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民用飛機無損檢測手冊編制技術及應用 版權信息
- ISBN:9787030704252
- 條形碼:9787030704252 ; 978-7-03-070425-2
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
民用飛機無損檢測手冊編制技術及應用 內容簡介
本書針對民用飛機的機體結構,介紹了其在運營維護中的外場無損檢測技術應用和無損檢測手冊開發(fā)方法,是一本旨在為我國國產民用飛機運營維護提供技術指導的專著。全書內容從靠前適航條例和民用飛機結構設計為出發(fā)點,論述了無損檢測技術在民用飛機運營維護中的重要作用。同時,以民用飛機機體結構為對象,分析了不同結構部位在運營維護過程中出現(xiàn)的損傷特征和檢測需求,重點介紹了民機典型結構的外場無損檢測方法、無損檢測工藝規(guī)范、無損檢測技術的可靠性評價方法及民用飛機運營維護中無損檢測數(shù)據(jù)的管理技術;并闡述了民機無損檢測手冊的開發(fā)方法和規(guī)范。很后列舉了三款國產民用飛機典型結構無損檢測手冊的部分案例。
民用飛機無損檢測手冊編制技術及應用 目錄
叢書總序1
叢書總序2
本書序
前言
**章緒論001
1.1概述001
1.1.1背景及意義001
1.1.2手冊應用場景004
1.2手冊簡介005
1.2.1手冊標準簡介005
1.2.2手冊內容簡介006
1.2.3手冊編制技術簡介009
1.3手冊要求簡介014
1.3.1要求簡介014
1.3.2適航要求014
1.3.3行業(yè)要求014
1.4手冊編制過程簡介016
1.4.1階段任務016
1.4.2編制流程017
1.5*佳實踐與發(fā)展趨勢020
1.5.1波音公司無損檢測手冊020
1.5.2空客公司無損檢測手冊021
1.5.3發(fā)展趨勢023
第二章無損檢測技術及其應用簡介026
2.1概述026
2.2常規(guī)無損檢測技術027
2.2.1渦流檢測技術027
2.2.2超聲檢測031
2.2.3磁粉檢測036
2.2.4滲透檢測040
2.2.5射線檢測044
2.3其他檢測技術048
2.3.1紅外熱成像檢測048
2.3.2聲振檢測049
2.3.3目視檢測051
2.3.4滲漏檢測052
2.4民機無損檢測技術應用053
2.4.1飛機結構設計過程053
2.4.2飛機結構生產制造與試驗過程055
2.4.3飛機運行過程056
第三章無損檢測任務分析及典型損傷數(shù)據(jù)059
3.1概述059
3.1.1無損檢測任務分析方法059
3.1.2飛機結構分類059
3.1.3損傷分類061
3.2結構MSG-3分析方法061
3.2.1結構MSG-3分析流程061
3.2.2確定結構維修任務066
3.3損傷容限分析方法068
3.3.1基本原理068
3.3.2分析對象071
3.3.3開裂模式072
3.3.4損傷容限分析流程072
3.4無損檢測任務確認075
3.4.1檢查任務確認075
3.4.2無損檢測方法選取077
3.4.3檢查門檻值及檢查間隔078
3.4.4無損檢測任務匯總079
3.4.5典型無損檢測項目079
3.5典型結構的損傷特性與分析083
3.5.1典型結構類型083
3.5.2結構損傷特性086
3.5.3損傷特性圖譜092
3.6典型損傷數(shù)據(jù)管理095
3.6.1結構損傷數(shù)據(jù)管理的意義095
3.6.2結構損傷數(shù)據(jù)管理方法096
3.6.3結構損傷數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設計101
第四章無損檢測程序開發(fā)技術105
4.1概述105
4.2可行性分析106
4.2.1檢測方法要求106
4.2.2設備放置空間要求107
4.2.3人員接近空間要求107
4.3設備耗材選取分析108
4.3.1渦流檢測(ET)108
4.3.2滲透檢測(PT)109
4.3.3磁粉檢測(MT)110
4.3.4射線檢測(RT)111
4.3.5超聲檢測(UT)113
4.4對比試塊設計技術114
4.4.1對比試塊設計研究程序115
4.4.2對比試塊設計示例120
4.5無損檢測程序開發(fā)要求121
4.5.1概述121
4.5.2檢測準備要求123
4.5.3檢測步驟要求124
4.5.4測量評估要求130
4.6無損檢測數(shù)據(jù)管理132
4.6.1數(shù)據(jù)管理意義132
4.6.2數(shù)據(jù)管理平臺133
第五章無損檢測可靠性評價方法135
5.1概述135
5.2無損檢測可靠性影響因素136
5.2.1關于無損檢測可靠性影響因素136
5.2.2超聲波原位檢測影響因素分析138
5.2.3渦流原位檢測影響因素分析142
5.2.4人為影響因素分析144
5.3無損檢測可靠性評估技術148
5.3.1無損檢測可靠性指標參數(shù)148
5.3.2POD研究方法150
5.3.3無損檢測可靠性模型151
5.3.4原位檢測程序可靠性分析流程154
5.4無損檢測可靠性數(shù)值模擬160
5.4.1概述160
5.4.2基于CIVA的POD檢測仿真164
5.4.3基于COMSOL的POD檢測仿真166
5.5無損檢測程序可靠性驗證177
5.5.1無損檢測程序的驗證方法177
5.5.2無損檢測程序的離位操作驗證177
5.5.3無損檢測程序驗證報告及結論184
第六章手冊技術與管理要求185
6.1概述185
6.2民航規(guī)章和規(guī)范要求186
6.2.1民航規(guī)章適用要求186
6.2.2民航規(guī)范性文件適用要求188
6.2.3民航標準適用要求191
6.3行業(yè)規(guī)范要求193
6.3.1航空維修資料規(guī)范(ATA2200)193
6.3.2基于公共源數(shù)據(jù)的技術出版物國際規(guī)范(S1000D)197
6.4手冊編制技術要求201
6.4.1通用技術要求201
6.4.2專用技術要求206
6.5手冊編制管理要求217
6.5.1項目規(guī)劃管理218
6.5.2源頭文件管理218
6.5.3編寫管理要求219
6.5.4驗證管理要求220
6.5.5分發(fā)管理要求221
6.5.6修訂及持續(xù)改進管理要求222
6.6資源保障要求224
6.6.1人力資源保障224
6.6.2信息管理系統(tǒng)保障224
6.7本章附錄226
6.7.1維修和改裝一般規(guī)則(CCAR-43-R1)226
6.7.2民用航空器維修許可審定的規(guī)定(CCAR-145-R3)228
第七章手冊編制過程及交付物管理231
7.1概述231
7.2策劃過程232
7.2.1客戶需求232
7.2.2頂層規(guī)劃232
7.2.3內部分工233
7.2.4編制工具234
7.3編制過程235
7.3.1源頭文件收集與分析235
7.3.2編制手冊236
7.3.3審查程序242
7.4驗證過程243
7.4.1驗證方法簡介243
7.4.2驗證機構與職責245
7.4.3驗證對象246
7.4.4驗證流程246
7.4.5驗證評估結論251
7.4.6驗證數(shù)據(jù)管理要求252
7.4.7質量保障要求252
7.4.8總結報批階段253
7.5分發(fā)過程253
7.5.1分發(fā)職責范圍254
7.5.2分發(fā)需求收集255
7.5.3分發(fā)準備255
7.5.4分發(fā)實施255
7.5.5分發(fā)通知257
7.5.6版本控制要求257
7.5.7分發(fā)記錄歸檔要求258
7.5.8不合格項處理要求258
7.6修訂過程258
7.6.1修訂職責范圍259
7.6.2修訂類型260
7.6.3修訂實施要求260
7.6.4修訂驗證要求262
7.6.5修訂分發(fā)262
7.7本章附錄262
7.7.1客戶培訓262
7.7.2客戶服務263
7.7.3不同檢測方法的無損檢測程序要求264
第八章持續(xù)適航文件簡介276
8.1持續(xù)適航文件276
8.1.1關于持續(xù)適航文件276
8.1.2適用標準規(guī)范簡介279
8.1.3過程符合性要求283
8.1.4管理符合性要求286
8.1.5關鍵交付物要求288
8.2計劃維修要求295
8.2.1關于計劃維修要求295
8.2.2適用標準規(guī)范簡介298
8.2.3過程符合性要求303
8.2.4管理符合性要求306
8.2.5關鍵交付物要求308
8.3本章附錄310
8.3.1CCAR-25-R4附錄H的進一步解釋310
8.3.2AC-91-11R2的進一步解釋311
8.3.3維修類技術出版物分類及定義322
8.3.4基于手冊的持續(xù)適航文件清單326
8.3.5持續(xù)適航文件關聯(lián)說明327
8.3.6其他說明330
參考文獻332
縮略詞337
民用飛機無損檢測手冊編制技術及應用 節(jié)選
**章緒論 1.1概述 1.1.1背景及意義 1. 航空器無損檢測的由來 在民用飛機歷史進程中,曾發(fā)生過多起慘烈的空難事件。例如:1974年,土耳其航空981航班由法國巴黎飛往英國倫敦途中,因液壓管路扯斷導致無法操控而出現(xiàn)爆炸性失壓,飛機在巴黎郊區(qū)墜毀,機上機組人員和乘客全部遇難;1985年,日本航空123號航班空難事件,飛機因維修不當造成飛行時飛機尾部壓力罩破裂發(fā)生爆炸性減壓并失去液壓操縱,飛機在高天原山墜毀;1989年,聯(lián)合航空811號航班在飛行途中前貨艙門突然失效爆裂開來,強大的內應力撕裂了整個右前側機體,9名乘客被吸出客艙墜入太平洋。 事后經(jīng)事故調查組調查得知,這些慘烈的空難大部分是由結構失效所導致的,而疲勞裂紋擴展使得結構剩余強度減少是結構失效的主要原因。為在裂紋發(fā)展初期檢測出疲勞裂紋,因而衍生出了無損檢測技術。 2. 關于無損檢測技術 無損檢測是基于材料存在缺陷而導致其物理性質發(fā)生變化這一事實,在不改變、不損害材料和工件的狀態(tài)及使用性能的前提下,測量其相關物理或物性參數(shù)的變化量,從而判斷材料和零部件是否存在缺陷的技術。無損檢測利用材料組織結構異常引起物理量變化的原理,反過來用物理量的變化來推斷材料組織結構的異常。 無損檢測既是一門區(qū)別于設計、材料、工藝和產品的相對獨立的技術,又是一門貫穿于民用飛機設計、研制、生產和使用全過程的綜合技術: (1) 在設計階段,用于支持損傷容限設計; (2) 在制造階段,用于剔除不合格的原材料、胚料及工序不合格品,改進制造工藝,鑒定產品對驗收標準的符合性,判斷合格與否; (3) 在在役檢測中,用于監(jiān)測產品結構和狀態(tài)的變化,確保產品運行的安全可靠[1]。 早期民用飛機無損檢測技術主要指通過特定的方法對飛機選材時材料本身宏觀缺陷檢測的技術。而現(xiàn)代無損檢測則是指以不影響使用和不降低可靠性的方式,對材料或制件進行宏觀缺陷檢測,幾何特性測量,化學成分、組織結構和力學性能變化的評定,并進而就材料或制件對特定應用的適用性進行評價的一門學科[2]。這種從檢測到評定的演變可從飛機結構設計理念的發(fā)展來理解。 3. 發(fā)展歷史回顧 早期的飛機設計過程中,設計人員認為只需在設計初期對材料中的宏觀缺陷做好遴選,即可有效規(guī)避飛機在使用過程中出現(xiàn)結構破損而引發(fā)安全事故。因此設計人員只需將靜力強度作為結構強度的唯一評判標準,依據(jù)靜力強度分析技術來計算機體結構件的承載能力,在此基礎上依據(jù)無損檢測技術來分選出無缺陷的材料生產加工機體結構件。 但是隨著航空運行技術逐漸成熟、航線運行飛機的日使用率逐漸提升,交付飛機的服役期限不斷延長,在運行過程中出現(xiàn)了多起因疲勞缺陷而引發(fā)的飛機結構失效事故。經(jīng)事故調查結果表明,失效結構的材料本身并未存在宏觀缺陷,而是在飛機運行過程中由于局部應力集中及高頻反復振動而引發(fā)疲勞結構失效。 為解決這類問題,設計人員在飛機結構設計中引入了安全壽命設計理念,要求設計的飛機除了進行靜強度分析計算外還需進行疲勞損傷分析,一旦飛機運行過程中出現(xiàn)疲勞裂紋就認為相關結構的安全壽命期已經(jīng)結束,應報廢換新。應該指出的是,安全壽命設計固然提高了飛機的安全性,但沒有充分利用結構件的損傷剩余強度,由此為航空公司帶來了過高的運營成本,不利于航空業(yè)的發(fā)展。 20世紀50年代,由于疲勞引起的彗星飛機失事,造成了業(yè)界很大反響,通過分析提出了飛機結構必須符合破損安全的原理。美國聯(lián)邦航空局在適航法規(guī)中也增加了破損安全的條款CAR 4b.270,其主要內容包括主結構設計需采用多傳力路徑,且**路徑結構破壞后,剩余結構仍可以承受限制載荷。 1969年的F111事故和1977年的Dan Air 707事故后,對這些事故的研究中提出了設計原理修改的建議。1978年,美國聯(lián)邦航空局(Federal Aviation Administration, FAA)正式將飛機結構的損傷容限設計列入型號審定的要求,并修改了適航條款FAR 25.571,要求評估結構的損傷容限和疲勞性能,并強調損傷的可檢性和裂紋擴展速率分析。損傷容限設計要求損傷被檢出前,能夠保證結構能承受合理的載荷而不發(fā)生破壞或失效。 4. 無損檢測技術應用 隨著飛機設計理念的改變,無損檢測技術由設計初期對材料分選逐漸滲入到飛機研制及運營的全壽命周期中,在民機設計研制階段及運行階段發(fā)揮著重要的作用。 民機產業(yè)中的無損檢測工作是指民機在項目研制、生產、試飛和運行等階段中,按照規(guī)定的程序,對原材料、零部件、試驗件、結構件、機體及相關產品進行的無損檢測與評價的過程。無損檢測可以預防飛機機體結構類零件的失效,從而提升飛行安全。無損檢測對飛機結構零部件/區(qū)域損傷的定性、定量的檢測,則是損傷容限設計和飛機結構完整性要求的重要保障。 因此需要設計人員、結構分析人員、材料工藝人員和無損檢測人員相互協(xié)作。 在飛機設計初期,明確要求設計部門必須考慮無損檢測的實際檢測能力,設計部門通過損傷容限分析確定疲勞裂紋可能出現(xiàn)的位置及可能的缺陷擴展尺寸,結合現(xiàn)有檢測設備的檢測靈敏度、分辨力確定檢測項目的檢測要求。 在生產制造階段,生產部門接到設計圖樣、加工工藝文件后,在選取符合設計要求的原材料加工制造零部件過程中,通過無損檢測技術對原材料的宏觀缺陷、加工裝配過程中的制造缺陷進行質量控制。 在飛機交付使用后,維修部門根據(jù)持續(xù)適航文件規(guī)定的無損檢測周期和檢查方法對飛機機體進行定期檢測,以確保機體結構件的安全性和可靠性。同時,設計部門通過了解無損檢測結果分析問題發(fā)生的原委,及時改進提高生產制造水平,可提高飛機運營的經(jīng)濟性、安全性和可靠性。 5. 關于無損檢測手冊 無損檢測手冊作為持續(xù)適航文件的重要組成部分,是民用飛機無損檢測技術的規(guī)范性文件和重要技術依據(jù)。它規(guī)定了飛機某一特定結構部位無損檢測的方法和要求,旨在為具有相關資格的無損檢測人員提供飛機無損檢測工作的技術指導,以保證對飛機結構進行無損檢測程序的可行性、檢測結果的可靠性,有效保障飛機結構完整性和性能可靠性,為飛機結構定壽、延壽提供必不可少的技術支撐。 無損檢測手冊編制技術不僅涵蓋了無損檢測方法、對比試塊設計技術、檢測結果評估技術等,同時也涵蓋了無損檢測手冊的編制、驗證、分發(fā)、修訂等一系列規(guī)范及流程。 國外無損檢測手冊編制技術起步早、發(fā)展成熟,已形成一套完備的無損檢測規(guī)范文件及質量控制體系。國內航空制造業(yè)以中國商飛為主制造商代表,為保障目前航線支線客機的正常運營,也已完成無損檢測手冊的編制、驗證等工作,并用于支持支線飛機維護、維修。 本書以著者相關型號經(jīng)驗和教訓為基礎,從適航要求和行業(yè)要求出發(fā),總結了國內現(xiàn)有型號技術應用經(jīng)驗,提出了適用的無損檢測技術、無損檢測項目分析、典型損傷數(shù)據(jù)管理、手冊編制技術和管理要求,并總結形成無損檢測程序編制技術規(guī)范、可靠性評價方法規(guī)范和無損檢測手冊編制流程,為民機無損檢測手冊編制及技術應用提供必要的理論與工程應用參考。 1.1.2手冊應用場景 如前所述,無損檢測在民用飛機維護過程中采用目視或其他無損檢測方法檢查、監(jiān)控飛機結構或部件可能出現(xiàn)的環(huán)境損傷(包括應力腐蝕)、疲勞損傷或意外損傷等,精確判定飛機結構狀態(tài)的實際情況,為維修方案的確定提供依據(jù)[3]。 民用飛機無損檢測手冊是機體、發(fā)動機和部件制造廠根據(jù)自身產品設計而編制的針對特定對象的無損檢測程序無損檢測程序: 某一既定無損檢測方法對特定受檢件實施無損檢測的全部步驟。包括檢測目的、檢測使用的設備、儀器、材料及其調試狀態(tài)和所需的準備工作以及對檢測結果評判的要求。。主要應用于下述場合。 1. 例行無損檢測 例行無損檢測是根據(jù)航空器制造廠家的計劃維修要求(scheduled maintenance requirements, SMR)計劃維修要求(SMR): 包含檢測任務名稱、檢查門檻值、重復檢查間隔和檢測方法的計劃維修任務文件。、適航限制項目(airworthiness limitation items, ALI)適航限制項目(ALI): 設計批準書持有人在其持續(xù)適航文件的適航限制章節(jié)確定的強制維護措施,這些項目可能包括強制修改或更換時間、強制檢查門檻值、重復檢查間隔和檢查方法。、飛機系統(tǒng)或部件廠家提供的維修要求和維修機隊經(jīng)驗制定的維修任務,并由適航當局批準后頒發(fā)執(zhí)行。這些文件概括性規(guī)定了飛機各系統(tǒng)、結構和動力裝置的全部例行檢查或維護工作及部件控制,以便檢測或預防可能對飛機適航性有影響的任何故障。 例行無損檢測任務規(guī)定了專門的檢測項目、檢查門檻值、重復檢查間隔和檢測方法。例行無損檢測主要在飛機停廠大修時進行,如4C檢執(zhí)行的翼稍小翼根部梁R區(qū)超聲檢測[檢查門檻值檢查門檻值是指應當進行**次檢查的那一刻所對應的飛行循環(huán)次數(shù)或者飛行小時,即首次檢查期,以單機首次飛行作為起始時間開始計算。為8000飛行循環(huán)飛行循環(huán)是指一次完整的起飛和著陸程序(從起落架離地到起落架觸地計為一次)。(flight cycle, FC)、重復檢查間隔重復檢查間隔是指在檢查門檻值之后開始的檢查,即一次檢查到下一次檢查之間的時間間隔。為4000FC、檢測方法為超聲檢測],由維修計劃部門根據(jù)檢測門檻值的限定確定維修工作安排,形成定檢工卡。 2. 非例行無損檢測 在貫徹服務通告(service bulletin, SB)、超手冊修理、適航指令驗證、設計更改驗證以及事故調查與再現(xiàn)等涉及無損檢測的工作時,制造廠家會首先引用無損檢測手冊相關章節(jié)作為施工的規(guī)范,但是如果所需的無損檢測任務在無損檢測手冊中沒有合適的程序,那么航空器制造廠家應編制單獨的無損檢測程序供用戶使用,此類工作稱為非例行無損檢測。非例行無損檢測工作產生的一般原因如下: (1) 航空器制造廠家或供應商發(fā)出服務通告(SB),在執(zhí)行SB時會產生非例行無損檢測工作; (2) 航前航后發(fā)現(xiàn)的雷擊、鳥擊、重著陸、砂石撞擊等損傷產生的超手冊的非例行無損檢測工作; (3) 適航當局針對經(jīng)合格審定后的某一航空產品制定的,要求該產品的設計、制造、使用及獨立維修單位強制執(zhí)行的有關檢查要求,在執(zhí)行適航指令(airworthiness directive, AD)時會產生非例行無損檢測工作。 1.2手冊簡介 1.2.1手冊標準簡介 早期民用飛機的技術出版物都是由各飛機制造商自行編寫,然后交付給航空公司。由于每個制造商技術出版物編寫的內容和編排的方式各有不同,因此對于航空公司客戶來說使用各個不同制造商飛機的技術出版物成為一個難題。 以美國幾家主要的航空公司為主要成員的美國航空運輸協(xié)會(Air Transport Association of American, ATA)于2000年3月頒布《航空維修資料規(guī)范》(ATA2200),規(guī)定了民用客機技術出版物的格式和內容標準。而隨著歐洲空客公司的逐漸壯大,歐洲航空航天與國防工業(yè)協(xié)會(Aerospace and Defence Industries Association of Europe, ASD)制定了《基于公共源數(shù)據(jù)的技術出版物國際規(guī)范》(S1000D)。 目前,在民機技術出版物標準中使用范圍*廣、影響*大的兩個標準就是ATA制定的ATA2200標準和ASD制定的S1000D標準。ATA2200標準和S1000D標準在飛機技術出版物的理念中有許多相似之處,主要體現(xiàn)如下。 (1) 主要服務對象都是維修類手冊和服務通告。 (2) 內容要求都源自ATA100標準。 (3) 致力于技術出版物的數(shù)字化,使用SGML 標準通用標記語言(standard gene
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