基本介紹
- 中文名：航天應急離機設備
- 外文名：Airborne Emergency Departure System
- 別名：空中應急離機系統
國外現狀,系統設計原則,系統構成及設計要求,離機程式,
國外現狀
國外的飛機（尤其大型運輸類飛機）都專門安裝空中應急離機系統，具有較為成熟的理論基礎和設計經驗，以下介紹國外試飛飛機的空中應急離機系統 ：
（1）Ty-204
俄羅斯圖波列夫上世紀80年代開發的Ty-204飛機上安裝有1套由應急泄壓裝置、應急出口、聲光告警和指示裝置、輔助扶手以及跳傘拉繩鋼纜等設備構成的空中應急離機系統。
此系統採用在客艙後部左右舷窗位置設計應急泄壓活門，使用機械方式開啟泄壓活門進行泄壓，大約10s就可以使艙內外壓力平衡；在客艙前端靠近駕駛艙位置設計貫通飛機客艙的艙內開口，並在貨艙右側垂直向下位置設計艙外開口，使用液壓方式驅動外部艙外開口口蓋運動，艙外口蓋向外向前開啟，可以防止氣流吹襲，在客艙內該口蓋周圍有欄桿和拉傘鋼索，應急口周圍有厚的橡皮覆蓋，避免人員碰傷；執行離機程式時，聲光告警和指示裝置將及時發出相關指令，機組人員利用輔助扶手，通過艙內口蓋進入貨艙後從艙外口蓋安全離機。
（2）MD系列
美國MD 公司依據FAA要求，在其各型試飛機上均安裝有一套由爆炸或火工品切割方式開啟的應急泄壓和應急出口裝置組成的空中應急離機系統。
應急泄壓和應急出口裝置由應急艙門、登機門或服務門改裝而成，機長通過引爆預設炸藥，在艙門位置炸出泄壓孔進行泄壓，泄壓完成後，引爆艙門連線處炸藥，將艙門打開並向外拋出，開闢逃生通道，供試飛組成員跳傘離機。通常，發動機尾吊的飛機多借用飛機客艙門或服務門作為外部出口，發動機翼吊的飛機多在前貨艙位置設定向下的外部出口。
（3）A380飛機
空客公司開發的 A380 飛機在試飛過程中，安裝有一套通過在客艙前端靠近駕駛艙位置設計貫通飛機客艙的內部開口，並通過改裝前貨艙門的方式設定外部出口的空中應急離機系統，供試飛組成員跳傘離機。
系統設計原則
空中應急離機系統設計應滿足以下總體設計原則:
(1)空中應急離機系統和設備應能在飛機的溫度、速度包線內正常工作;
(2)空中應急離機系統的設計應考慮相應的環境條件，如濕度、日光輻射、振動、淋雨、雷擊、衝擊和墜撞等因素的影響，須滿足 RTCA/DO-160 的相應要求;
(3)空中應急離機系統及設備應能承受在機身機動過載包線內正常工作;
(4)正常工作和防非指令性觸發可靠度高;
(5)系統裝機而導致的構型更改，不對飛機/系統功能或性能產生不可接受的影響;
(6)自身提供工作所需電源或能源;
(7)便於進行航前檢查和日常維護。
系統構成及設計要求
一套完整的應急離機系統應包括結構改裝和電氣設計 2 部分。結構改裝主要目的在於為試飛機組創建合理的離機環境並輔助試飛機組逃離至飛機外部。電氣設計的主要功能為整個應急離機系統提供獨立電源、控制離機門開啟以及發出語音和燈光指示引導試飛機組離機。應急離機系統具體構成如圖1所示。
圖1
國內民機應急離機相關的設計規範有GJB4049-2000《飛機應急離機系統通用規範》可供參考。根據現有的應急離機系統設計經驗，提出以下要求：
（1）電源子系統。考慮到應急離機系統是在飛機處於非正常情況時使用，緊急情況下，飛機有可能喪失正常供電功能。因此應急離機系統應使用獨立的電源，可選用與機載蓄電池相同的型號，以便進行地面維護及充放電。
（2）控制子系統。控制子系統是整個電氣設計的核心部分，系統通過發出電信號引爆火藥或燃爆彈，驅動離機門開啟。控制子系統的設計應滿足根據GJB1579-1993《電起爆的電爆分系統通用規範》，其可靠度最低要求不得低於0.995。GJB1579-1993還規定，為預防意外信號，必須有充分可靠的故障隔離，以保障至少需要有2個獨立故障串聯發生時，才可能引起電爆裝置的意外引爆。可通過安全開關與控制開關串聯共同控制執行電路，以降低離機門意外開啟的故障率。此外，為了防止因誤操作導致離機門意外開啟，控制開關應設計有保護裝置，如保護蓋或位置保護裝置等，防止誤觸。
（3）語音告警子系統。緊急情況下，機長發出語音指令通知機上的試飛工程師跳傘離機。因此，揚聲器的布置應充分考慮試飛工程師的活動範圍，同時應保證在最惡劣的噪聲環境下，試飛工程師在所有活動區域都可以清晰地聽到機長發出的語音指令。
（4）燈光子系統。燈光子系統功能與語音告警子系統類似，機長或副駕駛將發出燈光指示通知機上的試飛工程師跳傘離機。跳傘燈的安裝位置應能保證試飛工程師在活動範圍內均能清晰看見，跳傘燈的顏色和亮度應滿足GJB 2020A-2012《飛機內部和外部照明設備通用規範》的要求。應安裝有導光條或指示標誌明確標出離機入口，引導試飛機組在黑暗或煙霧環境下跳傘離機。
（5）離機門組件。離機門設計時應首要考慮離機門位置是否合理，機組人員從該位置跳傘後是否會與飛機本體和起落架相撞，並應通過分析和風洞試驗驗證離機門位置的合理性，在此基礎上，應使飛機的改裝量儘可能小。如離機門採用向外拋出的方式開啟，還應考慮極限情況下，客艙釋壓，離機門受外部氣動力的作用仍能正常開啟。
（6）其他要求。空中應急離機系統應能在飛機正常飛行包線、溫度包線等範圍內正常工作，並遵照國軍標的要求進行設計、製造和維護。系統電氣設備應依據DO-160G的要求進行環境鑑定試驗，以表明系統能在預期的環境條件下正常工作。此外，型號試飛工作開始前應完成應急離機程式的編寫和地勤、機組培訓，並完成地面試驗，模擬真實的離機情況，驗證應急離機系統功能正常，離機程式邏輯清晰，符合機組人員的操作習慣。
離機程式
緊急情況下，機長決策應急離機，機上所有人員應嚴格遵照離機程式進行有序撤離，以免慌亂及誤操作導致離機失敗。以民機最小飛行機組二人制為例，離機程式如圖2所示。
圖2
系統裝機完成後應進行地面演示試驗，模擬真實的應急離機情況，並由參試人員填寫應急離機改裝系統程式評價表，驗證系統功能正常，離機時間受控，離機程式的邏輯清晰，表達無歧義。
