HB8677-2023飞机整体油箱油压载荷计算方法.docx

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1、ICS 49. 020CCS V04HB中华人民共和国航空行业标准HB86772023飞机整体油箱油压载荷计算方法Calculatingmethodsoffuelpressureforintegralfueltankofaircraft2023-12-29 发布2024-07-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14一般要求14.1 实体边界的判定14.2 计算油压载荷时飞机整体油箱的分类24.3 机身内燃油箱应考虑的油压载荷34.4 机身外燃油箱应考虑的油压载荷44.5 近机身或发动机周围燃油箱应考虑的油压载荷45详细要求45.1 工作压力、

2、地面加油故障压力、燃油重量所产生的压力45.2 极限滚转燃油压力55.3 晃动燃油汕头所致燃油压力55.4 油箱满油的飞机在最大限制加速度及相应变形时所致燃油压力55.5 向上燃油油头所致燃油压力55.6 向下燃油油头所致燃油压力65.7 向后燃油油头所致燃油压力65.8 向前（航向）燃油油头所致燃油压力65.9 侧向燃油油头所致燃油压力8本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国航空综合技术研究所归口。本文件起草单位：上海航空工业（集团）有限公司、中国商

3、用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院、中国航空综合技术研究所、中国商用飞机有限责任公司、中国航发商用航空发动机有限责任公司。本文件主要起草人：李强、薄晓莉、朱森虎、陆慧莲、杨建、叶聪杰、刘杨、汤家力、李小军、周松官、刘骏、陆俊、黄莎莎、徐腾良、杨怡文。飞机整体油箱油压载荷计算方法1范围本文件规定了运输类飞机整体油箱应考虑的油压载荷、油压载荷的计算方法。本文件适用于运输类飞机油压载荷作用下整体油箱的结构设计及强度分析。其他类型飞机可参考本文件。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用二构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件

4、，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。CCAR-25运输类飞机适航标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1整体油箱integralfueltank经过密封处理，用机体内部空间直接作为燃油的容积的结构空间。3.2实体边界solidbarrier可有效阻止燃油流动的任何内部隔板。4一般要求4. 1实体边界的判定实体边界应满足以下两个条件：a）能承受飞机运行过程中预期的压力载荷；b）根据燃油流动方向，隔板将燃油箱分为上游空间与下游空间，0.5s的时间内，燃油无法从上游流动至下游。时间t的计算公式为：Vt=-,7w式中：VIg平飞状态下，燃油箱内下游空间的空气体积。下游空间应是被实体

5、隔板封闭的区域。在大部分情况下，可认为下游空间内含2%的空气体积，m3;j隔板上孔的数量；i第i个孔；Cai孔i的排放系数。可保守的处理为Cai=1,或者根据孔的大小和形状来确定：ai孔i的面积，H?;g重力加速度，ms2hi孔i上游空间的液压油头距离，包括所有被实体隔板封闭的燃油区域，m;K预期条件下的油压过载系数。计算出时间I,当O.5s时，认为此隔板可有效阻止燃油流动，为实体边界。4.2计算油压载荷时飞机整体油箱的分类在进行油压载荷分析时，把飞机整体油箱分成三类：机身内燃油箱、近机身或发动机周围燃油箱和机身外燃油箱，该分类仅适用于油压载荷分析时使用，三类燃油箱的定义如下：a）机身内燃油箱

6、机身内燃油箱需满足以下两个条件之一：1）位于机身增压密封边界以内；2）燃油箱壁是机身增压密封边界的一部分。b）近机身或发动机周围燃油箱对于翼吊发动机飞机，“近机身”表示位于机身与发动机最内侧之间的燃油箱；“发动机周围”的燃油箱区域与发动机短舱潜在点火源的侧向距离至少为254mm。对于尾吊发动机飞机，“近机身”表示距离机身边界外一定距离的燃油箱区域，此距离取机身的最大宽度。c）机身外燃油箱除机身内燃油箱及近机身或发动机周围燃油箱以外的燃油箱。翼吊发动机飞机燃油箱分类示意图见图1所示，尾吊发动机飞机燃油箱分类示意图见图2所ZJlO标引序号说明：1机身外燃油箱：2一一近机身或发动机周围燃油箱:3机身

7、内燃油箱。图1It吊发动机飞机燃油箱分类示意图标引序号说明：1一一机身外燃油箱;2一一近机身燃油箱;3一一机身内燃油箱。图2尾吊发动机飞机燃油箱分类示意图4.3机身内燃油箱应考虑的油压载荷机身内燃油箱应考虑以下油压载荷：a）工作压力、地面加油故障压力、燃油重量所产生的压力；b）极限滚转燃油压力Pg;c）极限惯性载荷系数为2.0的晃动燃油油头所致燃油压力Pha;d）油箱满油的飞机在最大限制加速度及相应变形时所致燃油压力Px;e）极限惯性载荷系数为向上3.。燃油油头所致燃油压力Px;O极限惯性载荷系数为向下6.0燃油油头所致燃油压力Px;g）极限惯性载荷系数为向后L5燃油油头所致燃油压力Pxn;h

8、）极限惯性载荷系数为向前（航向）9.0燃油油头所致燃油压力P;i）极限惯性载荷系数为侧向3.0燃油油头所致燃油压力PCm。4.4 机身外燃油箱应考虑的油压载荷机身外燃油箱应考虑以下油压载荷：a）工作压力、地面加油故障压力、燃油重量所产生的压力；b）极限滚转燃油压力P;c）极限惯性载荷系数为2.0的晃动燃油油头所致燃油压力Phd;d）油箱满油的飞机在最大限制加速度及相应变形时所致燃油压力Px;e）极限惯性载荷系数为向上3.0燃油油头所致燃油压力P;D极限惯性载荷系数为向下6.0燃油油头所致燃油压力P;g）极限惯性载荷系数为向后L5燃油油头所致燃油压力Pxh;h）极限惯性载荷系数为向前（航向）4.

9、5燃油油头所致燃油压力Pgw;i）极限惯性载荷系数为侧向1.5燃油油头所致燃油压力Pew。4.5 近机身或发动机周围燃油箱应考虑的油压载荷近机身或发动机周围燃油箱应考虑以下油压载荷：a）工作压力、地面加油故障压力、燃油重量所产生的压力；b）极限滚转燃油压力Pg;c）极限惯性载荷系数为2.。的晃动燃油油头所致燃油压力Pha;d）油箱满油的飞机在最大限制加速度及相应变形时所致燃油压力Px;e）极限惯性载荷系数为向上3.0燃油油头所致燃油压力P;f）极限惯性载荷系数为向下6.0燃油油头所致燃油压力Px;g）极限惯性载荷系数为向后L5燃油油头所致燃油压力Pxn;h）向前（航向）燃油油头所致燃油压力，具

10、体见5.8.3;D侧向燃油油头所致燃油压力，具体见5.9.3。5详细要求5.1 工作压力、地面加油故障压力、燃油重量所产生的压力5.1.1 工作压力选以下两者中的较大值作为工作压力：a）整体油箱表面能承受在燃油箱内产生的最大冲压空气压力的125%;b）整体油箱必须能承受0.024MPa（3.5psi）的内部压力。5.1.2地面加油故障压力飞机不同型号具体要求不同，由相关型号专用规范确定。5.1.3燃油重量所产生的压力燃油重量造成的燃油压力Py根据公式（2）计算得到：p=pgh（2）式中：P典型燃油密度，kg/m;g重力加速度，m/s;h当地相对燃油高度（未变形时，燃油箱最高点与当地最低点的高度

11、差），m。5.2 极限滚转燃油压力由飞机滚转率为所造成的燃油极限离心压力P按公式（3）计算：%=15X。式中：1.o该站位相对机身轴线的距离，m;1.a前一个站位（实体边界）相对机身轴线的距离，m;P典型燃油密度，kgm2;O角速度（由相关型号专用规范确定），rad/s。5.3 晃动燃油油头所致燃油压力极限惯性教荷系数为2.O的晃动燃油油头所致中间肋承受的燃油压力Pha按公式（4）计算:Ra=2.0pgR（4）式中：P典型燃油密度，kgm3;g重力加速度，ms2;R相邻左、右肋与该中间肋间距的最大值，m05.4油箱满油的飞机在最大限制加速度及相应变形时所致燃油压力根据具体型号选出燃油箱满油的飞

12、机垂直方向最大限制加速度工况，考虑无变形时的燃油液面高度h,以及燃油箱结构变形引起的液面高度变化k进行相应的载荷计算。燃油箱满油的飞机在最大限制加速度及相应变形时所产生的油液压力PoX根据公式（5）计算：Bx=npg（h+h）（5）式中：n一一最大限制加速度的载荷系数；P典型燃油密度，kgm2;g重力加速度，ms2;h当地相对燃油高度（未变形时，燃油箱最高点与当地最低点的高度差），m;h燃油箱结构变形引起的液面高度变化，m。5.5向上燃油油头所致燃油压力极限惯性教荷系数为向上3.O燃油油头所致燃油压力PXS按公式（6）计算：P8=3.0pgh（6）式中：P典型燃油密度，kgm2;g重力加速度，

13、ms2;h当地相对燃油高度（未变形时，燃油箱最高点与当地最低点的高度差），m。5. 6向下燃油油头所致燃油压力极限惯性载荷系数为向下6.0燃油油头所致燃油压力PX按公式（7）计算：P=6.0pgh（7）式中：P典型燃油密度，kgm3;g重力加速度，ms2;h一一当地相对燃油高度（未变形时，燃油箱最高点与当地最低点的高度差），mo5.7向后燃油油头所致燃油压力极限惯性载荷系数为向后1.5燃油油头所致燃油压力PXn按公式（8）计算：Pn=L5pxgB（8）式中：P典型燃油密度，kgm3;g重力加速度，ms2;B当地翼盒弦向长度沿航向分量（见图3所示，Ba、BO分别为a处、b处B值）图3向后燃油油头

14、作用时B取值示意图5.8向前（航向）燃油油头所致燃油压力5.8.1机身内燃油箱向前（航向）燃油油头所致燃油压力机身内燃油箱应考虑极限惯性载荷系数为9.0向前（航向）燃油油头所致燃油压力Pgn0按公式（9）计算：Pm=9.0PgB(9)式中：P典型燃油密度，kgm2;g重力加速度，m/s;B当地翼盒弦向长度沿航向分量（见图4所示，Ba、B6分别为a处、b处B值）图4向前燃油油头作用时B取值示意图5.8.2机身外燃油箱向前（航向）燃油油头所致燃油压力机身外燃油箱应考虑极限惯性载荷系数为4.5向前（航向）燃油油头所致燃油压力PaW按公式（10）计算：式中：P典型燃油密度，kg/nP；g重力加速度，ms2;B一一当地翼盒弦向长度沿航向分量（见图4所示，Ba、Bo分别为a处、b处B值），m。5.8.3近机身或发动机周围燃油箱向前（航向）燃油油头所致燃油压力近机身或发动机周围燃油箱应考虑向前（航向）燃油油头所致燃油压力，必须使用因以下导致的较大的燃油压力：a）参照5.8.2节机身外燃油箱极限惯性载荷系数为4.5向前（航向）燃油油头所致燃油压力，以及：b）以下两种情况中的较小者：1） 考虑燃油箱满载最大密度的燃油时，基于极限惯性载荷系数为9.