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目前廣泛采用的措施,是將飛機機身的駕駛艙、客艙、貨艙和電子設(shè)備艙(全部或部分)等做成氣密艙。氣密艙的增壓空氣來自發(fā)動機的壓氣機。從壓氣機引出的壓縮空氣,經(jīng)過一系列裝置進入密封艙,從而使空氣溫度適宜,氣壓按預(yù)定的規(guī)律變化。
保證氣密艙的密封性是個關(guān)系到飛行安全的重要問題,也是需要考慮諸多因素的綜合性問題。由于飛機結(jié)構(gòu)本身的固有特性,飛行中的結(jié)構(gòu)變形以及使用條件復(fù)雜(如溫度變化、振動等諸方面的影響),要求氣密艙絕對不漏氣是難以辦到的,通常不要求絕對密封(結(jié)構(gòu)油箱要求嚴(yán)格密封),允許存在可接受的泄露。
高空癥的嚴(yán)重程度與在缺氧條件下停留的時間有直接關(guān)系。從開始患高空癥到人失去知覺這段時間稱為“維持時間”,如在 "高空直接呼吸大氣,這種維持時間僅 ’(。因此,飛機高空飛行時,如果增壓氣源或增壓系統(tǒng)發(fā)生故障,飛機要應(yīng)急下降到安全高度,在這種情況下,要求氣密艙在足夠的時間內(nèi)保持一定余壓。從這點考慮要求氣密艙泄露越小越好。
二、氣密艙的密封性要求
為了保證乘員安全,對民用客機氣密艙的密封性提出了較高的要求:
(")氣密艙內(nèi)達(dá)到最大余壓時,部分增壓氣源發(fā)生故障(如裝有雙發(fā)飛機的一臺發(fā)動機空中停車)或部分供氣系統(tǒng)發(fā)生故障。氣密艙的密封性應(yīng)仍能維持艙內(nèi)增壓要求,以保證飛機正常飛行。
(%)對于應(yīng)急下降情況,應(yīng)考慮到氣密艙內(nèi)的密封性問題和氧氣系統(tǒng)供氧問題,而且還要考慮到當(dāng)增壓氣源系統(tǒng)全部發(fā)生故障。停止向氣密艙內(nèi)供氣時,飛機以容許的最大下降率下降到某一安全高度,氣密艙在這段時間內(nèi)應(yīng)仍能保持一定的余壓值,直至達(dá)到安全高度時,艙內(nèi)余壓才允許減小到零,以保證艙內(nèi)乘員的生命安全。
三、氣密艙的密封試驗
飛機經(jīng)過維護、修理之后,尤其是重大的結(jié)構(gòu)修理之后,為了確認(rèn)飛機仍能滿足 •*)’•
原有密封性要求,一般需做整機地面密封試驗。
(一)整機氣密艙地面密封試驗方法測量氣密艙泄漏量的方法有兩種:流量法和壓力降法。 "流量法流量法也稱補償法。該法要求密封試驗時連續(xù)供給氣密艙一定流量的氣體。當(dāng)艙內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)計余壓值并保持穩(wěn)定時,其單位時間供氣量等于氣密艙的單位時間泄漏量。因此,這時的供氣量即為氣密艙的泄漏量。無論氣密艙的容積大還是小,均可采用這種測試方法,但它更適用于泄漏量較大而容積小的氣密艙。
"壓力降法
向氣密艙連續(xù)供氣,使艙內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)計余壓值(一般在 " %—" &’()*范圍內(nèi),各型飛機的具體數(shù)據(jù)查相應(yīng)的飛機維護手冊),然后關(guān)斷氣源,這時艙內(nèi)壓力由于空氣泄漏而逐漸下降,依據(jù)艙內(nèi)氣壓下降的時間,就可以算出氣密艙的泄漏量。這種密封性試驗方法稱為壓力降法。采用這種方法只需要一個供氣源。另外,將氣密艙增壓到預(yù)定的余壓以后,即可停止供氣,不需要連續(xù)供氣。測量時,記錄艙內(nèi)壓力從一個預(yù)定值降到另一個預(yù)定值的時間,就可以計算出泄漏量。因此,采用壓力降法所使用的設(shè)備簡單,測試方法簡易可靠。
這種方法適用于泄漏量小而容積大的氣密艙。目前,民用運輸機廣泛采用這種方法測試氣密艙的密封性。
(二)泄漏時間的修正
"由于溫度、壓力變化引入的修正
氣密艙試驗的要求是按地面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力( ))和標(biāo)準(zhǔn)大氣溫度( +)給出的。因此,地面試驗時,如果試驗大氣條件與標(biāo)準(zhǔn)大氣條件有較大區(qū)別,則應(yīng)該加以修正。例如,采用壓力降法進行密封性試驗,試驗大氣條件下的實際泄漏時間為 ,,標(biāo)
-
準(zhǔn)大氣條件下給出的泄漏時間為 ,,則有 ,-. / +,(0 12 1)式中: / ———環(huán)境壓力修正系數(shù); + ———氣密艙內(nèi)溫度修正系數(shù)。這里
).
)3) (0 12 1)
-
+ .
+3+
式中: )———試驗場地大氣壓力; -
-
+-———試驗時艙內(nèi)溫度。試驗前可畫出標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下艙內(nèi)壓力下降時間與泄漏量的關(guān)系曲線。試驗時
•%4&•
可根據(jù)試驗條件對實際測得的壓力下降時間進行修正,在曲線上查出密封艙實際泄漏量。
"由于實驗容積的不同所引入的修正
氣密試驗時,試驗人員的位置有兩種情況:一種是位于艙內(nèi)進行測試;另一種是位于艙外。
第三節(jié) 渦流檢測
一、渦流檢測的基本原理
渦流檢測是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)的。檢測線圈通交流電(即激磁電流),就會在線圈周圍產(chǎn)生一個交變磁場(初級磁場)。如果將線圈靠近被檢測的導(dǎo)電試件,在交變磁場的作用下,試件中就會感生出交變的電流— ——渦流。渦流也在試件中及其周圍產(chǎn)生一個附加的交變磁場(次級磁場)。根據(jù)楞次定律可以知道次級磁場的方向與初級磁場的方向相反。圖 %& %’( ()所示為線圈放在試件表面上的情況。矢量 )*代表檢測線圈的初級磁場,矢量打,代表試件中。渦流引起的次級磁場。圖
%& %’( +)所示為檢測線圈環(huán)繞試件放置的情況。如圖 %& %’示,試件中渦流方向是與給試件加交流磁場的線圈(即激磁線圈)中的電流方向相反的。渦流產(chǎn)生交變磁場,這個磁場的磁力線穿過激磁線圈時,就在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。因為這個感應(yīng)電流方向與渦流方向相反,結(jié)果就與激磁線圈中原來的電流(激磁電流)方向相同了,所以線圈中電流由于渦流的反作用而增大了。
試件中的感應(yīng)渦流與激磁線圈的形狀和尺寸、激磁電流的頻率、試件材料的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、試件的形狀和尺寸、線圈與試件的距離以及試件表面裂紋等缺陷有關(guān)。由渦流產(chǎn)生的次級磁場也就同樣與上述因素有關(guān)。通過測量檢測線圈中的電流變化量可以確定次級磁場的變化量。在理想試件中產(chǎn)生的渦流流動形式是一定的。如試件有裂紋的話,勢必使渦流的流動發(fā)生畸變而影響次級磁場。這樣通過比較,設(shè)法檢測出這些渦流畸變的情況,就可以判斷試件中有無缺陷,這就是渦流檢測的原理。
讓試件或檢測線圈按一定速度移動時,根據(jù)渦流變化的波形,就可以得到有關(guān)缺陷或損傷的種類、形狀和大小等信息。
二、渦流檢測的檢測深度
渦流檢測分為高頻渦流檢測和低頻渦流檢測。頻率在 ,-.)/以上稱為高頻,頻率在 ,-.)/以下稱為低頻。渦流的磁場會引起交變電流趨向?qū)w試件表面,使試件橫截面上的電流分布不
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