FAR 29.785條款追蹤分析

辛 勃，榮 華

(中航工業直升機設計研究所，江西景德鎮 333001)

0 引言

隨著航空科學技術的進步和民用航空的發展以及對航空安全性認識的深化，適航性這個新概念也逐漸發展并被認同，成為了民用航空器安全性品質的體現。為了使民用航空器的安全性得到保障，國家又制定了相應的適航標準作為國家法規的一部分，以此來控制和約束人類進行的民用航空活動實踐。為了達到某種適航性，民用航空器必須符合法定的適航標準且處于合法的受控狀態。雖然適航標準是一類特殊的技術性標準，僅僅是保證實現民用航空器適航性的最低安全標準，但是，適航標準的嚴格執行是實現民用航空器適航管理宗旨［2］——“保障民用航空安全、維護公眾利益、促進民用航空事業發展”的堅實保障。為此，文章主要選取 FAR 29.785條款為例，對條款進行了深入的追蹤研究。

1 條款起源

美國民用航空規章第29部“運輸類旋翼航空器適航規章”第785條款(以下簡稱FAR29.785)的起源最早可以追溯到1956年8月1日生效的美國民用航空規章第7 部第355 條［3］(簡稱CAR7.355)。而在1956年到1962年的6年時間里，CAR7就被修訂了5次，最終形成了1962年版的CAR7－5。然而在1964年初，美國聯邦航空局將CAR7進行了轉換，形成了新的聯邦航空規章 FAR29［4］，CAR7.355條也直接轉變成為FAR29.361條，并最終于1964年10月形成了FAR29部的確定版本。此版本中，FAR29.361條也相應地轉變成FAR29.785條，形成了現代運輸類旋翼航空器適航規章的初始版本，并于1965年2月1日生效。

2 條款的發展

2.1 FAR 29.785 初始條款(生效日期1965.02.01)

初始條款的具體內容如下:

§29.785座椅、安全帶和肩帶

(a)指定供人在起飛和著陸時占用的每一位置處的座椅、安全帶和肩帶，以及附近的旋翼航空器部件必須設計成使正確使用這些設施的人在應急著陸中不會因第29.561條規定的慣性力而受到嚴重傷害。

(b)每一個座椅都必須是經試驗驗證的。

(c)每一位乘坐者必須通過下列保護措施防止頭部受傷:

(1)安全帶和肩帶將會防止頭部接觸任何致傷物;

(2)安全帶外加消除致傷物在頭部半徑范圍內傷害頭部的措施;或

(3)安全帶外加可以支撐手臂、肩膀、頭和脊椎的坐靠墊。

(d)如果椅背上沒有牢固的把手，則沿每條過道必須裝有把手或扶桿，使乘員在中等顛簸的氣流情況下使用過道時能夠穩住;并且

(e)正常飛行中可能傷害旋翼航空器內坐著或走動人員的每個凸出物都必須包墊。

(f)每個座椅及其支承結構必須按至少體重170磅的使用者設計，按相應的飛行和地面載荷情況(包括第29.561條中規定的應急著陸情況)考慮最大載荷系數、慣性力以及乘員、座椅和安全帶或肩帶之間的反作用力。此外，還必須符合下列規定:

(1)每個駕駛員座椅的設計必須考慮第29.397條規定的駕駛員作用力引起的反作用力;

平臺功能：I）檢索服務，提供按標題、作者、關鍵詞、卷、期、頁碼、文獻類型檢索，檢索結果給出各類資源的命中結果，含結構化產生的章節、文章討論等；II）推送服務（基于用戶行為數據給出的推送，以及基于檢索結果給出的相關資料推薦服務）；III)收藏、訂閱功能，提供文章、書籍、章節收藏；檢索歷史保存、檢索和期刊等訂閱；IV）提供統計報告、主題趨勢分析等服務；V）提供API數據接口，供其他平臺接入SD數據

(2)在確定下列連接的強度時，第29.561條(b)中規定的慣性力必須乘以系數1.33:

(i)每個座椅與機體結構的連接;

(ii)每根安全帶或肩帶與座椅或機體結構的連接。

2.2 FAR 29.785 第 29－24 修正案(生效日期1984.12.06)

本次修訂的原因是基于1979年12月與1980年8月召開的兩次旋翼航空器規章審查會議中討論的許多提議。這些提議的產生是由于旋翼航空工業的飛速發展以及管理部門和工業部門認識到伴隨其發展的同時，需要提升其安全標準。這些提議認為旋翼航空器必須有更高水平的設計要求。

2.2.1 本次修訂的背景

1979年1月，美國聯邦航空局(FAA)發出即將召開旋翼航空器規章審查會議的通知，并邀請所有對此問題有興趣的人員在會議召開前提交其對本次會議的建議。由于收到美國直升機協會(HAA)和英國民用航空局(CAA)的請求信函，將征集期延長，直到10個多月后才準備召開會議，截止到會議開始前，FAA共收到613條建議項目。所有這些項目都在12月份召開的會議中逐一討論，最終形成了建議副本并寫入18689號審理單。由于副本中建議內容的質量并不是很理想，所以很多內容的使用都受到限制。

為了使會議取得有效的成果，美國直升機協會和美國航空工業協會向聯邦航空局建議再次召開會議，以便旋翼航空器審查組能夠深入地理解這些提議的工業合理性。這些提議主要包括六個方面的內容，其中第一項就是對于FAR 27和29部規章適用部分的修訂，以及對儀表飛行規則(IFR)和結冰方面內容的審定。

2.2.2 修訂內容介紹

本次修訂版本中加入了“臥鋪”的考慮，并且加入了“指定給每個乘員的位置應該使得乘員免于受到別的物品、尖邊、突出物和堅硬面的潛在傷害”;去除了原來(b)條中“每一個座椅都必須是經試驗驗證的”內容;而對于成員頭部保護措施則分別從乘務人員座椅和旅客座椅兩方面考慮，加入了(b)(1)條“對于每個乘務人員座椅和除乘務人員前向座椅外的每個座椅來說，安全帶和肩帶能夠防止頭部接觸任何有傷害的物體”;增加了新的(c)條內容“每一位駕駛員座椅必須有一個組合式的安全帶和肩帶，并且有一個單點釋放的鎖扣，以使得駕駛員能夠在安全帶和肩帶固定情況下不影響駕駛員的操作。也必須有措施使得安全帶和肩帶在不使用時能夠被固定以防止其影響旋翼航空器的正常運行和在緊急情況下阻擋快速通道”;增加了(g)條“當安全帶和肩帶是組合式的，則安全帶和肩帶的額定強度不能少于29.561條中規定的慣性力，考慮體重至少為170磅的乘客和約束系統安裝的尺寸，使得要么至少60%的載荷分配到安全帶，要么分配到肩帶上。如果安全帶可以不與肩帶一起使用，則所有慣性力必須由安全帶獨自承擔”;增加了(h)條“當使用頭靠墊時，頭靠墊和其支撐結構在1.33的系數和頭重至少13磅的情況下必須設計成能夠抵御29.561條規定的慣性力”。

2.2.3 修訂原因

隨著航空技術的發展，人們在追求飛行器性能的同時開始注重飛行器的舒適性。因此，條款中開始考慮“臥鋪”的問題，并且對人員所經常遇到的潛在傷害進行舉例說明;613條建議項目中有兩條內容，建議刪除(b)條，因為對于一個旋翼航空器來說，包括所有的元件、部件和設備，(b)條的要求并不是其通過審批所必須滿足的最基本的要求，所以將其刪除，最終FAA采納了建議并刪除了(b)條，并將剩余內容按順序重排;由于原29.785(c)條(1)、(2)、(3)都沒有清晰地說明是否所有的座椅都必須有肩帶，FAA為了澄清這一點，對原條款內容做了限制，將乘務員座椅和非乘務員前向座椅分為一類形成(b)(1)條，剩余的座椅分為一類形成了(b)(2)(i)到(b)(2)(iii)條內容，雖然做了澄清，但是仍然沒有一個專門的注解來說明肩帶對座椅是不是必要條件，這可能預示著會有后續的修改;為了使得旋翼航空器達到與25.785(g)條同等的安全水平，增加了新的(c)條內容。原本提議中認為對于組合式的安全帶和肩帶，在29.561(b)條的各種極限載荷情況下，安全帶需要承受60%的載荷，而肩帶則需要承受40%的載荷即可，但是根據有效的資料記載，人的身體的重量分布可以根據不同高低的人上下浮動10%，則FAA最終將提議進行修改并采納，最終使得安全帶和肩帶至少都能夠承受60%的29.561(b)中的任何極限載荷，此外，最后還增加了當單獨使用安全帶時，安全帶應該能承受100%的極限載荷。這是因為，在某些情況下，乘務人員或前向座椅上的乘客不能正常地使用肩帶，所以必須使得安全帶能獨立承受極限載荷;另外一項提議則推薦頭靠墊應該設計成能夠抵御100磅的極限載荷而不出現故障，但是旋翼航空器審查委員會認為這個要求應該根據29.561中定義的極限載荷和人頭部重量的95%來制定。而權威資料指明計算后的人頭平均重11.5磅，這個數字并不包括脖子的部分，而脖子的平均重量為4.3磅，應該近似地乘以1/3折算疊加到頭重中，這就是頭重至少13磅的原因［5］。最終形成了29.785第29－24修正案版本。

2.3 FAR 29.785 第 29－29 修正案(生效日期1989.12.13)

本次修訂是為了對座椅和乘員約束系統增加兩個動態撞擊設計要求的考慮，并增加了對座椅設備和機艙內有質量的物品或連接物的靜強度設計載荷因子，并要求機上每個乘員都要有肩帶，并且想最終得到在動態撞擊條件下人員的撞擊損傷判據。這些內容將很大程度上提升對乘員的保護水平，尤其是在緊急著陸撞擊的情況下。

2.3.1 本次修訂的背景

上次于1979年12月召開旋翼航空器規章審查會議之后，FAA細化了乘員約束系統的標準。但是美國政府還是要求FAA加強其對乘員的保護措施。此后，美國運輸安全委員開就開始督促FAA具體執行此項要求。隨著后來幾年出現的一些航空事故，FAA也逐漸認識到需要加強對乘員的保護，他們認識到事故中乘員受傷情況數據統計的重要性，并建立了旋翼航空器撞擊動力學程序。這些措施對于后續提高乘員約束系統保護水平起到了至關重要的作用。1985年6月，FAA出版了咨詢通告AC21－22“碰撞情況下人員的損傷判據”。1985年10月，美國運輸安全委員會向FAA發送了三條建議，目的是為了在撞擊著陸時加強對乘員的保護。隨后有人根據從美國運輸安全委員會和FAA搜集的數據分析了事故發生的頻率，即運輸類旋翼航空器每100000飛行小時會出現8次事故［6］。雖然這個事故率比正常類旋翼航空器的每100000飛行小時出現14.3次事故頻率低，但是，由于運輸類旋翼航空器有高的座椅負載，所以它對于人員的損傷威脅更大?；谏鲜霰尘?，FAA再次對FAR29.785進行了第2次修訂，包含在第29－29號修正案中。

2.3.2 修訂內容介紹

將原來(a)條改為“不會受到29.561(b)條規定的慣性力的傷害且在29.561條界定的動態條件下也不會承受傷害”;將原(b)條內容更改為“每個乘員必須受到安全帶和肩帶的保護，防止頭部接觸到任何有潛在傷害的物體而受到嚴重的頭部傷害，29.562(c)(5)條中的物品除外。肩帶(也叫上軀約束裝置)和安全帶的組合可以構成如TSO－C114中描述的上軀約束系統”。對(f)條的內容作了修改，將本條中所有的“29.561”改為“29.561(b)”;將(g)條中“……使得要么至少60%的載荷分配到安全帶，要么分配到肩帶上”改為“……使得至少60%的載荷分配到安全帶，至少40%的載荷分配到肩帶上”;增加了(i)條“每一套座椅裝置系統包括座椅、坐墊、乘員約束系統和連接設備”;增加了(j)條“每個座椅裝置系統可采用諸如允許座椅的某些零件壓壞或分離的設計特性，以減少乘員在第29.562條中應急著陸動態條件下所受載荷;否則，該系統必須保持完好無損并不得妨礙迅速撤離旋翼航空器”;增加了(k)條“在旋翼航空器內為了運送不能行走，以躺臥為主的人員，要求設計有擔架設備。每個臥鋪或擔架必須設計成能承受體重至少170磅的乘員受到第29.561條(b)規定的前向慣性系數時的反作用力。對于與旋翼航空器縱軸呈小于或等于15°安裝的臥鋪或擔架，必須設有能承受向前載荷反作用的包墊的端板，布擋板或等效措施。對于與旋翼航空器縱軸大于15°安裝的臥鋪或擔架，必須備有相應的約束設備，如綁帶或安全帶，以承受前向載荷的反作用力。此外，還必須滿足以下要求:(1)臥鋪或擔架必須有約束系統，并不得有在應急著陸時可能對其上人員造成嚴重傷害的棱角或其它突出物。(2)臥鋪或擔架以及乘員的約束系統與結構的連接件，必須設計成能承受飛行和地面載荷情況以及第29.561條(b)規定的情況所產生的臨界載荷”。

2.3.3 修訂原因

上面(a)條的修改特意將29.561(b)條單獨拿出來，很明顯這正是響應了背景中提到的美國政府要求，即加強在墜撞著陸時對于成員的保護，這里就正好表明了FAA規章是滿足政府要求的;上次修訂后的(b)條內容沒有明確表示必須有安全帶和肩帶來同時保護，并在(b)(1)和(b)(2)中對兩種沒有肩帶的情況作了說明，但是美國運輸安全委員會參考了《飛機墜撞生存設計指南》，發現座椅安全帶和肩帶是吸收能量最為主要的兩個裝置［7］。所以，后來航空工業協會推薦FAA采納軍標，并將(b)條內容作了修改;(g)條中又將“肩帶承受60%的載荷”恢復到“承受40%的載荷”，這主要是基于機動車工程師協會(SAE)的航空宇航標準，并且安全帶和肩帶一起承受120%的載荷是不必要且不切實際的［8］，因此又將其修改回40%;而(i)條的增加是為了明確座椅裝置系統的零部件清單，防止出現任何的混淆或利用此漏洞;(j)條的增加是因為這樣可以使得安裝的座椅在應急動態著陸條件下能夠吸收系統的變形，從而減輕乘員受到的傷害。但是，如果變形過大，就有可能妨礙乘員的緊急撤離，這需要根據各種座椅的特點進行動態評估;增加(k)條是因為隨著航空技術的發展，很多運輸直升機運用到救援中，所以擔架和臥鋪的設計成為必然，(k)條對擔架和臥鋪提出了靜強度和約束要求。在旋翼航空器中，擔架既可以縱向布置，也可以橫向定位，但是并不要求對擔架進行動力學試驗，而僅僅是對于縱向布置的擔架應該限制一些設計特征。因此(k)條內容按照上述原則增加入條款中。

2.4 FAR 29.785 第 29－42 修正案(生效日期1998.9.8)

2.4.1 本次修訂的背景

這一次修訂僅僅是為了考慮是否應該在原(k)(2)條中考慮29.625條中規定的接頭系數要求，由于29.625(d)也新增了對于1.33這個接頭系數的考慮，即“每一座椅、臥鋪、擔架、安全帶和肩帶以及與結構的連接裝置，必須由分析、試驗或兩者組合表明能承受第29.561(b)(3)規定的系數乘以1.33所產生的慣性載荷”。

2.4.2 修訂內容介紹

僅僅是在原(k)(2)條的后邊添加了“……應采用第29.625條(d)規定的接頭系數”。

2.4.3 修訂原因

在緊急墜撞著陸時，采用1.33的接頭系數能夠保證連接件在正常使用損耗的情況下以及頻繁的拆卸和更換條件下仍能保持足夠的強度，以繼續發揮其預期的功能。且由于之前對安全帶和肩帶連接也使用了1.33的系數，并已經通過長期的服役經驗驗證。那么，為了使得擔架和臥鋪能夠為乘客提供同等的安全水平，最終1.33的系數也加入到29.785(k)(2)條中。

3 結論

本文對FAR29.785條款的起源及發展歷程進行了研究，以各次修正案為條款發展節點，深入剖析了各次修正案的背景、修改內容和修改原因。通過分析，可以看出第29－24修正案和第29－29修正案對于條款的發展具有里程碑的意義，不僅建立了“座椅、臥鋪、擔架、安全帶和肩帶”的安全標準，而其還建立了“動態撞擊條件下人員的撞擊損傷判據”。這為現在或將來新研制的民用運輸類旋翼航空器的設計、生產和相關適航工作提供了指導，保證新機型能夠順利通過適航審查;最主要的就是讓設計人員和生產人員認識到安全性對于民用航空器的重要性。整個條款的發展歷程，都始終貫穿著一條主線，就是不斷提高其安全性。把握這條主線作為民機研發、生產的宗旨，才能縮小我們與世界航空強國的差距。

［1］FAR29，Part 29—AIRWORTHINESS STANDARDS:TRANSPORTCATEGORY ROTORCRAFT ［S］.Washington，DC:FederalAviation Administration，1998.9.

［2］中國民用航空局航空器適航司.中國民用航空器適航管理［M］.北京:中國民航出版社，1994.10.

［3］CAR7，Part 7 － ROTORCRAFT AIRWORTHINESS;TRANSPORT CATEGORIES［S］.Washington，DC:Federal Aviation Agency，1956.8.

［4］Halaby N E.CFR Final Rule［EB/OL］.http://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgFinalRule.nsf/a09133bddc7f4fbb8525646000609712/b9bd208c7794d1b086256825006367b3! OpenDocument.1964.12/2010.9

［5］CLAUSER C E，McCONVILLE J ，YOUNG J W.WEIGHT，VOLUME，AND CENTER OF MASS OF SEGMENTS OF THE HUMAN BODY［R］.Wright patterson Air Force Base，Ohio:AEROSPACE MEDICAL RESEARCH LABORATORY，1969.

［6］Fox R G.Realistic civil Helicopter Crash Safety［R］.USA:American Helicopter Society，1986.4

［7］Army Research and Technology Laboratories(U.S.).Applied Technology Laboratory.Aircraft crash survival design guide［M］.Fort Eustis，Va.:The Laboratory，1980

［8］Amendment No.27 －25，Airworthiness Standards;Occupant Restraint in Normal and Transport Category Rotorcraft［S］.Washington，DC:Federal Aviation Administrationon，1989.11