航空电气系统对安全飞行的重要性
宋晓慧
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宋晓慧,. 航空电气系统对安全飞行的重要性[J]. 航空航天学报,2022.2. DOI:10.12721/ccn.2022.157018.
摘要:
为了探究航空电气系统对安全飞行的重要性,文章分析了影响航空安全飞行的主要因素,并提出通过对航空电气系统的监测,对发现的问题及时解决,加强维护和防止关键电器元件的老化等举措来规避电气系统故障的发生,以此确保航空器的安全飞行。
关键词: 航空电气安全飞行重要性
DOI:10.12721/ccn.2022.157018
基金资助:

1影响航空安全飞行的因素

1.1气象条件

飞机飞行的状态经常受到气象条件的影响,如雷雨、大雾等恶劣天气,从而导致能见度降低,这些因素会导致飞机的飞行性能和控制性能降低,进而可能造成飞行事故[1]。如在雷雨天气中可能会发生雷暴、强降水、下击暴流。在这种气象条件下飞行的飞机会遭受颠簸、电击等不不安全事件,强降水和大雾天气会导致飞机定位参数不精准,飞行推动性能也会受到一定影响[2]。因此,分析飞机的安全运行,气象条件也是必不可少的因素之一。

1.2管理因素

我国在低空运营管理和低空服务保障管理方面的法律内容还没有完善,低空空域交通管理也缺少航空基本法的引领。同时我国航空飞行管理办法的条款不具体,操作起来较为复杂,相关配套法规尚未出台,如飞机适航标准、人员培训等,没有具体的操作规程。不完善的规章制度导致航空器在飞行过程中,飞行环境更为复杂。从监察机制来看,存在执法不规范,法规不配套的问题。首先对低空空域的违法飞行行为缺乏规范的监控和管理,《中华人民共和国民用航空法》中明确规定,对于未按照规定违规飞行的航空器,其所有人需缴纳1-10万元不等的罚款,而对于飞行人员处以吊销飞行执照1-6个月或警告处分;在低空空域飞行管理方面完全挪用运输航空相关的法规条例。另外,受飞机技术发展水平和地面管制技术所限,航管部门对申报管制的飞机也仅局限于按程序、内容和时限申报飞行计划和起飞前通报,无法实施飞行过程监控或监视。

1.3定位误差

是飞机发生碰撞的主要因素之一。飞机在使用GPS定位系统时,其误差来源主要是由于设计缺陷、信号在传输过程中受到气象条件干扰、飞机接收设备对信号错误解读等导致定位误差。其中气象要素干扰和错误解读所产生的定位误差是持续性的,也因此被称之为系统误差,而设计缺陷则被称之为偶然误差。系统误差相较于偶然误差其误差值更大,危害性更强,需要进行系统的分析[1]。当前系统误差主要由以下几个方面造成:

(1)卫星星历误差。卫星在空间中的位置是通过地面监测设备计算后得到的,卫星星历是计算过程中的关键参数,计算结果与卫星的实际位置存在偏差,进而对飞机用户的定位精度产生影响。

(2)卫星钟差。从卫星传递到接收设备的时间差,可以通过电磁波传播速度恒定特点获得卫星与飞机之间的距离,但卫星原子钟时间与GPS标准时间存在误差,进而导致计算结果与实际值不相符,影响定位的精确性。

(3)卫星信号传播。卫星发射电波距离地面20230km,电波发射过程中要穿过电离层和对流层,电波通过电离层和对流层到达用户的接收天线时电离层与对流层自身具有的特性会影响电磁波的传递,导致GPS的定位精度。

(4)几何位置误差。飞机在进行GPS导航过程中可以接收多颗卫星信号进行定位。但是飞机用户的位置与选用的卫星几何关系不同而产生的误差也不同,因此在空间中几何位置也对飞机导航定位精度有着重要影响。

1.4人为因素

在早期的民用航空发展阶段,受限于当时的资源与科学技术水平,在航空技术领域有许多需要改进的地方,人们把更多时间和精力投入到对技术的研究,随着技术的发展,民航安全暴露出了新的问题,虽然航空技术得到了快速发展,但有关航空的事故率却仍然很高。研究分析航空事故原因发现,人为因素占航空事故原因的比例高达80%以上[2]。人为因素造成的事故所占比例日益增高,这引起了相关部门的高度重视,航空安全管理的一系列重大变革由此引发,航空安全隐患的主要缓解方式开始由技术方式转变为从人的角度出发。但是,由于个人行为是根据组织设计的规则和程序执行的,因此系统中的人为错误可能是由于设计不严谨、培训不充分、清单或维修手册概念模糊不准确或组织缺陷等造成的。因此,在航空安全领域,通过研究人为失误事件中隐藏的系统性缺陷,并改进这些缺陷产生的原因和影响因素,才能达到缓解航空安全风险的目的。

2航空电气系统故障监测及控制措施

2.1在使用前应进行试车

为防止在使用当天,出现严重的技术故障致使飞行失败,应在飞行前对动力系统进行试车工作,及时发现问题并处理。

2.2密切关注燃烧室温度变化和排气温度防止局部过热

燃烧室最大的问题就是温度容易超温,导致内部元器件的过热变形和损坏。引起燃烧室过热的原因多种多样,如燃料浓度分布不均匀导致燃烧时温度不均匀造成局部温度过高,包括燃油雾化不均匀和燃油喷嘴有污垢等;空间结构损坏导致气体流动受阻不能进行降温,包括安装火焰筒不规范、机匣变形和结构受损等;喷油量过大导致过度燃烧,包括喷嘴口出现裂缝和操作油门过猛。当燃烧室过热时也会导致排气温度的上升[3],而控制排气的关键元器件就是导向器,导向器的工作是将高温高压气体导向至排气系统,导向器虽然具有一定的抗热性能,但在高温情况下,在高压气体的流速下很容易使导向器变形,这也是为什么导向器是动力系统的薄弱元器件,因此要关注燃烧室温度变化和排气温度,一旦温度超温就要采取控制措施。

2.3密切关注燃烧室工作状态防止突然停车

发动机停车是航空飞行过程中最严重也是最危险的故障,一旦飞机在空中出现停车,后果难以想象。燃烧室故障是发动机停车重要原因之一,因此要加强操作规范化,如不突然油门过猛和完成极难的动作指令等[3];其次是防止飞机进入其它飞机的尾气流中,因为尾流中的气体温度一般极高,分子密度小,容易造成进气量不足停车;另外要密切关注燃烧火焰状态,如长度和温度,火焰过长可能是内部火焰筒和喷嘴故障,会导致发动机停车。

2.4加强关键元器件的维护

虽然飞机在飞行前都会进行全面检查,但是飞行过程若操作不当都可能造成内部元器件的磨损,像燃烧室过热时,可能造成内部导向器的变形或裂痕;排气温度过高时可能引起涡扇叶片的变形等[2]。因此在航空飞行使用后,为完成后续的航空飞行任务,需要对系统元器件进行可靠性检测和维护工作,包括保持燃烧室清洁,防止工作时出现阻塞,燃烧不均匀等问题的出现;燃烧室机匣和火焰筒等外形的检测,防止出现裂痕;燃烧室气动布局清理检测,防止造成气体流通阻塞;导向器的维护工作,防止出现变形和裂痕等等。

2.5电气系统应急工作的故障诊断办法

应急运行工作状态指所有电源全部发生故障,不能提供电量,必须启用备用电源使飞机正常工作,但因为备用电源的能量有限,会发生随时失去电力的危险,所以一旦发生这种情况,飞机必须尽快的返回出发点或者找到附近机场进行降落。在飞机落地后,机场的维修人员必须在第一时间对飞机的故障进行检修。飞机上的工作人员一定告知维修人员发生事故的地点、情况、时间等,机场的维修人员找到发生故障的地方后要认真仔细的检测电力系统[3]。依照线性的检测方式,以计算机功能为辅助,迅速准确的建立对比模型,提高电气系统的安全性,从而使飞机的安全得到保障。

3总结

综上所述,航空电气对于航空飞行有着重要的意义,若电气系统出现问题,所导致的后果不堪设想。因此,加强对航空电气进行全面检查,提升操作人员的专业技能和水准,并对关键元器件进行严格检查和维护,既是确保航空电气系统的安全运行,也为航空器的飞行安全提供必要的保障。

参考文献

[1]伍哲南.航空电器中电缆故障与对策[J].农家参谋,2019,{4}(21):154.

[2]赵成,问沛园.试析夏季航空电气设备故障多发的原因与预防措施[J].电子测试,2019,{4}(08):89-90.

[3]王坚,田珍,邓婷婷.航空电气保护器在飞机除冰系统上的应用[J].航空精密制造技术,2018,54(04):48-50.

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