HB 8405－2013 民用飞机燃油系统防静电设计要求 Requirement of electrostaic protection design for commercial aircraft fule system 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 ICS 49.080 V 39 HB 8405－2013 I 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：彭克顺、余晓俊、徐鹏国、杨 松、贾伟峰、章晓东、张立圣、阙胜才。 HB 8405－2013 1 民用飞机燃油系统防静电设计要求 1 范围 本标准规定了民用飞机燃油系统防静电设计的技术要求。 本标准适用于民用飞机燃油系统静电防护设计。 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 358 军用飞机电搭接技术要求 HB 7695 军用飞机复合材料电搭接技术要求 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 静电防护 electrostaic protection 防止静电电荷在飞机上积聚，提供静电泄放通路的防护措施。 3.2 搭接 bonding 将飞机金属结构部件之间以及结构部件、设备之间或结构部件、设备、附件与基本结构之间通过低 阻抗通路进行的电连接。 3.3 接地 grounding 将设备的负载、壳体或机架搭接到基本结构，为设备与基本结构之间提供的低阻抗通路。 3.4 弛豫 relaxation 分离的电荷具有重新结合的固有倾向，重新结合即为弛豫。 3.5 弛豫时间 relaxation time 电荷与其相反的电荷结合而减少，当其电荷量减少至 1 /e时所花费的时间。 HB 8405－2013 2 4 要求 4.1 总则 飞机燃油系统应防止在加油及工作过程中，由于静电放电引起火灾或爆炸，最大限度地减少静电危 害。 注：本条与 CCAR 25.973的要求一致。 4.2 静电放电导致燃烧的原因 静电放电导致燃烧的原因如下： a) 存在产生静电荷的物理过程并能 积累足够多静电荷(燃油系统 中静电荷产生和积累的机理参见 附录 A)； b) 存在将积累的静电荷以电火花的形式放电； c) 存在易燃的蒸汽。 4.3 减少电荷产生和积累速度 静电防护设计应有效减少燃油系统中电荷的产生和积累速度，主要考虑的因素包括： a) 燃油系统设计应避免采用易产生电荷的材料。 b) 控制燃油系统管路内燃油的流速，减低电荷积累速度，一般流速最大不宜超过 9 m/s。在允许 范围内设计足够大的加油管路直径，可采用改变管路尺寸进行流量匹配的方法。也可采用限流孔，但应安置在远离油箱入口的部位。加油管路中应避免使用滤网，在靠近油箱入口部位，不 应设置滤网。 c) 应合理设置油箱的加油管路出口位置，宜设置在油箱的最低处，使加油过程中油箱内燃油流场 稳定，以减少燃油流入油箱时的雾化、起泡、翻腾和油面扰动。 d) 控制油箱加油管路出口处的燃油流速，一般最高不超过 3 m/s。宜采用笛管式( φ38 的笛管见 图 1)或扩散型油箱加油口来降低燃油进入油箱的速度。 330 660（出油孔直径）φ20.16φ20.26 φ20.34 φ20.32 φ19.73φ19.98φ19.40φ18.9776（典型间距）端盖90°弯，弯曲半径 ＝管路直径×2φ38直径管路标准飞机管路接头燃油进入 图1 φ38的笛管式油箱加油管出口 φ38 直径管路 φ18.97φ19.40φ19.73φ19.98φ20.16φ20.26φ20.32φ20.3490˚弯，弯曲半径 ＝管路直径×2 76(典型间距)端盖 标准飞机管路接头燃油进入 (出油孔直径) 660 330 HB 8405－2013 3 e) 对于油箱中安装有抑爆泡沫材料的燃油系统，应以尽可能低的加油速度从油箱底部加油，避免 在加油过程中燃油直接或间接地冲击抑爆泡沫材料。抑爆泡沫材料中应避免存在较大的空隙， 以防止燃油晃动产生电荷。 f) 应清除燃油中易产生电荷的杂质或添加剂。 4.4 促进电荷弛豫 促进电荷弛豫可采用如下措施： a) 系统的所有附件、管路应与飞机结构进行可靠的搭接，搭接方法应满足 GJB 358 和 HB 7695 的要求； b) 引导燃油冲击接地的导电表面(如油箱壁)， 确保进入油箱的电荷不会积聚并在最短的时间内予 以释放； c) 在燃油中使用增加燃油导电率的添加剂。 注：有时添加剂会起到静电附加剂的作用，反而会加快电荷积累。 4.5 防止易燃性放电 4.5.1 放电能量 油箱中的导体应接地。 如不能接地， 应确保放电能量不会导致燃烧。 可通过测量电击穿时的电容( C) 和电压来计算潜在的放电能量，计算方法见公式(1)： 2 21＝ BVC E ………………………………………………(1) 式中： E ——放电能量，单位为焦耳( J)； C ——电容，单位为法拉( F)； VB ——电压，单位为伏特( V)。 4.5.2 油箱结构 油箱内安装的附件及油箱结构本身，应避免尖状或叉形金属突出物。浮子控制活门的浮子，不宜采用金属板的筒形结构；如采用，应采取相应的防静电措施，以防静电放电。软油箱应采用油箱壁具有导 电性能的橡胶油箱。 4.5.3 油箱惰化 油箱内的蒸汽空间应为非可燃性的。可采用油箱惰化系统，使蒸汽空间里的氧气体积浓度降低到安全范围内，从而使燃油蒸汽不易燃。 注：本条与 CCAR 25.981以及 CCAR 25部附录 M的要求一致。 HB 8405－2013 4 附 录 A (资料性附录) 飞机燃油系统中静电荷产生和积累的机理 A.1 燃油流动 当燃油在容器表面上流动时，正静电荷和负静电荷将会沿着该表面分离。如图 A.1，管壁具有负电 荷亲和性，从而导致燃油带纯正电荷。当燃油流动时，电荷将会分离。高纯度的烃类燃油的低导电性阻 碍了分离电荷的重新结合。因此，电荷随燃油流动，在燃油和管壁间产生相反的电场，燃油带正电荷还 是带负电荷取决于燃油的成分、杂质以及存储容器的材料。 管壁 接地管壁附近燃油中的离子杂质被吸附 燃油流动时，电荷分离，正电荷被燃油带走 接地管壁 图A.1 电荷产生机理 A.2 过滤器和水分离器 飞机加油过程中，地面加油设备中的油滤和水分离器是产生电荷的主要装置(如图 A.2 所示)。通 常，由于油滤的表面积较大，因此燃油通过时可能会产生大量的电荷。分离器既可能增加(图 A.2 中 A 曲线))也可能中和(图 A.2中 B曲线))油滤产生的电荷；并且，当使用不同的燃油时，产生的电荷可能 相反。 燃油中流动电荷 分离器中和电荷BA 燃油流水分离器油滤 分离器增加电荷 图A.2 油滤和分离器中的电荷分离 油滤 水分离器 燃油流 燃油中流动电荷 A. 分离器增加电荷 B. 分离器中和电荷 A B