民用飞机机载设备振动环境规范与试验验证概述
成 名，陈 寅 上海飞机设计研究院，上海 201210
【摘 要】摘 要 机载设备作为现代民用飞机关键组成部分，是飞机实现安全飞行的重要保障。一旦某些重要机载设备受到飞行振动影响而无法正常工作，甚至发生设备结构破坏，则会影响飞行安全，严重时甚至会引起灾难性事故。因此，如何保证机载设备在合理的飞行振动环境中正常工作意义重大。文章结合民用飞机机载设备振动环境规范与实际民机振动专业工作需求，对目前需要考虑的振动环境种类进行归纳与总结。 【期刊名称】科学家
【年(卷),期】2016(004)005 【总页数】2
【关键词】关键词 民用飞机；振动环境；规范 陈寅，上海飞机设计研究院。
机载设备作为现代民用飞机关键组成部分，是飞机实现安全飞行的重要保障。一旦某些重要机载设备在飞行时受到振动影响而无法正常工作，甚至是发生设备结构破坏，则会影响飞机安全，严重时甚至会引起灾难性事故。因此，如何保证机载设备在合理的飞行振动环境中正常工作意义重大。
大部分机载设备不仅结构外形复杂，而且组成零件种类繁多，包括一些电子元器件、橡胶、阀门、液体、旋转件等。由于这类零件是否发生脱落、损坏等影响安全的破坏模式是无法通过传统的仿真方法进行分析，因此大部分标准规范均要求以试验方式表明机载设备满足设计要求。
目前，涉及到航空机载设备振动规范主要包括HB 5830、HB6167、GJB150、
MIL-STD-810、ISO7137、DO 160等。飞机设计工程师在对机载设备进行试验验证方案设计时，常常会对选择何种规范存在疑惑，这一方面是因为振动规范种类繁多，各种规范存在各自特点，但也有部分内容相同，另一方面是因为不同的机载设备需要考虑的振动环境不同。
本文结合飞机机载设备振动环境规范与实际振动专业工作需求，对目前工作中涉及到的民机机载设备振动环境按照振动性质进行归纳，并分别对每种振动环境试验验证进行概述介绍。
1 功能振动试验
功能振动试验（Functional Test）是用来验证，当设备暴露在最严酷的工作振动环境中时，能否依然正常工作。验证时要求设备在试验开始、中间、结束3个阶段均能正常工作，同时要求在整个过程中监控设备的基本功能。功能振动试验量级一般取正常工况下的最高量级。当功能振动试验和耐久振动试验均要求实施时，一般将一半功能振动试验周期放在耐久振动试验前进行，另一半功能振动试验周期放在耐久振动试验后进行（每个方向轴均单独处理）。2次功能振动试验周期要求足够长，以便检验设备功能。这种试验安排方式已经被证明是比较合理的。在某些情况下，对于要求必须能够在最严酷环境下依然正常工作的设备，可以不用进行功能振动试验。
对于此类振动试验的详细要求，可以参考DO-160G 第8章节。
2 耐久振动试验
耐久振动试验（Robust Test）的目的是为了获得设备失效前的有效寿命。在大部分情况下，此试验都需要在保证损伤一致的情况下进行加速。试验加速的具体公式可以参考文献［3］。操作时，将较为不严重的工况载荷幅值，加速到最
严重工况的载荷量级，此时为了保持损伤等效，试验时间应相应减少。有时可能由于试验时间太长，即使加速到最严重工况的载荷量级，仍然无法及时完成整个项目，此时可以采用加速公式进一步提高量级，缩短时间。由于这样操作可能没有完全考虑到非线性效应，因此要求加速后的载荷量级不得比真实环境中的最大量级高很多。在耐久振动试验过程中，一般不需要设备处于工作状态。 对于此类振动试验的详细要求，可以参考DO-160G 第8章节。
3 高量值振动试验
高量值振动试验的目的是为了验证当发生发动机叶片断裂飞出后，设备不会由于发动机的异常振动而失效。如果设备在此环境下有可能出现功能丧失，进而影响飞机性能，则需要进行此类试验。
对于此类振动试验的详细要求，可以参考DO-160G 第8章节。
4 加速度试验
此类试验目的是验证设备在结构上能够承受使用环境中由平台加、减速和机动引起的稳态惯性载荷的能力，以及在这些载荷作用期间和作用后其性能不会降低，同时验证设备承受坠撞惯性过载之后不会发生危险。具体试验程序包括3部分：结构试验、性能试验、坠撞安全试验。结构试验用来验证设备能够承受由使用加速度产生的载荷的能力；性能试验用来验证设备在承受由使用加速度产生的载荷时以及之后的性能不会降低；坠撞安全试验用来验证设备在坠撞加速度作用下不会破坏或不从固定架上脱落。3部分试验均要求设备处于工作状态，然后将设备安装在离心机上产生规定的加速度量级。
对于此类振动试验的详细要求，可以参考MILSTD-810或GJB150的加速度试验章节。
民用飞机机载设备振动环境规范与试验验证概述
