一种直升机区域分析方法与流程

1.本发明属于直升机总体结构设计技术领域，涉及一种对直升机的分析方法，具体涉及一种直升机区域分析方法。


背景技术：

2.直升机区域检查要求的制定，世界各国直升机制造商共同认可接受唯一有效的方法是美国航空运输协会(ata)组织制定的msg-3标准推荐的方法。
3.但是，msg-3标准给出的区域分析方法倾向流程方法，并没有规定具体的工程方法，而是由各直升机制造商根据自身的工程经验确定。
4.以往区域分析方法是按照工程经验定性判断区域的安全性，按以往方法得出的区域安全性是部分的或局部的，它缺乏舱内或区域内某系统部件、设备故障或失效情况下，对区域内邻近系统部件、设备的损伤和造成对直升机安全性影响“动态”分析。
5.直升机区域分析涉及系统专业多、数据量大和分析复杂等特点，制约了区域检查要求制定的合理性和科学性。如果采取一种可量化评估的区域分析方法，将有利于区域检查维修要求的制定。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提供了一种直升机区域分析方法，在msg-3标准定义的分析程序基础上,对区域大小(z_si)、区域稠密度(z_de)、区域环境(z_en)和区域重要度(z_im)等4个区域敏感因子提出了可量化的评判标准，能更科学地进行区域分析，有利于确定合适有效的区域检查任务及其间隔，降低维修成本，提高运行效率，确保飞行安全。
7.本发明的技术方案：
8.一种直升机区域分析方法，以区域大小(z_si)、区域稠密度(z_de)、区域环境(z_en)和区域重要度(z_im)这四个可量化的区域敏感因子来评价和分析直升机的区域；其中，区域大小(z_si)是根据直升机区域的空间大小来划分为三个等级，区域稠密度(z_de)是根据直升机区域的结构密集度来划分为三个等级，区域环境(z_en)是根据直升机区域密闭程度来划分为三个等级，区域重要度(z_im)是根据直升机区域的安全与重要零件存在与否来划分为三个等级。
9.进一步的，区域大小(z_si)敏感因子的划分方法具体是：根据区域界定的空间x、y、z值域体积大小确定，区域大小等级判定：
10.z_si≤0.7m3,区域大小等级为低，用数字1标识；
11.0.7m3《z_si≤5m3，区域大小等级为中，用数字2标识；
12.z_si》5m3，区域大小等级为高，用数字3标识。
13.进一步的，区域稠密度(z_de)敏感因子的划分方法具体是：根据区域单位体积内设备和结构项目数的比值大小来确定，区域稠密度等级判定：
14.z_de≤17％，区域稠密度等级为低，用数字1标识；
15.17％《z_de≤35％，区域稠密度等级为中，用数字2标识；
16.z_de》35％，区域稠密度等级为高，用数字3标识。
17.进一步的，结构项目是指对于承受飞行载荷、地面载荷、增压载荷或操纵载荷、或外部载荷具有重要作用的任何结构细节、结构元件和结构组件，并且它们的失效可能影响保证航空器安全性所必需的结构完整性，和/或可能对人员造成严重或致命伤害。
18.进一步的，区域环境(z_en)敏感因子的划分方法具体是：根据区域结构的密闭程度确定，区域环境等级判定：
19.区域密闭，隔离外部环境条件好，区域环境等级为低，用数字1标识；
20.有能打开的结构，包括口盖、舱门和整流罩，是非完全密闭区域，区域环境等级为中，用数字2标识；
21.完全暴露在外部环境，区域环境等级为高，用数字3标识。
22.进一步的，区域重要度(z_im)敏感因子的划分方法具体是：根据区域内存在的关重件项目安全性等级确定，区域重要度等级判定：
23.既无关键件或重要件、又不存在安全性等级是cat或haz的零件，区域重要度等级为低，用数字1标识；
24.存在重要件或存在安全性等级是haz的零件，区域重要度等级为中，用数字2标识；
25.存在关键件或存在安全性等级是cat的零件，区域重要度等级为高，用数字3标识。
26.进一步的，关键件是指功能故障直接影响飞行安全的结构项目，重要件是指故障不直接影响飞行安全,但直接影响任务的完成的结构项目。
27.进一步的，安全性等级cat是指灾难性失效状态，会妨碍安全飞行和安全着陆；安全性等级haz是指危险性失效状态，会降低直升机的能力或将机组处理不利工作条件的能力降低到以下水平。
28.进一步的，区域分析中，需要对区域稠密度(z_de)和区域重要度(z_im)进行矩阵关联，再与区域环境(z_en)进行关联，取其矩阵关联值，最后的矩阵关联值作为标准区域分析检查间隔的依据。
29.进一步的，在增强区域分析中，建立区域大小(z_si)和区域稠密度矩阵(z_de)，取其矩阵关联值，再与区域环境(z_en)进行关联，取其矩阵关联值，作为区域检查要求的依据。
30.本发明的有益效果：
31.1、本发明提出了一种直升机区域分析方法，已在若干种型号的直升机的直升机区域分析中应用，未来能全面应用到其它直升机，为直升机区域分析提供技术支持，降低维修成本，提高运行效率，确保飞行安全。
32.2、本发明的方法可量化任意指标并提供等级划分，使用明确，标准统一。
附图说明
33.图1为直升机平尾区域等级示意图；
34.图2为直升机区域敏感因子关联示意图。
具体实施方式
35.本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以互相组合。
36.本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方向或位置关系为给予附图说是的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指装置或与案件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含包括更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或以上。
37.本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体化连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.一种直升机区域分析方法，以区域大小(z_si)、区域稠密度(z_de)、区域环境(z_en)和区域重要度(z_im)这四个可量化的区域敏感因子来评价和分析直升机的区域；其中，区域大小(z_si)是根据直升机区域的空间大小来划分为三个等级，区域稠密度(z_de)是根据直升机区域的结构密集度来划分为三个等级，区域环境(z_en)是根据直升机区域密闭程度来划分为三个等级，区域重要度(z_im)是根据直升机区域的安全与重要零件存在与否来划分为三个等级。
39.区域大小(z_si)敏感因子的划分方法具体是：根据区域界定的空间x、y、z值域体积大小确定，区域大小等级判定：
40.z_si≤0.7m3,区域大小等级为低，用数字1标识；
41.0.7m3《z_si≤5m3，区域大小等级为中，用数字2标识；
42.z_si》5m3，区域大小等级为高，用数字3标识。
43.区域稠密度(z_de)敏感因子的划分方法具体是：根据区域单位体积内设备和结构项目数的比值大小来确定，区域稠密度等级判定：
44.z_de≤17％，区域稠密度等级为低，用数字1标识；
45.17％《z_de≤35％，区域稠密度等级为中，用数字2标识；
46.z_de》35％，区域稠密度等级为高，用数字3标识。
47.结构项目是指对于承受飞行载荷、地面载荷、增压载荷或操纵载荷、或外部载荷具有重要作用的任何结构细节、结构元件和结构组件，并且它们的失效可能影响保证航空器安全性所必需的结构完整性，和/或可能对人员造成严重或致命伤害。
48.区域环境(z_en)敏感因子的划分方法具体是：根据区域结构的密闭程度确定，区域环境等级判定：
49.区域密闭，隔离外部环境条件好，区域环境等级为低，用数字1标识；
50.有能打开的结构，包括口盖、舱门和整流罩，是非完全密闭区域，区域环境等级为中，用数字2标识；
51.完全暴露在外部环境，区域环境等级为高，用数字3标识。
52.区域重要度(z_im)敏感因子的划分方法具体是：根据区域内存在的关重件项目安全性等级确定，区域重要度等级判定：
53.既无关键件或重要件、又不存在安全性等级是cat或haz的零件，区域重要度等级为低，用数字1标识；
54.存在重要件或存在安全性等级是haz的零件，区域重要度等级为中，用数字2标识；
55.存在关键件或存在安全性等级是cat的零件，区域重要度等级为高，用数字3标识。
56.关键件是指功能故障直接影响飞行安全的结构项目，重要件是指故障不直接影响飞行安全,但直接影响任务的完成的结构项目。
57.安全性等级cat是指灾难性失效状态，会妨碍安全飞行和安全着陆；安全性等级haz是指危险性失效状态，会降低直升机的能力或将机组处理不利工作条件的能力降低到以下水平。
58.区域分析中，需要对区域稠密度(z_de)和区域重要度(z_im)进行矩阵关联，再与区域环境(z_en)进行关联，取其矩阵关联值，最后的矩阵关联值作为标准区域分析检查间隔的依据。
59.在增强区域分析中，建立区域大小(z_si)和区域稠密度矩阵(z_de)，取其矩阵关联值，再与区域环境(z_en)进行关联，取其矩阵关联值，作为区域检查要求的依据。
60.图1直升机平尾区域等级示意图。
61.依据arp 4754a飞机与系统研制指南、arp 4761机载系统和设备安全性评估指南、gjb900-1990系统安全性通用大纲等指南和标准，补充说明以下定义：
62.1)结构项目，指对于承受飞行载荷、地面载荷、增压载荷或操纵载荷、或外部载荷具有重要作用的任何结构细节、结构元件和结构组件，并且它们的失效可能影响保证航空器安全性所必需的结构完整性，和/或可能对人员造成严重或致命伤害；
63.2)区域单位体积内设备和结构项目数，通常做法按照区域内设备体积总和与区域体积的比值，但设备体积大小与安全性很难建立关联，体积大的设备其功能故障丧失导致的安全性等级未必高于体积小的设备，因此，区域分析中不采用区域内设备体积之和与区域体积之比，从涉及功能故障丧失导致的安全性等级高的设备和结构数量与区域体积的比值，更能反映出区域所安全性关注的敏感性程度。区域稠密度的好处是能为区域维修活动频度、可达性、维修空间以及各设备之间的相互影响等提供工程评估判据。
64.3)关键件是指功能故障直接影响飞行安全的结构项目。
65.4)重要件是指故障不直接影响飞行安全,但直接影响任务的完成的结构项目。
66.5)安全性等级cat是指灾难性失效状态，会妨碍安全飞行和安全着陆，
67.6)安全性等级haz是指危险性失效状态，会降低直升机的能力或将机组处理不利工作条件的能力降低到以下水平：
68.上述定义在arp 4754a飞机与系统研制指南、arp 4761机载系统和设备安全性评估指南、gjb900-1990系统安全性通用大纲等指南和标准均有明确定义依据。
69.如图2所示，区域分析中，需要对区域稠密度和区域重要度进行矩阵关联，见附图2直升机区域敏感因子关联示意图，从关联图中可以看出，在标准区域分析中，重要性等级和稠密度等级首先关联，然后取其矩阵关联值，再与环境等级进行关联，取其矩阵关联值，最
后的矩阵关联值作为标准区域分析检查间隔的依据；在增强区域分析中，建立区域大小等级和区域稠密度矩阵，取其矩阵关联值，再与区域环境(增强区域中指潜在火情影响)进行关联，取其矩阵关联值，作为区域检查要求的依据。
70.该分析方法在ac系列民用直升机区域分析中得以应用，效果好，为科学判定直升机区域检查要求提供了工程方法。
71.以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。