安装设计中对飞机的总维修性有重大影响的细节。电气系统的维修性设计见4.8.8。APU的民用飞机上的安全要求按中国民用航空条例第25部。4. 1 安全性4. 1. 1 APU舱的设计4.1.1.1 APU舱和护罩的选择APU安装设计师应将APU舱和护罩视为火区，并使其具有抗转子损坏的能力。当APU的安装位置选定后，在进行APU舱详细设计前，必须确定安装方案。如果APU装在飞机舱内，则

24、必须设一道防火墙与飞机的其他部分隔开，其型式可以是舱内的防火墙，或者是能防火的舱壁。防火罩有时作成茧式，更多的则是采用舱内简单的防火箱，两者都能达到相同的防火效果。当所选的舱用防火箱感到太小和舱的结构不宜作成整个舱防火时，才用茧式防火。这种茧式防火罩的使用前途不大，因为它有许多缺点，如:a形状不规则，制造困难且成本高;b.安装、维修和检查的可达性差;c.导线、液管和气管的进、出困难34连接、支撑和装拆困难，e.充分冷却困难。在舱内一个规则形状的护罩也存在茧式装置同样的一些缺点。尽管如此，当APU是7 HB/Z 312-98 装在现成的飞矶里而不作非常昂贵的结构更改时，箱式或茧式的结构偶尔也是防

25、火隔离唯一的较满意的方法。而且在舱内的防火罩只要求在较小的容积内喷少量灭火剂。总之.结构上允许的话，作为APU的最佳安装是采用带防火墙的舱。此外，在一架新飞机设计时应尽早选择APU的安装位置.以便对防火墙作必要的结构安排。对防火的另一种处理办法是围绕单个的部件或系统，如燃油系统、压气机/涡轮组件、减速传动机构、燃烧室/排气管组件等使用防火罩。这种屏蔽式防火罩己用于许多民用APU的安装上。4.1.1.2典型的安装APU安装位置的示例如图1、图2、图3和图4。图1示出了A即主要构件的排布。图2的APU是只在地面工作的，它安装在后轮舱中。因为飞机已事先交付生产，设计受到限制，故采用哇式防火罩作为防火

26、舱。图3是按空中工作而设计的安装，整个APU舱是防火的。因4是为安装在现有舱内而设计的规则形状护罩。APU舱所用材料必须是防火的。着火时，它必须和防火墙一样保持其完整性，护罩必须承受舱失火、气压管或通风管破裂及灭火器喷射的灭火剂引起的压力增加和温度升高。维护口盖、饺链燃油泄漏。APU舱的内壁面应尽可能没有竖立的框架、隔板或其他构件。因为这些结构能滞留燃烧的流体和妨碍灭火剂灭火。4.1.1.3 APU舱的接线按功能分类，APUa. APU控制l线，b.通往或引自APU起动系统的直流电源线;c.引自APU交流发电机的交流电源线;d.火警或过热探测器导线。在APU舱或护罩内布线应满足主发动机舱安装的

27、最低要求。所布导线应在液体导管的上方，或布置在离高温导管、涡轮通风管、排气管和其他高温表面下方足够远的位置，以防止导线的绝缘材料提早老化和损坏。在舱着火时，粗的电缆，如蓄电池和发电机电缆的钢质芯线，能通过舱壁将很高的温度传导到相当远的距离。在舱壁外区域内的可燃材料和关键设备不要接触这些电缆。舱内的火警探测器导线应是耐高温或耐明火的。穿过舱壁的电缆只能用防火接头。APU的电气原理图应明确电气要求和标明需与飞机的接口位置。此图应包含在APU的型号规范中。4.1.1.4 APU舱的导管民用飞机上，APU舱的所有导管和软管都必须满足囚且25部和有关标准的要求，APU舱安装导管的最合适准则与主发动机舱安

28、装导管的准则相同，它的是:a.所有液体导管必须用耐腐蚀钢材料;b最小壁厚必须满足AR25部的要求;8 C.所有管接头必须是钢质的gd.所有的软管至少应该耐火;e.不准用管径小于6mrn的导管:H8/Z 312-98 i载液的硬、软管应布置在电缆下方，软管应远离高温表面(气管、涡轮通风管、排气系统等)。4. 1. 1.5 APU舱或护罩的材料APU舱或护罩的材料必须是防火的，并按且25部规定经受着火试验。因此它们必须覆盖防火涂层。适合做防火墙的材料最小为0.4mrn厚的不锈钢板或最小为0.5nun厚的铁合金板。在不，可以用合适的代用材料，通常要增加一些重量。尽管如此，除非有充分的理由，仍极力推荐

29、使用耐腐蚀钢，因为它的综合性能好、相对成本低、制造容易。有些安装，在舱壁内衬一层防火材料也能达到防火效果。另外一些安装是通过抹在或涂在舱壁上的防火涂层而获得防火效果。这些涂层的厚度在固化时增加，并形成一种无吸收性、有弹性、防火的隔层。舱内或靠近APU跄处不许使用吸泊材料或有吸附性的材料。APU舱的紧固件应采用钢、铁合金、或耐蚀镰铜合金。不准使用铝合金或其他低熔点材料。起防火墙作用的护罩必须密封，防止蒸气和液体渗漏。为此，应使用一种耐高温、耐火的密封膏。4. 1.1. 6 卸压装置APU舱失火、啧射灭火剂、气压元件的损坏会造成APU舱环境压力的增高，因此需要卸压，以防止APU舱璧破裂，造成舱内的

30、火转移到飞机的非防火区。APU舱应提供卸压门或卸压板。卸压门的前缘处应饺接，以缓冲门吹开时的气动力。如果舱的维护口盖开在飞机的外表面，可设计成偏斜的，这样可以释放内部的压力。4.1.1.7地面灭火口APU舱在地面着火时.一个足够大的带弹簧的口盖有利于灭火器从外面伸入舱内。4. 1.2通风和冷却应考虑下述内容za.冷却风扇的冷却空气可由单独的进气管引入，或从APU的进气室抽出;当冷却风扇的空气是从APU进气室抽吸时，应防止火苗传播;b.舱外的冷却空气管应是防火的，至少舱内的冷却空气管应是耐火的;如果!tPU舱的冷却空气管通往机外，冷却空气管及管子出口处之后的飞机表面应由防火材料构成(符合防火墙要

31、求)，因为舱内的火苗可能由冷却空气出口导管排往机外;C.如果冷却空气是从飞机的其他舱获得或输送过来，则应在靠近舱壁处的冷却空气进气管上安装一个防火单向阀，并视情安装断流阀，这样可以防止APU舱的火焰蔓延到其他区域，且可以节省灭火剂;d如果装了空气冷却的直流发电机或交流发电机，则应安装一个套管，以便将用过的冷却空气直接导出机外或进入排气系统，套管应由防火材料制造;9 HB/Z 312-98 e.滑油散热器排出的空气应能直接引到机外，或通到APU舱，或通JiJAPU的排气管/排气罩处。选择设计方案时要考虑万一失火时断流阀的使用，需要多少灭火剂及滑油散热器泄漏等因素。散热器迸出口问必须保持一正的压差

32、(即进口压力高于出口压力)04. 1.3 火警探测和灭火系统APU舱或护罩内应tf:AR第25部规定指定为1区，且必须配备有火警探测器和灭火设备。该系统的设计应是十分可靠的，其探测器系统应敏捷探测整个舱内难以接受的、或异常的平均高温及舱内的着火情况。满足该要求的通常使用的探测系统，多采用双连续元件型一一即对数平均型。当将它们调到作动点即高于舱内正常平均温度约83C时，它们将探测到一个不可接受的舱内平均高温或局部热点。连续元件系统感受局部热点，但它对热点位置不能作出明确的判定。采用该型探测系统，通过防止APU舱壁经常达到能点燃APU舱外可燃物的表面温度和探测APU的着火情况来保护飞机。火警探测系

33、统为APU立即停车和喷射灭火剂提供所需的信号。4.1.3.1火火警探测和灭火系统的要求见CCAR第25部的25.1195至25.1203。有三种型式的探测系统可以使用:a.手动型这种型式是用火警灯告诉驾驶员，然后驾驶员按驾驶舱内规定步骤采取防范措施:b.半自动型当飞机足够复杂，而灭火程序又认为是极需要时可采用这种系统。在此系统中，驾驶员由驾驶舱内警告灯报警，用一个多功能的开关或应急手柄将灭火过程简化为驾驶员单一的动作。操作火警或应急手柄产生下列动作.选用1号或2号灭火瓶;APU停车，同时引气阀关闭B切断防火墙(或机翼油箱)处的燃油;将APU驱动的交流发电机开关断开;切断液压系统(如果由APU驱

34、动); 将门关闭(如果采用); 啧灭火剂。该系统是多数民用飞机通用的，这种系统推荐用到所有飞机上;c全自动型全自动型灭火系统不仅感受火警信号并给驾驶员报警，还在无需驾驶员动作的情况下，按合适的步骤执行所必需的动作，全自动系统将发生上述b条半自动系统的同样动作。探测和灭火系统的详细特征和安装要求见有关规定。4.2遥气口本条所述的进气口是给APU压气机供气的，APU舱通风的进气口内容见4.11，这两个进气口应该分开，其理由如下=10 HB/Z 312-98 a采用公用进气，有可能将火苗从压气机进口传播到整个APU舱;因此必须安装一个防火断流阀，或防火导管或两者都用;b.根据APU的进气量要求和其进

35、口设计，有可能从APU的压气机抽取足够的空气去补充舱内冷却空气量的不足3c.为防止风车旋转，关闭进气门，也就关闭了APU舱的通风气流;d. APU停车后立即关闭进气门，可能导致回热浸泡，造成APU舱内温度上升，此时需滞后关闭进气门。4.2.1 进气口位置确定APU的进气口位置时应考虑za.进气口位置应尽量避免吸入固体外物，一般来讲，这意味着避免将进气口安排在机身的底部;b.进气口所在的区域，也峰亘ll!f咒吸厄肌现雨田削厄阻限怦Ec进气口应离APU的排气流足够远，以保证不吸入APU排出的废气;d.如果进气口处在主发动机的排气流或冲激波及其受影响的位置，将使APU工作不稳定，应尽量避免这种情况;

36、e. APU的进气口应保证飞行中APU的进气压力总是高于排气压力，以防止APU反向风车旋转3f.应减少压气机噪声的影响，对民机而言通常意味着将其进气口安置在飞机的右侧，远离旅客舱门。4.2.2吞咽大的固体，如沙石、螺钉或螺母的吸入，可能造成压气机叶片的严重损伤，对于冰决亦如此。但只要在上游布一道网，就可使APU免受这些外物的击伤。如果网眼为5mr卫X5皿丑或更小，通过网眼的物体通常都小于损坏叶片的物体尺寸的极限值。尺寸小子19mmx1知m的网眼比大于此值的网眼，对于防冰块击伤更有用。应避免吸入可燃的燃油、滑油、液压汹等危险液体。若APU的前方有燃油泄漏，可能造成超转或失控和灾难性的故障。为了确

37、定APU能承受吸入可燃液体的数量，要求进行分析或试验。超速控制装置可减少燃油供应，但如果吸入的燃油超出正常供泊量，则超速控制装置无力阻止转子转速不超出控制值。尽管最常见的情况是只有少量的泄漏液体被吸入，对转子转速的影响也很小.但通过空调系统供给客舱引气的质量变差。如果出于其他设计考虑，确定了一个不利的进口位置，如在尾锥的下表面，那么有时可能通过安装一个类似图5所示的导流板来纠正这种情况，飞行中，导流板使冲洗蒙皮的流体转向。已经证实，在某些情况下，这是一种有效的安装方式。4.2.3性能影响进气口从两个方面影响性能:a.压力损失;b.压气机迎面流速不均匀。像任何其他内燃机一样，APU能发出的功率大

38、致正比于所吸入的空气量。而进气的流动11 HB/Z 312-98 损失将降低APU的输出功率。其影响程度取决于各种安装。通常APU的性能不是为准确地满足某特定飞机的需要而确定的，不能为飞机的未来发展提供任何额外的能力。其有用的额外能力可能的影响在设计进气口时用气动效率予以考虑。但不管怎样，在可能时，总是设法使损失最小，因为损失意味着降低效率。因此，气流速度应尽可能低，表面应光滑元凸出的接头。应避免有突然的扩张或急剧的转弯。如急弯不可避免，可考虑用导向叶片。如果导向叶片在防护网的上游，它可以收集冰块将之击碎，故不会击伤压气机。像防护网这种不可避免的节流，其流通面积应尽可能大，以减少压力损失，特别

39、是结冰状态时的压力损失。因为它以相反的方式涉及到进气性能。为了有一个能消除APU产生噪声的进气道，进气道应足够快，以便进气道的消声衬里有足够的面积。进气道管道越t走，越迂回曲折，则消声能力越强，但对性能的影响恰恰与之相反。现代APU不可避免地要产生高声调噪声，故当一种飞机选用某种APU时，应考虑一足够的进气压降，以提供一个适合的噪声衰减。进气道流场崎变，即压气机进口气流速度不均匀，可能引起无法接受的振动，进气祸流可。这对轴流压气机特别敏感.离心压气机对流场畸变不太敏感，进口流场畸变极限值通常在型号规范中规定，但在设计阶段，确定畸变指数及其影响是件困难的事。在研制过程中，应尽早用一台具有代表性的

40、APU进行全尺寸试验。4.2.4 结冰在进气道中冰块的聚集可能有两个影响:它可能集结在防护网上，使其阻塞和节流，造成APU输出功率降低;或者冰块局部熔化并在防护网下游又结冰，形成大的冰块，冰块脱落并击伤压气机。AR规定如下. 25.1091进气(a)发动机和辅助动力装置的进气系统，应满足下列要求z(1)在申请合格审定的每种运行条件下，必须能够供给该发动机和辅助动力装置所需的空气量。 25.1093进气系统的防冰(b)涡轮发动机(1)涡轮发动机及其进气系统，必须能够在所制定的飞机限制内的整个发动机飞行功率(推力)范围(包括慢车)和下列条件下工作，而发动机或进气系统部件上没有不利于发动机工作，或寻

41、|起功率(推力)严重损失的冰聚积。(1 )CC且25部附录C规定的结冰条件:( II )降雪和扬雪两种情况。齐平进气道通常不要求防冰，对冲压进气道，除飞行中为起动APU时能缩能伸的外，都要求防冰。防护网应位于突起物的下游，应能收集脱落的能击伤APU压气机的冰块，尽管经验表明，用Z型防护网这样大面积的网子，通常防护网能收集冰块和雪片而不阻塞发动机，但仍须12 经受规定的防冰试验。结冰试验见皿25.14190防冰系统通常有三种类型:a.啧防冰液;b电阻加温;C.喷从压气机引出的空气。HB/Z 312-98 在压气机引气用作空调的情况下，一般不考虑喷防冰液，因为它给座舱空气造成污染c电加热要求大量电

42、能，且有冰和水时，绝缘困难。引气防冰降低APU可用功率，但一般是最实际的解决方法。防冰系统安装唯一的要求是满足cc皿25部规定的要求。4.2.5进气口类型全冲压风舟式进气口对现代飞机而言，通常认为是不合算的。因为它增加阻力且需要防冰。通常用齐平的进气道，沿机身型面开一个门，门的位置应在防止APU飞行中转子风车转速大和飞行阻力小之间进行最佳折衷选择。但为了挖掘冲压潜力，以便APU在飞行中能起动，一种饺链式风扉己用于很多APU，这种进气牌，一但APU起动了，它可以收缩与机身型面齐平，以减少阻力并防止冰拉聚集，民用飞机常常要求空中起动，即通常要求经APU有一个正压差，如果允许空气吹整个系统而无妨碍时

43、，正压差会造成正的风车转速和大的阻力损失。民用飞机通常的作法是:多烧油来克服阻力，或冒不满足性能的风险而采用可操纵门。使用这种门会带来安装、成本、重量和额外维修等方面问题。根据飞行中的起动要求，这种门可能有两个或多个位置。优先使用双位置门，因为它简单。但在某些老式APU的安装中，为了让燃烧室能点火，可能要求增加一中间位置，以便节流。当代APU采用环形燃烧室设计，它对流量不敏感，在某些情况下，靠风车完成了空中起动。这种门处在气流的一面应是光滑的，有很好的缓冲能力以防止疲劳损伤。关闭位置要求柔性密封.以保证在所有飞行条件下，把转子的风车转速降低到可接受的水平。在所有飞行条件和地面条件下，门是可以打

44、开的，旦应有下列特性3a饺链系统应容易装配;b应提供开门和关门的手动系统，以备作动简出故障时飞机仍能出航;c作动系统还应具有一个设计特性，即防止门关闭时起动APU和APU停车后过早关闭门。关闭进气门时起动AlU将造成不稳定工作。在不稳定工作期间，损坏的可能性虽然不太大，但认为是-种坏习惯。在APU冷却下来之前关闭进气门，会造成热浸泡，使APU的一些部件逐渐损坏。因此，APU工作前，门应该是开的，转子停转后到某一规定的时间才关门，这已成为一条设计要求。许多民用飞机采用一自动联锁系统。联锁系统送一信号给APU的控制器，控制器在接到其他起动要求的同时，未接到门打开信号前，不会起动APUo系统将门打开

45、信号送到驾驶舱仪表板上的灯，控制器发出信号表明起动的其他条件都准备就绪。13 HB/Z 312-98 无论哪种情况，除非驾驶员有确定门是开的其他方法和有超越控制器的措施，门打开信号出故障都将妨碍起动APU。为了能正点出航.在起飞前APU可预先起动，以确保克服飞行中的联锁故障。4.2.6进口防护网进口防护网是防止外物击伤APU的有效装置。这些外物可能是吸入进气道的、也可能是维护工作时疏忽遗留在进气道的。进口防护网可由APU制造厂作为APU的零件提供，也可由飞机制造厂装在进气道中提供。由APU制造厂在压气机进口处设置防护网，其优点在于能截获进气系统维护工作时的遗留物，或收集上游游离的碎冰块。无论什

46、么场合，网格应安装在进气系统具有最大横截丽处，以便减少压力损失，结冰时阻塞量最小。可以考虑用图6所示的Z型网格。其设计思路是:垂直气流的网格部分捕捉外物或冰块，而平行气流搁置的网格使进口空气无阻碍的通行。其他类似的形状，如礼帽网格也具有同样的功能。但是形状复杂网格易形成应力集中.造成疲劳破坏;平板网格使用方便，加工经济，但防冰效果不太理想。网目规定为每25rnm四个孔，最小孔眼尺寸为5m皿X5m皿。绝对不能使用小于1mm直径的网丝。网丝应该用不锈钢丝，并设法加强网目，使外物不能折断网丝强行通过。图7示出了-种网格的外廓，其弯曲是用来加强网格的。弯曲工具留下的印痕可能造成应力集中而疲劳破坏，这取

47、决于弯曲工艺。弯曲的一种代用方法是浸置轩焊，已获得成功应用。孔目的各边缘应牢固固定，它可以用舒焊或简单地搁置在充填成形材料中。这种材料具有很好的柔性，造成其弯曲应力。进气道网格的位置和安装应使其检查网格时易于拆卸。当防护网是随APU整机提供时，设计的防护网应可检查、或者易于检查出松动件，并在不拆卸发动机构件情况下予以恢复。4.2.7 进气道设计暴露在进气道内的机械紧固件工作时可能松动并被发动机吸入。在设计进气道的连接件、门的饺链、作动筒等等构件时，特别是位于进气网下游进气道内的连接件时，应特别留意进气道内应无螺母和其他紧固件。通常APU都采用柔性安装，以防止将机械振动传递给飞机的构件。因此，A

48、PU的可拆卸件和与飞机刚性连接的进气道零件之间应采用柔性连接。为方便APU的拆卸，它们还应是可快速拆卸的。图8示出了具有上述特征的柔性连接简图。进气道的材料应是防火和不吸泊的。在设计中，应考虑噪声衰减，至少也应在进气道留有空间，这样即使在初始设计时未包含噪声衰减，也不必为今后设置附加壁的厚度而重新设计周围的部件。?肖声材料越多，噪声越小。所选的消声材料应能经受振动和声学载荷而不发生疲劳损坏。当水或飞机的清洗液进入进气道，并聚集于某处最低点并结冰，然后碎成碎片，就会造成压气机损坏。如果存在这种偶然性，应在最低处提供一足够流量的泄漏口，以备放掉它们。与APU连接的进气道的一部分应是容易卸下的，以便检查压气机。4.3 排气系统排气系统的主要要求是不应给APU增加过大的反压，也不应给地面设