高清可复制 HB 8404-2013(2017) 民用飞机燃油泵热安全设计要求

　　ICS 49.080 V 39

　　HB 8404-2013

　　民用飞机燃油泵热安全设计要求

　　Fuel pumps thermal safety design requirements for commercial aircraft

　　2013-04-25 发布 2013-09-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本标准依据 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》进行起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。

　　本标准起草单位：江西洪都航空工业集团有限责任公司、中国航空综合技术研究所。

　　本标准主要起草人：章晓东、余晓俊、徐鹏国、彭克顺、余少华、杨 松。

　　民用飞机燃油泵热安全设计要求

　　1 范围

　　本标准规定了民用飞机燃油泵热安全的设计要求和验证方法。

　　本标准适用于民用飞机燃油泵的设计和试验，其他飞机的燃油泵可参照使用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GJB 1907-1994 燃油系统附件通用规范

　　CCAR 25 运输类飞机适航标准

　　3 一般要求

　　3.1 总则

　　燃油泵及热保护装置应满足以下要求：

　　a) 燃油泵在正常工作或发生故障时不应点燃周围的可燃性液体或可燃性液体蒸汽。

　　注：本条与 CCAR 25.863 的要求一致。

　　b) 燃油泵在电机转子阻滞、转子卡死、内部短路等异常情况下， 电机外壳体温度不应超过 204℃,同时应考虑燃油冷却的影响。

　　c) 任何热保护装置在含有燃油蒸汽或其他易燃物质的容积空间内运行时不应产生火花。

　　d) 由于电机异常使得温度快速升高而导致的热保护装置动作时，热保护装置应不能自动复位。

　　e) 采用的任何热保护装置不应影响燃油泵的正常工作。

　　f) 采用的任何热保护装置均应具有抑制火焰的能力。

　　g) 热保护装置应能耐燃油，在燃油中浸泡后不应影响其物理性。

　　h) 由于电机长期工作而升温导致热保护装置动作时，在温度降低到规定的复位温度时，热保护装置应能自动或手动复位。

　　i) 热保护装置在 1 500 V 电压下保持 1 min，应无击穿的现象。

　　j) 热保护装置的接线柱之间的接触电阻应尽量小，重复检测时，接触电阻的增量不应超过 25%。

　　k) 热保护装置在施加规定的起动电流条件下，1 000 次循环期间不应动作。

　　3.2 振动

　　持续供给额定电流时，热保护装置在 GJB 150.16-1986 中第 5 类试验程序Ⅰ规定的振动条件下，不应动作。

　　3.3 温度冲击

　　在规定的高温和低温循环条件下至少进行四次循环，时间不少于 1 h，热保护装置不应动作和复位。温度要求如下：

　　a) 高温为低于动作温度范围下限 3℃~6℃;

　　b) 低温高于低室温以上 3℃~6℃的。

　　3.4 加速度

　　热保护装置在 GJB 150.15-1986 中第Ⅱ类试验规定的加速度条件下，不应出现机械故障或动作。

　　3.5 冲击

　　热保护装置在 GJB 150.18-1986 中试验五规定的冲击条件下，不应出现机械故障或动作。

　　3.6 霉菌

　　热保护装置在 GJB 150.10-1986 中菌种 1 的霉菌环境下，长霉程度等级应优于 GJB 150.10-1986规定的 2 级。

　　3.7 湿热

　　热保护装置在 GJB 150.9-1986 规定湿热条件下，表面不应有明显锈蚀。

　　3.8 防爆

　　热保护装置在 GJB 150.13-1986 中程序Ⅰ规定的可燃气体环境下工作时，不应引起爆炸，在程序Ⅱ规定的条件下，当热保护装置内部发生燃烧或爆炸时，不应引发周围的可燃性气体发生爆炸。

　　4 详细要求

　　4.1 组成

　　燃油泵主要由泵体、驱动电机和热保护装置组成， 其中热保护装置一般由壳体、恒温装置和遥控装置组成。

　　4.2 电机

　　除选用满足燃油泵工作的普通电机外，可选择在短时间内能够烧坏的电机，保证外壳温度不超过规定的要求;也可选择自限电机，在没烧坏之前或超过规定温度的之前能自动断开电源。对于 200 V、

　　400 Hz 的三相交流电机，电机绕组与外壳之间间隙应不小于 2.54 mm。

　　注：考虑到燃油泵使用情况，不宜使用烧坏电机和自限电机。

　　4.3 恒温装置

　　可采用的恒温装置主要有：

　　a) 三相、带加热器的可复位星形恒温装置。

　　注：当不满足 3.2 c)的要求时，不宜使用。

　　b) 三相、带加热器的不可复位星形恒温装置。

　　注：可使用，但对电机内部的故障不能保护。

　　c) 三相、六个接线柱、带加热器的可复位恒温装置。

　　2

　　注：当不满足 3.2 c)的要求时，不宜使用。

　　d) 三相、六个接线柱、带加热器的不可复位恒温装置。

　　注：宜使用，并增加了电机内部故障保护措施。

　　e) 带加热器的三个单相不可复位恒温装置。

　　注：当可连接在电机线路附近并且电机以两相运行时宜使用。

　　f) 三相、星型可复位恒温装置。

　　注：如在规定的温度下能动作和复位宜使用。

　　g) 三相、不可复位星形恒温器。

　　注：可使用，但对电机内部的故障不予以保护。

　　h) 六个接线柱的可复位恒温装置。

　　注：如在规定的温度下能动作和复位宜使用。

　　i) 六个接线柱的不可复位恒温装置。

　　注：宜使用，并增加了电机内部故障保护措施。

　　j) 易熔丝

　　可选择易熔丝传输负载电流，易熔丝在预定温度下应熔化而断开电源。

　　注：可使用，但应满足电机性能和使用要求，易熔丝与电机相绕组应为电连接。易熔丝应埋入电机绕组并且紧靠电机绕组。

　　4.4 遥控装置

　　可采用的遥控装置主要有：

　　a) 带有一个继电器的可复位恒温装置。

　　注：当不满足 3.2 中 c)的要求时，不宜使用。

　　b) 带有一个继电器的不可复位恒温装置。

　　注：宜使用，但由于需要增加线路，对系统的可靠性可能有影响。

　　c) 带继电器的热电偶或热敏电阻，装在泵系统中连接泵的电源系统。

　　注：因为热电偶和热敏电阻都在零死区复位，因此不满足 3.2 c)的要求，不宜使用。

　　d) 可采用易熔元件动作开关，在空载电流的载流元件熔化时开关动作，但应满足电机使用要求，应加装保护密封装置，防止燃油剥蚀易熔元件。

　　5 试验要求

　　5.1 试验项目

　　为保证热保护装置能够满足规定的要求，应对选定类型的热保护装置进行试验验证。抽取九个装置进行试验。试验项目和顺序见表 1。

　　表 1 试验项目和试验顺序

　　表 1 试验项目和试验顺序(续)

　　5.2 试验方法

　　5.2.1 电介质强度

　　在干燥的室温下，热保护装置接线柱与壳体间施加 1 500 V(有效值)工频电压，保持 1 min。也可施加 1 800 V(有效值)电压，保持 1 s 可代替上述的 1 min 试验。

　　5.2.2 接触电阻

　　5.2.2.1 设备要求

　　试验设备应满足以下要求：

　　a) 试验设备应具有一定功率余量的低电压输出的可调变压器电源;

　　b) 能为热保护器装置提供正常工作电流或额定电流;

　　c) 交流毫伏表或数字电流表输入阻抗应不低于 1 MΩ, 量程应与通过热保护装置的预期被测电压降相适应;

　　d) 交流电流表量程按热保护装置的正常电流或额定电流所产生的压降而定。

　　5.2.2.2 设备连接要求

　　热保护装置及电流表与负载电阻串联，并接到可调变压器电源的输出端。应采用直径合适的连接导线向热保护装置输送正常电流或额定电流。所有接线均应焊接牢固。电压表应直接连接到热保护装置两端，与接线柱之间应焊接牢固。可调变压器应通过一个开关连接到电源上。

　　5.2.2.3 仅对温度敏感装置的接触电阻检测

　　对温度敏感装置的接触电阻检测方法如下：

　　a) 试验应在室温下进行。

　　b) 将可调变压器的输出电压调整为零，接通电源开关给可调变压器供电。

　　c) 调节变压器的输出，使正常电流或额定电流通过电流表，并记录通过热保护装置的电压降。

　　d) 计算接线柱之间的接触电阻。

　　e) 在完成振动、起动电流和耐油试验后， 当需要对接触电阻进行检测时。按照以上方法重复检测接触电阻。

　　5.2.2.4 对温度和电流均敏感的装置接触电阻检测

　　除被测装置应浸在介质内进行试验外，试验方法同 4.2.2.3。

　　5.2.3 振动

　　5.2.3.1 设备要求

　　振动设备要求如下：

　　a) 能产生本标准中规定的振动状态;

　　b) 能控制试验容器的温度在-55℃至规定的最高温度之间;

　　c) 能为热保护装置提供所需的额定电流;

　　d) 能在试验期间测定热保护装置是否动作或复位。

　　5.2.3.2 试验方法

　　持续供给热保护装置额定电流，按 GJB 150.16-1986 规定的第 5 类程序Ⅰ进行振动试验。如需要和条件许可，可进行振动-温度综合试验，温度周期应分成三部分：第一部分在-55℃±3℃进行，第二部分在室温条件下进行，第三部分在动作温度下限低 3℃~6℃时进行。整个试验期间，热保护装置不应出现动作、电源瞬间中断以及任何结构上的故障。对于 2 号热保护装置应在动作时进行振动扫描，振动扫描应在-49℃~-52℃之间进行。

　　5.2.4 起动电流

　　5.2.4.1 试验设备要求

　　试验设备要求如下：

　　a) 频率特性为 1 000 Hz 示波器;

　　b) 量程适宜的检流计;

　　c) 能提供试验所需的电源;

　　d) 与检流计匹配的电流变压器或分流器;

　　e) 电机和与电机起动阻抗匹配的其他装置;

　　f) 具有循环起动电流功能的计时开关装置。

　　5.2.4.2 设备连接要求

　　连接热保护装置与试验线路的导线长度应不少于 305 mm ，导线直径规格应与热保护装置额定电流相匹配，并焊接到热保护装置接线柱上，不可使用试验线夹。电源通过计时装置与热保护装置、电机或者相应的负载连接。为了在示波器上显示线电压和线电流的迹线， 应将检流计连接到热保护装置的负载端。

　　5.2.4.3 试验方法

　　首次施加起动电压之后，最大试验电流应为额定全负载电流的 800%，此电流应在 0.3 s 内降低到不超过全负载电流的 200%，在 1 s 内降低到介于全负载电流的 95%～100%之间。每 2 min 给试验系统通电约 20 s，共进行 1 000 次循环。为了保证正确的记录起动电流和电压降，应记录第一次和最后五次循环的波形。在 1 000 次循环期间，热保护装置不应有动作。如果在某个循环中热保护装置动作，

　　试验应终止。

　　5.2.5 耐油性

　　热保护装置应按照 GJB 1907-1994 规定耐油性试验进行,最高燃油温度与最高环境温度均低于热保护装置动作温度下限 3℃~6℃。

　　5.2.6 温度冲击

　　5.2.6.1 试验方法

　　温度冲击试验方法如下：

　　a) 将热保护装置放在一个试验箱内，使温度维持在热保护装置的动作温度范围的下限以下 3℃~ 6℃;

　　b) 保温 16 h 后，将热保护装置从试验箱内取出，在 1 min 内把它浸在液体中并保持 15 min，液体的温度应保持在低室温以上 3℃~6℃;

　　c) 重复上述过程，共做四次循环，除放置在高温下的时间外，四次循环的时间应不少于 1 h。

　　5.2.7 加速度

　　5.2.7.1 设备要求

　　试验设备要求如下：

　　a) 应具备产生 14 g 加速度的离心机;

　　b) 能为热保护装置提供工作所需的电流。

　　5.2.7.2 试验方法

　　在持续供给额定电流的条件下，热保护装置按 GJB 150.15-1986 规定的第Ⅱ类试验进行加速度试验。

　　5.2.8 冲击

　　热保护装置应安装在适宜的台架或实际的安装结构上，按 GJB 150.18-1986 规定的试验五进行冲击试验。

　　5.2.9 动作耐久性

　　5.2.9.1 设备要求

　　动作耐久性试验设备应满足以下要求：

　　a) 对于高温动作试验，应提供可控高温液体槽或试验箱，能将温度控制在热保护装置的正常动作温度以下 4℃到正常动作温度以上 10℃之间;

　　b) 对于低温复位，应提供一个可控低温液体槽或试验箱，能将温度控制在低于复位温度。

　　5.2.9.2 试验方法

　　末端与试验电路相连的热保护装置应交替地置于高温和低温的环境中经受 10 次完整工作循环，进行 10 次接通动作和 10 次复位动作。

　　5.2.10 霉菌

　　热保护装置霉菌试验方法按照 GJB 150.10-1986 规定的方法进行。

　　5.2.11 湿热

　　热保护装置湿热试验按照 GJB 150.9-1986 程序Ⅲ规定的方法进行。

　　5.2.12 动作温度

　　5.2.12.1 设备要求

　　动作温度试验设备要求如下：

　　a) 试验容器中液体体积应不小于 28 L，液体应充分地搅拌，以便使液体中两个检测点之间的温度差不超过 0.3℃。

　　b) 液体温度用铂电阻传感器或精确标定的玻璃水银温度计(最小分度值为 0.1℃)来测量。测量时铂电阻传感器应插入液体足够的深度，玻璃水银温度计应浸到球状部位上的浸没刻线。

　　c) 为了指示热保护装置动作，应连接适当的动作状态指示电路。

　　5.2.12.2 试验方法

　　在热保护装置浸没之后，液体温度应降到热保护装置允许的最低动作温度以下至少 1.1℃, 并保持15 min。然后以每分钟不超过 0.3℃的速率增加温度，直到热保护装置动作为止。当热保护装置动作时，记录此时温度，即为动作温度。

　　5.2.13 低温手动复位

　　5.2.13.1 设备要求

　　设备要求同 5.2.12.1。

　　5.2.13.1.1 试验方法

　　将热保护装置浸在液体介质中，介质温度应保持在大于规定的手动复位温度范围的最大值 0.6℃,热保护装置此时不应复位。降低介质温度到规定的手动复位温度范围内，保持 15 min。热保护装置应能通过手动复位。

　　5.2.13.2 低温自动复位

　　5.2.13.2.1 设备要求

　　设备要求同 5.2.12.1。

　　5.2.13.2.2 试验方法

　　将热保护装置应浸入液体中，温度应保持在最高复位温度以上至少 1.1℃, 在该温度下保持 15 min。然后以 0.3℃/min 的速率降低温度，直到热保护装置复位。在热保护装置复位瞬间，铂电阻传感器或温度计的示值即为热保护装置的低温自动复位温度。

　　5.2.14 防爆

　　5.2.14.1 设备要求

　　5.2.14.1.1 试验容器

　　试验容器应满足以下要求：

　　a) 试验容器内出现爆炸时，为了降低容器内部压力到大气压和预防正在试验的设备损坏，压力释放系统应能自动工作。

　　b) 具备一个便于安装在受试设备容器内的铰链密封门或可拆卸的密封门。

　　c) 具备一种导入燃油的方法和使燃油蒸汽-空气混合物进入试验容器的装置。使用一个风扇或其他相适应的装置提供循环和搅拌。

　　d) 必要时，可设置一个观察试验件的窗口。

　　e) 具备一个点燃容器内易爆混合气的点火源。

　　f) 具备一个插入电缆组件用的电缆孔，且便于电缆周围压力密封。

　　g) 具备安装压力密封遥控装置的空间。

　　h) 能指示容器内温度和压力。

　　i) 能将容器内温度保持在规定的范围内。

　　5.2.14.1.2 辅助设备

　　能提供试验容器工作所需的动力源、电源和受试设备的负载，必要时应增加辅助的局部加热装置。

　　5.2.14.2 试验方法

　　按 GJB 150.13-1986 程序Ⅰ和程序Ⅱ规定的方法进行试验。试验时应保持容器内平均温度在71℃~82℃之间，并在一个标准大气压状态下密封。容器内输入重量比为 13:1 空气-燃油的预定数量的燃油，燃油应为纯度不低于 95% mol 的正己烷。对设备通电，并立即向热保护装置施加额定电压和三倍的额定电流，热保护装置应动作，热保护装置内部的任何爆炸都不应点燃周围的易爆混合气。试验重复五次。试验过程中热保护装置如有任何损坏应使电路处于断路状态。