eVTOL飛機級安全性減緩措施和效果分析
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發(fā)布時間：2024-04-22
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城市空中出行通過應用eVTOL（electric Vertical Take-off and Landing, eVTOL）飛行器實現(xiàn)了零排放的短途快速出行，緩解了地面交通擁堵的問題。但同時城市地區(qū)密集的人口以及eVTOL高度的自動化等因素給飛行安全性也帶來了諸多挑戰(zhàn)。本文基于局方對于eVTOL設(shè)立的的頂層安全性目標，分析了當嚴重失效發(fā)生時，eVTOL飛機級安全性減緩措施——抗墜撞性和整機降落傘兩種方式的應用限制與效果。通過對減緩措施的對比分析，提出了一種考慮減緩效果的eVTOL飛行任務(wù)剖面，并總結(jié)出不同飛行階段的飛機級安全性影響，得出定量的飛行區(qū)域關(guān)鍵高度數(shù)值。針對飛行剖面中的高風險區(qū)域，提出了降低嚴重失效概率的預防措施，為eVTOL的安全性設(shè)計以及適航管理提供參考。
00
引言
01
eVTOL頂層安全性目標
表 1 EASA安全目標與失效條件分類表
02
eVTOL飛機級安全性減緩措施
(1)抗墜撞性設(shè)計有效高度(10-15米)以下，或
(2)在BRS傘降系統(tǒng)有效高度(60-80米)以上
圖 2 整機降落傘打開過程
03
eVTOL飛行剖面的進一步細化分析
(1)幾何設(shè)計，在平均海平面（Mean Sea level, MSL）超過1000英尺（305米）的高度，需要更長的最終進近與起飛區(qū)域（Final Approach and Takeoff, FATO），用來提供更高的安全裕度和更大的操作靈活性。
(2)動態(tài)載荷，F(xiàn)ATO的設(shè)計應假定為eVTOL最大起飛重量的150%的動態(tài)載荷。
表 3 eVTOL飛行階段及其安全性影響
04
結(jié)論
(1)增加eVTOL的運營場景限制條件，避免航空器處于區(qū)域2；
(2)如果航空器無法避免在區(qū)域2內(nèi)運行，最大降低處在該高風險區(qū)域的幾率，并通過可信的計算分析確定定量影響；
(3)開展飛機系統(tǒng)功能危害度和初步安全性分析，識別高安全性影響的功能和系統(tǒng)；
(4)在eVTOL進入高風險區(qū)域2之前，針對已識別的關(guān)鍵功能和系統(tǒng)，開展足夠的狀態(tài)檢查，為進入飛行安全關(guān)鍵區(qū)域做好充足準備。如根據(jù)關(guān)鍵的電機故障閾值數(shù)據(jù)、計劃的起飛著陸安全范圍進行判定，確保eVTOL有足夠的發(fā)動機性能抵達低風險區(qū)域或是航空器下方有足夠的符合要求的墜撞面積，以決定是繼續(xù)安全飛行或者拒絕起飛，減少在區(qū)域2發(fā)生嚴重失效的概率。
