HB 7085-1994 民用飞机乘员环境的防撞设计要求.pdf

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1、中华人民共和国航空工业标准HB 7085-94 民用飞机乘员环境的防撞设计要求1994-10-31发布1995-01-01实施中国航空工业总公司批准中华人民共和国航空工业标准民用飞机乘员环境的防撞设计要求1 主题内容与适用范围1. 1 本标准规定了民用飞机乘员环堤防撞设计的技术要求F本标准适用于民用飞机乘员舱内环境的撞击安全设计。2 引用标准本章元内容3 术语3. 1 乘员环境HB 7085-94 飞机在捕流飞行相应急状态下，发生可救生事故期间，乘员(乘客和机组人员)可能撞击或被撞击的结构区域和设备。3.2结构区雄在3.1所述的情况下，乘员身体的任何部位都可能撞击或被撞击到的周围掏件。4 技术

2、要求4. 1 设备布置应考E量的因素飞机在瑞流飞行和应急状态下，发生可救生事故期间，机内乘员有时会受到损伤，在某些情况下，由机内设备所引起的损伤可能更为严重。因此，在设备布置中应考虑下列因素=a.乘员和设备撞击的相对速度Fb.乘员受撞部位zc.乘员受撞面棋Fd.受撞设备或撞击设备的质量se.撞击物的几何外形尖角、锐边等); f.设备表面硬度或表面的适应性(与乘员身体相对表面的适应能力hg.设备表面的粗糙度Fh.设备对能量的吸收特性sL撞击方向(在乘员身上hJ.撞击经历的过程或时间。中国航空工业总公司19941031发布1995-01-01实施HB 7085-94 这些因素同时作用，并在效应上相

3、互依赖。另一个不受设计者控制的因素是乘员的忍耐力，由于年龄、健康、体形和骨憾的发育等原因，乘员的忍耐力在很大程度上是不同的。4.2 撞击损伤防护设计的基本原则a.将载荷在身体的大面积上分布会减轻损伤F消除和减少于臂、腿、上身或头部与撞击物的距离，会降低身体与撞击物之间的相对速度，从而减轻损伤，而且使身体与飞机的撞击状况改善.最奋效的方法是扩大人体与撞击物接触面积以减轻撞击载荷;b.应使用轻重量的结构或使用带有最小弹性回跳量的塑性变形衬垫来将载荷分布到身体上可减轻损伤。采用弹性撞击响应系统亦可减轻损伤sC.撞击载荷作用下引起的面层防护材料变形，应不暴露能导致伤害的结构zd.乘员舱内某些可能会松动

4、部件，如接头、护罩、天花板、行李架等等，应当设计成即使其固定系统失效时，还能保持原位以减少与乘员接触的可能性，减少损伤并在设计固定系统时，考虑撞击时乘员舱及内部设备的变形。4.3 人体防撞设计的要求4.3. 1 头部和颈部的防撞设计对乘员头部和颈部的防撞保护设计，应按照分布载荷和能量吸收来设计与头部接触的区域，使撞击载荷分布在整个面部，整个面部作为一个整体其强度就接近于头盖骨顶部的值。应允许面部陷入衬垫2.5至3.2cm确保面部的充分接触，这样其可承受的总载荷约为4890N左右。衬垫的内层结构在4890-5350N之间应当塑性变形，以吸收撞击能量。在设计时应考虑衬垫上覆盖层的作用，因为有些覆盖

5、材料可以增加100%的耐载荷能力。衬垫的内层结构应对衬垫提供均匀的支撑，而且在变形期间也不应出现硬点。头部的角加速度不但能够引起损伤还会使人失去知觉。应当避免能够使头部相对于躯于改变角度的局部接触。在头部没有支撑情况下，身体的加速度也能产生同样的效果。要特别注意的是，事故或事故后身体弹性反跳，从而引起头部在靠背上的过度后仰，继而可能发生的冲击反应。健康年轻人头部随意活动的范围大约是z左右侧向350，向前(弯曲)500，后仰550左右转动680。老年人与年轻人相比，头部随意活动范围一般会减少40%。在撞击期间头部随意活动的范围一般会超过这个范围，发生损伤的范围=头部侧向运动大约600，过度后仰为

6、800。在400-445N之间的载荷下的颈部局部撞击能够引起喉部软骨的断裂。4.3.2 躯干的防檀设计对躯干的防撞保护设计，主要考虑使胸腔变形的撞击载荷及采取的保护措施。胸部撞击的忍耐力随着撞击状态和被撞击人的生理特性不同而有很大变化。通常，老年人的损伤门槛值比年轻人低，就分布载荷而言，损伤与胸腔变形的关系比与载荷大小的关系更密切。据统汁小于5 lcm的胸腔变形弯曲仅产生轻伤。然而，从设计角度考虑，可以认为分布在胸骨上1780N的撞击载荷，仅能产生一个中等损伤，只有在4450至6670N的较高载荷下才能致使胁骨和胸骨骨折。致使心脏和肺部产生内部损伤是最严重的情况，这种情况在相对较低的载荷下也会

7、发生。在飞机上，由于乘员系有安全带，腹部可得到相当好的保护。然而，假如安全带系得不正确在骨盆上方)，谓节得太松或锁定于不正确的地方，腹部就可能致伤。一条很重要的准则是将2 H87085-94 载荷分布在最大的身体表面上，且避免局部载荷，对于腹部区域的侧向撞击，已发现撞击力为31l0N时可发生严重的但可治愈的损伤。4.3.3 腿的防撞设计研究表明，当把腿骨作为一个简支梁在中心撞击时，撞击速度约为4.3m/s，致使下腿骨骨折所需要的能量范围为3390至11527N.cm(5%至95%的人妇女和老年人的腿部骨折允许值比成年男子的要低，使65岁以上的女性和男性骨折要求的能量仅为65岁以下男性骨折的80

8、%。对于朦盖的撞击，当其载荷传到身体上时，也能对膝一大腿一臀部造成损害.假如膝盖所接触的区域是用约3.&m的低反弹的吸收能量材料加以保护的衬垫，那么损伤的门槛值保守的估计为6225N0 4.4 设备肪撞设计的要求4.4. 1 应该将可以引起损伤的坚硬的结构件固定牢靠，或附有吸能材料，以排除飞机在揣流飞行或应急状态下使身体撞击受伤的可能性。4.4.2 通常直接与身体接触或可能与身体接触的部件应当设计成大圆角、大表面面积、避免刚性或脆性结构，而且能吸收能量。4.4.3 烟灰盒、灯架、开关、空气啧嘴和其它类似的装置应设计成内藏式，座椅扶手应设计成软包式，这些装置均应设计为外形光滑且不易碎裂。4.4.

9、4 在乘员撞击范围内的结构应对身体或头部有大的面积、轻的质量和能量吸收的能力，附加刚住件应安装成避免与身体或头部相接触的形式。通过结构的逐步损坏获得人体的安全，还要求结构损坏时不出现尖点。4.4.5 用于吸收撞击能量的材料和结构，当身体与吸收能量的材料和结构接触和逐步挤压或移开时，这些材料和结构应能在身体上产生一个均匀的分布压力。4.4.6 座舱侧壁、隔板、隔框、窗框和其它覆盖层结构应具有吸能特性。表面连接处，诸如边缘和转角应光滑过攘，且使用软的不易碎裂的材料。4.4.7 诸如杂志架、氧气出口、照明装置、空气导管接晴、把手和开关这样一些舱内构件应被放置在乘员撞击范围以外，或设计成内藏式以避免撞

10、击损伤。4.4.8 行李架、厨房、衣柜和储藏间的设计应防止其松开、意外打开碰到乘员身上，里面的物品不应掉落，不应与应急撤离系统相干扰。5 关于设计和试验方法的考虑对乘员环境的防撞设计，要求考虑动态特性和能量吸收的性能，鉴于当前采用汁算公式解决防撞保护还不成熟，可以用经验方法和试验提供几种场合下有用的撞击保护方法.为了解决防撞问题，设计人员首要解决的问题之一是舱内设备与乘员的撞击速度，该速度将随着乘员的形体大小、约束系统的特性和构形、座椅特性和撞击方向与方式的不同而变化，利用计算机模形可得到乘员相对于内部设施速度的估算值。在这些模型中，飞机动态运动期间，乘员在其手、腿、上身和头部相对于飞机内部设

11、施的位移、速度和加速度能被确定，这些结果也可被用于预估所要求的能量吸收材料的位置和需要量，或者用来进行试验参数的选择以评估具体设计方法的性能。3 HB 75-94 由于具有防撞保护的设备和舱内设施设计，是材料、经验和有关塑性变形分析的综合结果，很多因素常常是无法确定或相互作用，所以很多设计是以经验来取得的。要使这些设计发挥其作用，应研制出一种箭单、低成本评估的试验程序，如头部区域与仪表板的撞击试验程序、头部区域与椅背撞击试验程序、面部与操纵手轮边缘的撞击试验程序和膝部区域与仪表板的撞击试验程序等。4 附加说明z本标准由中国航空工业总公司第三O一所提出。本标准由中国航空工业总公司第六O三所、六四0所、三。一所负责起草。本标准主要起草人z宋占成、徐欣山、马怡魁、封卓勇、李茂新、许小飞。