MH/T 9005-2013 燃油箱可燃性分析方法指南

ICS35.240

L67

MH

中华人民共和国民用航空行业标准

MH/T9005—2013

燃油箱可燃性分析方法指南

Guideoffueltankflammabilityassessmentmethod

2013-03-13发布2013-06-01实施

中国民用航空局发布

MH/T9005—2013

目次

前言............................................................................II

引言...........................................................................III

1范围..............................................................................1

2术语和定义........................................................................1

3方法概述..........................................................................2

4模型概述..........................................................................2

5模型工作表........................................................................5

6模型的使用........................................................................6

7用户可更改代码...................................................................20

8代码更改的归档和验证.............................................................21

I

MH/T9005—2013

前言

本标准按照GB/T1.1－2009给出的规则起草。

本标准由中国民用航空局航空器适航审定司提出。

本标准由中国民用航空局航空器适航审定司批准立项。

本标准由中国民航科学技术研究院归口。

本标准起草单位：中国民用航空上海航空器适航审定中心。

本标准主要起草人：李新、张海涛、董稼轩、韩冰冰、刘春阳。

II

MH/T9005—2013

引言

燃油箱可燃性分析方法（FTFAM）是一个计算机模型，可作为一种比较分析工具用来辅助确定某一

特定机型整个机队的燃油箱空余空间的潜在可燃暴露水平。为达到这个目标，模型模拟了大量航段，对

于航段的每个时间段将总体燃油平均温度（按体积计算的）与可燃性下限（LFL）和可燃性上限（UFL）

进行对比。当总体燃油平均温度高于可燃性下限（LFL）并且低于可燃性上限（UFL），燃油蒸汽被认为

是可燃的。

模型使用Monte-Carlo统计方法确定计算所需的未知变量。Monte-Carlo分析是《运输类飞机适航标

准》(CCAR-25-R4)附录N中规定的分析方法，是作为评估燃油箱的机队平均可燃性暴露的符合性方法。

模型随机选择基于《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R4)附录N的标准分布变量，并能确保分布的准确

性（相对真实分布而言）。这些随机数方法被用来确定燃油闪点温度、航段长度、和巡航大气温度。

Monte-Carlo理论认为，通过进行足够大数量计算产生随机数，可将与概率计算相关的误差降至最低。

此模型是作为工程工具来开发的，在开发过程中并没有遵循传统的程序编写规则，但是模型中代码

的编写便于工程人员理解和掌握其中的计算和理论。本指南用于指导用户如何使用模型。

III

MH/T9005—2013

燃油箱可燃性分析方法指南

1范围

本标准规定了用于民用航空运输类飞机燃油箱可燃性分析的模型和模型的使用方法。

本标准适用于民用航空运输类飞机燃油箱可燃性分析。

2术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

2.1

总体燃油平均温度bulkaveragefueltemperature

燃油箱内或燃油箱不同区域（如果油箱被隔板或隔舱分隔）的燃油平均温度。

2.2

可燃性暴露评估时间flammabilityexposureevaluationtime

FEET

从飞机航前准备开始，历经飞行和着陆，直至所有商载卸下、所有旅客和机组人员离开飞机的这一

段时间。

注：在Monte-Carlo分析程序中，飞行时间从航段距离分布表（表2）中随机选取，航前时间为飞行时间的函数，航

后时间固定为30min。

2.3

惰性化inerting

将不可燃气体注入燃油箱内的空余空间，使之变得不可燃的过程。

2.4

可燃的flammable

燃油箱处于没有被惰性化且燃油箱内总体燃油平均温度在所使用燃油的可燃范围内时的状态。

2.5

空余空间ullage

燃油箱内未被液体燃油占据的容积部分。

2.6

机队平均可燃性暴露fleetaverageflammabilityexposure

在规定的环境条件和燃油特性下，一个机型的机队在全世界范围内运行的各个航段距离范围上，每

个燃油箱的空余空间处于可燃状态的时间占可燃性暴露评估时间的比例。

1

MH/T9005—2013

3方法概述

燃油箱可燃性分析方法（FTFAM）在大量航段基础上，针对部分未知变量的已知分布，采用

Monte-Carlo统计方法来生成可燃性数据。用户使用燃油箱可燃性分析方法（FTFAM）在反复计算每个飞

行航段，输入相关参数的基础上，计算出每个航段的可燃暴露时间。通过对大量航段可燃暴露时间的计

算，可以产生在统计学上可靠的可燃暴露水平数据。用户可以对任何类型的飞机燃油箱（机身油箱、机

翼油箱、辅助油箱等）完成这些计算，无论油箱是否采取了降低可燃性措施。

4模型概述

模型中采用的Monte-Carlo方法使用取自标准范围的随机数生成技术来作为一些变量的输入。对于

多变量问题，则通过大量的数值计算来得到平均结果或结果的范围。

在图1所示的分析流程图中，求解燃油箱可燃性暴露水平主要涉及燃油箱外界环境、航段任务数据、

燃油特性和燃油箱热特性四个部分。当此四部分被确定后，模型根据用户输入和Monte-Carlo计算可以

确定燃油箱空余空间在每航段中的各时间段是否可燃，从而得出在每航段中燃油箱可燃的时间百分比。

通过大量航段的迭代计算，可给出该特定机型的机队平均可燃暴露水平。关于模型中主要计算模块的简

化流程图见图2，关于此流程图的扩展，即所有用户输入参数和模型的预处理，见6.2.1。

注1：对于采用了会显著影响各燃油箱热特性的复杂燃油转输特征或其他设计特征的飞机，模型不具备分析这些影

响的能力，但可用于对传统的非加热铝制机翼燃油箱进行定性的可燃性分析。关于如何进行定性的可燃性分

析并确定其是否适用于所评估燃油箱的指导参见AC25.981-2A。

注2：模型基于MicrosoftExcel2000、MicrosoftExcelXP和MicrosoftExcel2003在MicrosoftWindows2000

和MicrosoftWindowsXP操作系统上运行。

2

MH/T9005—2013

确定燃油箱可燃暴露水平

外界环境任务数据燃油特性燃油箱热特性

环境温度空气总温外界气压发动机数航程燃油管理马赫数闪点温度温差时间常数

由Monte-Carlo由Monte-Carlo由Monte-Carlo用Monte-Carlo

由模型计算用户输入用户输入用户输入用户输入用户输入

方法计算方法计算方法计算方法计算

图1Monte-Carlo分析和输入主要模块

3

MH/T9005—2013

开始运行航段计算

若Tamb>OATlimit,

则令Tamb=OATlimit

确定大气环境

确定航段（任务剖

运算下一航段

面）

执行航段飞行

以1min为步长计

算燃油温度

运算下一分钟

空余空间是否可

燃？（是/否）

FRM是否工作？

（是/否）

航段结束

保存航段信息（包

括可燃性数据）

所有航段结束

确定机队平均可燃

暴露水平并显示结

果

OAT:外界空气温度FRM:降低可燃性方法

Tamb:环境温度

图2Monte-Carlo分析计算流程图

4

MH/T9005—2013

5模型工作表

5.1工作表分类

本模型由若干独立的工作表组成，分类见表1。由于一些工作表可能执行多种功能，因此可能出现

在不止一种类别中。

表1模型工作表类别

说明类数据输入类计算类结果类

介绍用户输入和结果多航段概要用户输入和结果

降低可燃性方法（FRM）内部计算降低可燃性方法（FRM）

内部计算2算例概要

内部计算3

内部计算4

在所有的工作表中，黄色的单元格为用户输入单元格。除非民用航空主管部门批准，用户不应更改

任何非黄色的单元格。

5.2介绍工作表

介绍工作表用于简要介绍模型的用途及一些使用说明和限制。

5.3用户输入和结果工作表

用户输入和结果工作表是FTFAM的主界面，包含了进行Monte-Carlo可燃性分析的所有必要的用户输

入和分析结果。该工作表上的用户输入分为六类，见6.2.1。Monte-Carlo分析的结果将在该工作表中用

图表的形式显示燃油箱在每一任务时段可燃时间的百分比。

5.4降低可燃性方法(FRM)工作表

FRM工作表只有在进行FRM分析时才需要用到。用户可使用FRM工作表来评估FRM的有效性。FRM的有

效性被分为可靠性和性能参数。FRM分析的结果以多种不同表格的形式显示，见6.5.2。

5.5单次航段工作表

单次航段工作表允许用户模拟和分析特定航段情景。用户可以输入特定航段时间和温度数据或输入

Monte-Carlo分析中的航段号来分析该单次航段情景，其结果以两个图表的形式显示。当进行

Monte-Carlo分析时，这些图表曲线表示的是上一航段的结果。

5.6多航段概要工作表

多航段概要工作表以表格的形式显示各航段结果，以燃油箱可燃时间占航段时间百分比排序。该表

格既包括飞行前地面时间、航段时间和各航段特定温度，还包括燃油箱可燃时间、FRM保持空余空间惰

性化的总时间和这两者与总飞行时间的百分比。

5.7内部计算工作表

5

MH/T9005—2013

模型中共有四个内部计算工作表，包括模型需要处理的所有关键信息。所有输入数据、计算值和计

算结果都存储在这四个内部计算工作表中供程序调用。所有有关的数据将被复制到其他工作表以“用

户友好”的形式显示。内部计算工作表只供模型使用，用户不应以任何形式对其进行修改，且仅供用户

排故时使用。

6模型的使用

6.1概述

对模型进行一般操作的主界面是用户输入和结果工作表。这个工作表包含了所有输入单元格和多个

显示大部分计算结果的单元格。模型所有工作表中的单元格，按其不同用途，使用不同的背景颜色。浅

蓝色的单元格表示计算结果，绿色的单元格可用鼠标左击进行相应操作。

6.2Monte-Carlo分析用户输入

6.2.1用户输入概述

图3为FTFAM的主要计算流程图，包括FRM计算和每个用户输入的使用。当Monte-Carlo分析没有采用

FRM时，用户输入分为以下六类：

——飞机数据；

——航段数据；

——燃油箱使用数据；

——机身油箱输入数据；

——燃油箱热特性数据；

——多航段Monte-Carlo数据。

在用户输入和结果工作表中有与以上六类用户输入对应的六个输入框，如图4所示。

6

MH/T9005—2013

输入类别用户输入处理主计算流程

将运行的航航段1到N

航段数量

段号(运算所有航段)

OATlimit

若Tamb>OATlimit,则

飞机数据（AFM限

令Tamb=OATlimit

制）

飞机最大航生成Tamb和

程Tcrz确定大气环境

发动机数量（随机生成）

生成航程分布；

马赫数确定航段（任务剖

飞行数据阶梯爬升逻辑运运算下一航段

阶跃高度面）