燃油泵的工作条件(AC25981-1C燃油箱起火源防护指导（五）)

Posted 2023-06-02

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燃油泵的工作条件(AC25981-1C燃油箱起火源防护指导（五）)

AC25.981-1C燃油箱起火源防护指导

9 设计考虑

9.1用于最少化点火源的可接受设计实践。在飞机燃油箱内其失效可能导致点火源的部件和系统的数量应最小化。譬如：

a) 光纤。为实现温度监控和燃油量指示功能而进入燃油箱的线路应尽可能减少。新技术的使用，如光纤，是一种减少或消除燃油箱内电气部件的方法；

b) 泵供电线路路径。如果可行，燃油泵应布置成其供电线路的路径位于油箱外，以保证供电线路失效不会在燃油箱内产生热点或使电弧进入燃油箱。当燃油泵供电线路位于油箱外时，应远离油箱壁板，这样可以消除电弧直接进入油箱或加热油箱表面的可能性，失效分析应考虑电气导管保护装置的必要。例如，泵电气连接器处的电弧已导致过燃油箱外不可控的燃油泄漏，点火源和不可控的火灾。此种失效模式应如同泵的其他电气失效一样，如泵内部电气线路失效，泵绕组电弧等，需要进行考虑。如果线路被敷设在燃油箱内的金属导管里，应采取冗余的保护方式，以避免线路产生的电弧穿透导管进入燃油箱。为实现这一目的，一个切实可行的方案是对线路加护套，并且采取一个与之独立的措施，如采用 GFI 或电弧故障断路器。因为多层护套也可能被磨穿，所以仅采用多层护套的方法是不可接受的。

注：可能损坏线路或燃油泵的电磁环境和闪电感应瞬变电流，应在燃油泵线路系统的设计中进行考虑并表明符合性。

c) 泵入口位置。进入燃油泵入口的碎屑会在燃油箱内引起火花。对于此种点火源，一种解决方法为：泵的布置应使，在飞机运行包线内当泵工作时，均应保持泵入口被燃油覆盖。可使用灭火技术来阻止点火从燃油泵蔓延进入燃油箱(灭火器的性能应通过试验进行确认，以确保其具有阻止火焰锋的有效性)。包含下列所示的所有防护方法都应保证在飞机运行过程中可预期发生的各种条件下，如俯仰、滚转姿态和负重力，都是有效的；

1) 主燃油箱。在油箱结构上安装隔板以及使用 Collector 油箱(用引射泵可将其持续注满燃油)，对于保持泵入口和泵壳体浸没于燃油当中，都是已被证明了的成功方法；

2) 辅助燃油箱。对于使用马达驱动燃油泵和常规为空的辅助油箱来说，可接受的设计措施包括，在露出燃油泵入口之前关闭马达驱动泵，在回油泵入口管路上安装灭火器，或者用引射泵排出剩余燃油。(注意表明燃油系统中诸如灭火器的安装特性应符合 25.951 节中关于燃油系统性能的要求。)

d) 布线。以下关于布线的章节说明了燃油箱附近布线的可接受的方法。对于详细的要求和更进一步的指导，申请人应参照 123 号修正案发布的新 EWIS 规章中和相关咨询通报中规定的布线安装和设计要求。

1) 固有安全线路。用于传导固有安全水平电能进入或通过燃油箱的线路，应当结合使用保护特性以防止其电能超过本 AC 第 8b 和 8c 节中所讨论的固有安全水平。应对固有安全线路加以保护以使其免遭闪电和高强度辐射场感应电能的影响。还应采用以下的保护特性来支持达成此目标：

(a) 燃油箱线路和其他飞机线路间的隔离和屏蔽，以及；

(b) 防止闪电、HIRF 和其他电磁干扰的屏蔽，以及；

2) 高能量线路(包括所有的非固有安全线路)：

(a) 线路不应该敷设在燃油箱内的金属导管内或邻近燃油箱表面，因为破损、不适当的维护或其它失效/磨损将导致线路对导管或燃油箱表面发生电弧，继而在燃油箱内产生点火源。如果使用了金属或其它可导电的管路材料，应假定线路会对导管、邻近的油箱表面或结构发生电弧的单点故障。另外，应结合线路保护特性或其它特性，以避免在燃油箱内产生点火源。可用于解决此可预见失效状况的方法包括各种电路保护特性的使用，例如双重导管，厚壁导管，和/或快速接地故障阻断(GFI)断路器；

(b) 通过安装在燃油箱内金属导管敷设的电气导线，由于短路可使导管表面温度升高或发生电弧。除非采用了失效-安全保护特性，所有传导超过固有安全水平能量(如燃油泵供电)的线路，如果进入或通过燃油箱，则应在假定其会对邻近表面(如金属导管或机翼表面)产生电弧的情况下进行评估。一个非常危险的电气线路失效状况或许为以下情况之一，绝缘层的磨损、开裂、断开或低的介电强度，这些状况会造成断续或持续的电弧，却不能消耗足够的电能使电路保护装置断开。对于在役飞机线路的检查已经表明，由于导管内导线存在运动，导线绝缘层和套管的磨损可能大于预期。对于每一个安装，其导管材料的粗糙度以及所处的不同的振动等级都可能导致磨损明显增加。另外，检查经验已经表明，由于保护套管的脱落、不正确的安装或使用错误的套管材料都能导致电线绝缘层的损伤。鉴于这些原因，在线路上仅使用保护套管不足以表明符合性。设计容许这些可预见的失效或维护缺陷时，才允许使用保护套管。

注：虽然AC25-8提出了在飞机辅助燃油箱内，作为一种可接受的方法可使用金属导管敷设电气线路。但如上所述，对于任何燃油箱，过去的这些实践并不能满足25.981中的失效-安全要求，除非结合附加的失效-安全特性。因此，本AC中较新的指导，以及在25-102修正案中的规章修正了AC25-8中的指导。

3) 线路隔离。运输类飞机上的线路设计在不同的制造商和型号间差异很大。因此，不可能定义一个明确的线束间的通用隔离距离或物理隔板特性，以保护关键电路免受损害。线路和 EWIS 其他部件的隔离要求包含在 25.1707 条款(EWIS 的规章定义 25.1701 条款)。AC25.1701-1，运输类飞机 EWIS 审定，第5d 章节，包含了确定 EWIS 间，以及 EWIS 和飞机系统/结构间的合适隔离距离的指导。尽管 25.1707 条款并不是改装飞机的型号审定基础，但在考虑合适的隔离距离时，AC25.1701-1 中相关指导应连同本 AC 中相关指导执行。燃油箱的固有安全线路应进行保护，以免受由闪电、电源系统转换瞬变、邻近其他飞机线路产生的电磁干扰(EMI)引起的感应电流的影响。此外，电线绝缘层损坏后，假如和其他非固有安全的导线导体相接触，可能导致有害的电能进入燃油箱。需特别关注的是线束着火后有可能会使非固有安全导线暴露、破裂，并且损害物理邻近的固有安全导线的绝缘层。破损导线可能仍具有电能并可能和损伤的固有安全导线的导体相接触。假如采用物理间隔的方法保护燃油系统固有安全线路免受其他线路影响，或保护燃油箱壁板免受高能导线的影响，申请人必须确定最小的物理间隔。申请人也应进行分析以说明，在考虑了以下所列因素的情况下，大于本 AC 中 8b 和 8c 节中规定的电流和能量不会进入到固有安全线路中。以下内容基于 AC25.1701-1 中 5(d)3和(4)中的指导。

(a) 在线束和临近线束内信号的电气特性、能量和关键性；

(b) 安装设计特性，包括固有安全线路和邻近高能导线敷设路径设置支架的数量、类型、防火特性和位置；

(d) 在固有安全燃油系统线路和邻近线路安装中可能存在的不确定因素，包括导线支架的位置或遗漏以及导线的可能松弛量；

(e) 可预期的工作环境，包括可能发生偏差或相对运动量和导线支架失效或其它能保持物理隔离的方法及导线断裂的影响；

(f) 线束着火影响；

(g) 飞机制造商标准导线操作手册(SWPM)以及 25.1529，25.1729，26.11(b)，26.11(c)条款中要求的持续适航说明(ICA)中定义的维修实践；

(h) 可能的 EMI、HIRF 或感应闪电影响。

注：在飞机的某些局部区域，要保证实现最小隔离距离是不现实的，特别是对于小型的运输类飞机。在这些区域，如果通过试验和分析表明对飞机的安全运行没有危害，那么采用保证等效的最小物理隔离的其他方法是可接受的。测试或分析程序应该是保守的并考虑了可能的最恶劣环境(没有表明是极不可能的环境)。申请人应当对ACO证明，所采用的隔离方法对导线失效提供了必要的保护。EMI保护也必须经过验证。

4) 检查。应该具有措施以允许对线路、物理隔板和其他物理保护提供目视检查。当无法直接实施目视检查时，可采用无损检查辅助设备，但必须表明该检查方式是有效的，并且该检查程序应在按 25.1529、25.1729、26.11(b)和26.11(c)条款制定的维修手册中予以明确；

5) 标识。必须提供措施以便于使 EWIS 导线对于检查、维修和改装人员是易于识别和可视的。所采用的标识方法必须在整个飞机营运期内保持清晰可读。25.1711 条款包含了对 EWIS 标识的完整规章要求；

6) 断路器。运营经验表明在某些飞机设计中，安装在燃油泵电路中的热机械断路器无法阻止电气线路中的电弧通过金属隔板(如导管、燃油泵壳体、电连接器或燃油箱壁板)进入燃油箱。证据表明源自线路对金属表面的电弧可能不会造成激烈的短路而使断路器脱扣，可能会产生断续的低能量的电弧通过金属壁板进入燃油箱。对于这种失效状态，可同过采用电弧故障断路器(AFCB)和接地故障阻断器(GFI)等电路保护装置来提供失效安全特性，以说明符合性；

7) 非金属导管的使用。假如使用了非金属导管，应说明与燃油的兼容性。应对非金属导管由以下因素产生的老化效应进行评估，包括热，连接装置处的腐蚀，导管内敷设导线的短路产生的热损害；

8) 导线死接头。在燃油系统线路中允许使用死接头作为标准的维修程序。死接头的可接受性基于系统设计和失效-安全特性。系统安全性评估可能表明在燃油箱系统线路(例如燃油箱内和燃油泵绕组中的燃油量指示线路)中禁止使用死接头。这应被定义 CDCCL；

9) 燃油箱内银的使用。银可与硫或水相结合，会在暴露的导体间形成硫化银或氧化沉积物。硫化银沉积物会降低导体间的阻抗，并且当遭受非常低能量水平的电能时也会点燃燃油蒸气。假如在油箱内的电气部件和线路中，认为使用银是必须的，则应被定义成 CDCCL。在试验室测试中，表明可点燃燃油蒸气的能量水平接近于燃油量指示系统导线和探头正常工作时的能量水平。因此本问题应着重加以关注解决；

10) 钢丝棉的使用。钢丝棉作为一种清洁工具，用于清除燃油箱内的腐蚀以及清洁部件。钢丝棉会产生小的导电细丝，在燃油箱内引起点火源。基于以上原因，设计批准持有人一般不允许在燃油箱内使用钢丝棉，而是建议采用其他清洁工具