適航條款解讀方法研究

曹友明

摘? ?要：為加深直升機研發企業設計人員對適航條款的理解，本文提出一種適航條款解讀方法。通過對美國民用航空規章FAR29-運輸類旋翼航空器適航標準起源和歷次修訂背景的分析，結合適航條款具體內容，對適航條款的要求進行了詳細解讀，并以FAR29.653為例，驗證了該條款解讀方法的可實施性。

關鍵詞：適航條款? 解析? 符合性驗證

中圖分類號：V221.91? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0013-03

民用航空事業的迅猛發展，對世界各國人民的交往與世界經濟的發展起到了積極與促進的作用。航空工業是離散型制造業的典型代表，在經濟全球化的大背景下，一個國家民用航空工業和運輸業的安全和發展程度，已成為該國經濟實力、科學技術與工業水平的重要標志之一[1]。

資料表明，空客公司在不到40年的時間內，能夠以5～6年的時間推出一個新型號的民用飛機[2];波音公司，從B747到B787，推向市場僅用了不到20年[3]。分析原因，空客和波音均建立了完善的適航組織體系、完整的適航審定標準體系、全過程、全方位的數字化和信息化適航管控體系。反觀我國，民機型號取證過程非常漫長，審查過程也極其艱難，審查效率相對波音和空客也較為不足。除去技術因素，適航管理過程管控的規范性和效率也存在不足。

針對上述問題的研究，中國商飛[4]開發了服務于不同民機型號適航取證業務類型的適航管理信息系統，該系統提供了適航審查信息的跟蹤及歸檔整理等功能，但缺乏對約束民機適航條款符合性設計和驗證的解讀。

有效的適航條款要求的解析，是直接影響民機的適航性設計和符合性驗證的關鍵因素之一。故本文提出了一種適航條款解析的方法，其目的在于保證適航條款要求的完整性、可靠性及可追溯性。

1? 條款解讀方法

適航條款作為約束民用航空器安全的最低安全標準，其重要性不言而喻，為提升適航條款落實的有效性，需對當前適航條款進行解析，解析出適航條款的具體要求，以期通過解析出的具體適航要求給工程設計人員提供清晰的適航設計指導。論文針對當前適航條款進行研究，初步形成一套可供借鑒的研究思路，具體如圖1。

條款修訂歷史研究：通過對條款起源的研究，能夠從條款起源把握定標考慮;結合條款修正案，熟悉條款歷次修訂過程中的修訂背景、修訂原因以及修訂要求的考慮。

條款要求分析：通過對條款內容的分析，解讀出條款涵蓋的具體要求，把握該條款最低安全指標，為設計提供可靠的指導。

型號驗證經驗：通過對以往型號取證經驗分析，能夠為條款的符合性驗證提供可供借鑒思路。

條款符合性驗證思路研究：通過結合上述研究內容，能夠從宏觀設計角度考慮該條款適航要求的設計考慮以及滿足該適航條款需提供的符合性設計和驗證的支撐文件。

2? 條款解讀思路

2.1 條款修訂歷史研究

FAA條款修訂依據航空運營事故、事故征候、工業標準的成熟度（如RTCA-DO-178等）以及型號取證經驗等。而我國適航標準CCAR來源于FAR，修訂過程與FAR基本保持一致，故對CCAR適航條款修訂歷史的研究可參考FAR修訂過程。

以CCAR29.653為例進行說明，CCAR29.653與FAR29.653標準要求一致，且CCAR修訂基本上與相應的FAR要求一致，故對CCAR29.653的研究可以直接參考FAR29.653條，而FAR針對該條款進行過兩次修訂，具體如下：

第一次修訂：1964年FAA發布NPRM64-30對FAR29.653第一次修訂該適航條款，本次修訂僅僅是將原CAR7中的適航條款進行重新編排，未對該適航條款內容進行修訂。

第二次修訂：1965年FAA發布NPRM65-42對FAR29.653第二次修訂該適航條款，本次修訂是包含兩個方面內容。一方面由于該適航條款要求不僅適用于主旋翼槳葉也適用于尾旋翼槳葉，故將該適航條款要求從局限于主旋翼槳葉擴展到主、尾旋翼槳葉;另一方面由于復合材料槳葉的出現，也增加了對復合材料槳葉抗內壓考慮的要求。

分析適航條款起源及修訂歷程，能夠清晰的掌握適航定標的緣由及考慮。從適航法規內容上知悉該條款的具體要求，促使適航設計人員能夠更準確的把握適航設計指標，提升后期適航符合性審查效率。

2.2 條款適航要求解讀

適航條款中涵蓋民用航空器設計的各項適航指標，通過對具體適航條款內容的分析，解讀條款涵蓋的具體適航要求，以便在具體民用航空器型號設計過程中把握該條款最低安全指標。以CCAR29.653為例進行說明，條款原文及解讀如下。

（1）條款原文。

第29.653條“旋翼槳葉的卸壓排水”

（a）每片旋翼槳葉必須符合下列規定：

①有卸掉內部壓力的裝置;

②設置排水孔;

③設計成能防止水在它里面聚積。

（b）本條（a）（1）和（2）不適用于能承受在使用中可能出現的最大壓力差的密封旋翼槳葉。

（2）條款解讀。

民用直升機設計、制造、裝配以及交付用戶投入使用后，其旋翼槳葉受地理位置和作業環境的影響最大，諸如海洋大氣、工業廢氣污染、農業噴撒藥物、沾有腐蝕劑的土壤、沙塵等各種因素。旋翼槳葉沾染的物質如化學品、污物、鹽類沉積物、油脂等，與漆層或金屬表面接觸時便形成一個惡化的環境和腐蝕活躍的區域，其遭受腐蝕損傷的程度取決于沾染物質、槳葉表面狀況和接觸持續的時間。故條款對旋翼槳葉提出了以下要求。

①本條款要求每片旋翼槳葉應具有卸壓和排水措施（如孔等），否則必須對槳葉進行密封并設計成能承受使用中可能出現的最大壓力差。

密封槳葉的設計必須確保密封措施能夠達到防止潮氣和水分侵入槳葉內部，避免由槳葉內部的腐蝕而導致的槳葉質量不平衡，并且由于密封槳葉在正常工作狀態下，很容易受到由環境影響和離心加速度影響（靠近葉尖處）產生的內壓，所以密封槳葉的設計還必須考慮設計成能耐內壓;由于槳葉在工作期間吸附或存留的水分可能會引起外場檢查很難發現嚴重的內部腐蝕損傷并改變槳葉的質量分布，因此，要求非密封槳葉必須設有排水措施。

②現代槳葉大多采用密封構型，當完成防潮密封以后，很容易承受由環境影響和離心加速度影響（靠近葉尖附件）產生內壓。故針對能夠承受在使用過程中可能出現的最大壓力差的密封槳葉不需要滿足該條款的a①、a②部分的卸壓和排水要求。

2.3 條款符合性驗證思路

依據對條款修訂歷程分析，熟悉適航條款定標考慮，并結合適航條款具體內容，把握適航條款具體的適航要素，從而能夠從設計上融入適航要求，達到適航符合性設計，提升適航符合性驗證效率。論文同樣以CCAR29.653為例進行說明。

首先根據直升機的總體設計要求，確定旋翼槳葉的具體設計方案和構型，旋翼槳葉的設計一般包括金屬槳葉和復合材料槳葉兩種構型，但適航條款關注的是槳葉構型否密封，具體分為以下兩種情況：

（1）非密封槳葉。

針對非密封槳葉的設計，需要考慮旋翼槳葉可能的積水區，并根據積水區的類型設置相應的選擇相應的防護措施，如設置排水裝置或孔;根據旋翼槳葉的承壓分析，設置相應的卸壓裝置。設計完成之后可按照評估確定是否進行卸壓和排水試驗，驗證旋翼槳葉的卸壓和排水功能的可靠性。

（2）密封槳葉。

針對密封槳葉的設計，需要模擬旋翼在任何使用環境下槳葉內外壓力變化，并以最大壓力情況下承受的載荷為參考，進行槳葉設計，并分析氣抗內壓性能。

2.4 型號案例

通過對具體型號案例的分析，能夠提升企業的適航符合性設計與驗證水平，并且在經驗豐富的情況下還能對原條款進行優化設計和驗證，能夠減少相似型號的適航符合性設計與驗證工作。

該方法已在某型民用直升機上通過驗證，驗證了該方法的可行性。具體以XXX型民用直升機對CCAR29.653條適航符合性設計和驗證進行說明。

XXX型民用直升機對該條款的符合性主要考慮了以下幾點：

（1）旋翼槳葉構型選擇。

XXX型民用直升機旋翼槳葉采用的是全密封構型的復合材料旋翼槳葉。故只需驗證該條款（a）（3）和（b）部分。

（2）旋翼槳葉設計考慮。

XXX型民用直升機采用了全封閉結構復合材料旋翼槳葉，旋翼槳葉內部填充聚氨酯泡沫，表面還噴涂聚氨酯漆，起到防水保護作用。主槳葉在槳尖上面雖然開有防止靜、動平衡配重的腔，但在完成配重后，四周會用密封膠密封;尾槳葉在槳尖上采取鉆孔放置靜平衡配重，配重完成后也用密封膠密封。這種全密封的槳葉，完全可以防止水的積聚。

3? 總結

本文通過對適航條款的分析，提出一種適用于民用航空企業設計人員的適航條款解析方法，并以CCAR29.653“旋翼槳葉的卸壓排水”條款為例進行該方法的具體闡述。首先，通過對適航條款的起源及修訂歷史進行了研究，以修正案為突破點，深入分析了適航條款修訂背景、修訂原因，并進一步在此基礎上完成了對該適航條款適航要求的解讀分析;其次，以具體型號驗證案例，分析其驗證經驗;最后結合條款解讀和型號驗證經驗對該條款的一般性適航性設計和驗證思路進行梳理。針對適航條款解讀及其應用分析，初步實現了對該條款要求的解析，能夠為民用直升機的設計、生產和相關適航工作人員提供指導，為民用直升機能夠順利通過適航審查提供可供借鑒的思路。

參考文獻

[1] 于勇，陶劍，范玉青.大型飛機數字化設計制造技術應用綜述[J].航空制造技術.2009（11）：56-60.

[2] 浦傳彬，浦一飛.思考空客公司研制的民用客機[J].民用飛機設計與研究，2009，（1）：39-45.

[3] 黃強， 楊乃定等. 美國民用航空產業發展戰略分析及其啟示[J]. 航空制造技術， 2006， （2）： 62-66.

[4] 黃強，楊乃定等.美國民用航空產業發展戰略分析及其啟示[J].航空制造技術，2006，（2）：62-66.