美國FAR-25部第139號修正案解讀分析研究

韓澎

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2011-5640-3763

摘? 要：本文在對美國FAR139號修正案適航標準翻譯研究的基礎上，與國內現行有效的CCAR-25-R4版相關條款內容進行了差異性對比分析，對FAR139號修正案的最新要求進行了重點解讀，提出了國內大型運輸類飛機滿足該修正案要求的相關設計建議，供飛機設計制造廠商設計研制時參考。

關鍵詞：139號修正案? FAR-25部? CCAR-25部? 適航標準? 運輸類飛機

中圖分類號：V271-65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2021）01（c）-0001-03

Interpretation and Analysis of the US FAR -25 Amendment? ?No. 139

HAN Peng

（AVIC XAC Commercial Aircraft Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710089 China ）

Abstract： Based on the research on the translation of the airworthiness standard of FAR 139 amendment， this article compares and analyzes the differences with the relevant provisions of the current effective CCAR-25-R4 version in China， and focuses on the interpretation of latest requirements of FAR 139 amendment， and put forward relevant design suggestions for domestic large-scale transportation aircraft to meet the requirements of the amendment， for reference by aircraft design manufacturers during design and development.

Key Words： Amendment No.139; FAR-25; CCAR-25; Airworthiness standards; Transport airplane

近些年，國內民用飛機設計研制產業得到了快速發展，為了更好地與世界飛機設計水平接軌，適應國際航空產業市場要求，國內飛機設計制造廠商在飛機設計過程中，所采用的相關適航審定標準不應僅局限于中國的民用航空規章，也應更多的關注國際適航審定標準的最新要求[1]。在國際上比較完善的民航審定體系主要有以美國聯邦航空局（FAA）和歐洲民用航空局（EASA）主導的兩大體系，而中國民用航空管理局（CAAC）制定的大型運輸機適航審定標準CAAR-25部，更多地與FAA制定的FAR-25部類似。美國FAR-25部審定標準是以頒布修訂案的形式進行更新完善的，當前已頒布了第146號修正案。而中國民用航空規章CCAR-25部《運輸類飛機適航標準》（首次頒布時間為1985年12月31日）現行有效版本是CCAR-25-R4，只相當于FAR-25部及其25-1至25-125號和25-128號修正案的同等要求水平[2]。

1? FAR-25部修訂案國內研究現狀

國內對FAR-25部修正案研究發表的文章不多，經查閱，溫文才發表的《飛機燃油箱可燃性評估方法研究》中，結合FAR-25部第125號修正案對飛機燃油箱可燃性提出的新要求，對飛機燃油箱可燃性評估方法進行了分析研究，提出了飛機燃油箱的可燃性評估思路[3];李盼發表的《FAR25第129號修正案對結冰探測系統的影響研究》中，對FAR-25部的第129號修正案進行了解析，提出了滿足FAR-25-129修正案相關條款的符合性驗證方法，給出了國內運輸類飛機結冰探測方式的驗證建議[4];田斌發表的《FAR25部最新頒布的修正案》中，對截止2014年7月30日頒布的25-126號至25-138號進行了總體分析，對重點修正案，包括25-129號防/除冰相關修正案以及2013年以后頒布的25-137號和25-138號修正案的相關技術要求進行分析;尹金鴿發表的《SLD水滴碰撞過程粒徑變化的機理及模型研究》論文中，對FAR-25部的第140修正案中提出的過冷大水滴（SLD）環境以及結冰環境云霧粒徑分布曲線等適航符合性驗證要求進行了解讀和分析，給出了模擬驗證思路[5]。

2? 第139號修正案修訂背景及內容

2.1 修訂背景

美國和歐洲制定的運輸類飛機適航標準基本類似，但在結構設計適航標準要求方面存在個別條款不一致的情況。為了解決這些細微差別，美國聯邦航空局（FAA）通過載荷與動力協調工作組（LDHWG）和通用結構協調工作組（GSHWG），要求航空規章制修訂咨詢委員會（ARAC）審查現有的結構相關適航規章并提出修訂建議，以消除美國和歐洲適航標準之間的差異。LDHWG和GSHWG通過對比分析后共同制定了修訂建議，歐洲EASA方面已對其進行了一些更改，并納入歐洲的CS-25適航標準中。FAA同意已被歐洲EASA采納的ARAC建議，并將通過頒布FAR139號修正案的形式，將這些內容修訂完善至FAR-25部中，以消除CS-25和FAR-25的上述結構適航標準差異[6]。

2.2 主要修訂內容

第139號修正案主要對FAR-25部的25.307（a）、25.621、25.683、25.721、25.787（a）、25.963（d）以及25.994等條款內容進行了修訂。提出了當分析不可靠時要進行結構試驗的新要求;闡明了關鍵和非關鍵鑄件的質量控制、檢驗和試驗要求;增加了對控制系統結構變形和振動載荷的要求;擴展了有關應急著陸和起落架失效條件下的燃油箱結構和系統設計要求;增加了一項當過載導致發動機安裝架失效時，不得造成危險量的燃油泄露的要求;刪除了“取消飛機上所有乘員座椅下方與前方的儲存艙”的內容，進而修訂了儲存艙慣性力要求。

3? 條款修訂前后差異分析

在“25.307結構證明”條款中，增加了對于不能用結構分析方法表明非同類結構，必須通過試驗驗證充分表明其結構特性滿足第25.305條規定載荷的相關內容，在原規章中未明確提出該項具體要求，但實際驗證工作是一致的。

在“25.621鑄件系數”條款中，對關鍵鑄件增加了可以采用1.0-1.25鑄件系數時的相關要求，在當前CCAR-25-R4中是不允許鑄件系數小于1.25的[7]。經過對比發現，對于鑄件系數大于1.5的關鍵鑄件，在修正案中增加了“必須用一個鑄件樣品進行靜力試驗”的相關要求，這在CCAR-25-R4中是沒有的，其它的修訂內容與當前R4版規章內容一致。

在“25.683操作試驗”條款中，增加了“結構變形”和“振動載荷”的相關要求，當控制系統在出現結構變形的情況下，必須通過分析或試驗來表明不會出現卡阻，過度摩擦，斷裂或永久性損壞，并且在正常飛行和地面運行的振動載荷下，不會發生控制系統與相鄰元件的干擾或接觸而導致的危險。增加的內容，需要在飛機操縱系統設計時對剛度予以考慮。

在“25.721起落架——總則”條款中，對（a）條目，增加了要考慮內側和外側作用的側向載荷與向上向后的共同作用的要求;對（b）條目，明確了5英尺每秒下沉速度時的沖擊要求，增加了地面滑行時的偏航內容;對（c）條目，增加了發動機短艙可能與地面接觸構型的飛機要考慮的發動機支架設計要求。本條款從“側向載荷”、“下沉速度”以及“發動機短艙構型”等多個方面補充明確了起落架失效情況的相關防火要求，在進行起落架系統設計時要予以考慮。

在“25.787儲存艙”條款中，刪除了“位于機內全體乘員之下或之前的隔間不需考慮應急著陸情況所規定的力”的相關要求。因此在對“機內全體乘員之下或之前的隔間（艙室）”進行設計時，也要如同其它部位艙室一樣，考慮飛行載荷情況、地面載荷情況和第25.561（b）（3）條的應急著陸情況所對應的最大載荷內容。

在“25.963燃油箱：總則”條款中，對應急著陸情況下燃油箱結構設計提出了具體要求，對位于機身壓力邊界內外，機身附近或發動機附近的燃油箱定義了燃油箱壓力載荷，明確了不同載荷條件下，機體不同部位燃油箱燃油壓力P值的計算方法，明確了燃油箱固體邊界條件，在評估油箱結構完整性時，要考慮起落架收上著陸以及起落架和發動機支架故障時的情況。此條款（d）條目修訂后的內容，為燃油箱結構強度提出了明確和具體的要求，在進行設計時要逐一進行計算分析[8]。

在“25.994燃油系統部件”條款中，明確了發生“25.721（b）”條目規定條件下的著陸情況時，燃油系統部件的防火要求。此處只是對原條款“機輪收起著陸”考慮內容明確到25.721（b）條款，設計要求未發生實質性變化。但由于本修正案對25.721（b）條款內容同時進行了修訂，燃油系統部件設計時要一并考慮。

4? 驗證思路及建議的符合性方法

在發布此最終規章同時，FAA發行了三份新AC，為該修正案所采用的法規提供指導材料。其中針對25.561、25.721和25.963這三個條款，發布了AC 25-30《急著陸條件下的燃油箱強度》，為飛機燃油箱結構完整性要求驗證提供指導;針對25.307條款，發布了AC 25.307-1《結構符合性的證明》;針對25.621條款，發布了AC 25.621-1《鑄件系數》。其中涉及燃油箱結構的25.561、25.721和25.963 三個條款采用計算分析、試驗或者二者結合的方法進行符合性驗證;對于25.307條款屬于同類結構的可采用計算分析的符合性方法，對于非同類的結構，必須通過試驗的方法來證明滿足25.305條規定載荷水平。25.621條款鑄件系數條款，主要采用試驗手段，并在此基礎上進行計算分析。對于一個具體的工程來說，沒有通用的方法去決定合適的符合性方法。一個合適符合性方法的選擇或者很多不同方法的聯合取決于工程的具體因素。

5? 結語

第139號修正案共對7個條款進行了修訂，經過與CCAR-25-R4的條款對比分析，修訂后每個條款在具體要求上進行了明確或增加，其中25.621鑄件系數條款，放寬了申請人的選用范圍，可根據需要選用1.0-1.25的鑄件系數，但對于大于1.5的關鍵鑄件要進行靜力試驗驗證;在25.683操作試驗條款中，增加了“結構變形”和“振動載荷”的要求;在25.721起落架條款中，增加了“側向載荷”、“下沉速度”以及“發動機短艙構型”等多個方面的防火驗證要求;在25.787儲存艙條款中，增加了機內全體乘員之下或之前的儲存艙應急著陸載荷要求;25.963燃油箱和25.994燃油系統部件條款，提出了評估油箱結構完整性的更具體計算分析要求。近些年國內迅速發展的民用飛機產業[9]，例如中國商飛設計研制的C919、ARJ21渦扇飛機以及西飛民機在研的MA700渦槳飛機等，均按照CCAR-25部大型運輸類飛機適航標準進行設計制造的。結合上述解讀分析，第139號修正案中以上幾處新增結構適航標準內容，在當前CCAR-25-R4版規章中是沒有要求的，如果國內飛機設計制造廠商未來有尋求開拓歐美國際市場計劃，在飛機研發設計時，可提前將該修訂案的適航審定要求納入飛機設計中，以符合歐美的FAR-25部的最新適航規章標準。

參考文獻

[1] 丁松.我國大型客機的產業集聚與空間布局研究[D].南京：南京航空航天大學，2015.

[2] 田斌.FAR25部最新修正案分析[J].適航性技術研究，2014（10）：41-42.

[3] 溫文才.飛機燃油箱可燃性評估方法研究[J].民用飛機設計與研究，2009（2）：31-33.

[4] 李盼. FAR 25第129 號修正案對結冰探測系統的影響研究[J]. 飛機設計， 2018， 38（1）：76.

[5] 尹金鴿.SLD水滴碰撞過程粒徑變化的機理及模型研究[D].上海：上海交通大學，2017.

[6] Federal Aviation Administration. Amendment No.25-139 Harmonization of Airworthiness Standards—Miscellaneous Structures Requirements [S].

[7] 王芳芳.基于飛機結構裝配的緊固件連接設計研究[J].科技資訊，2019（22）：65-66.

[8] 溫博.民用飛機燃油箱可燃性評估方法研究[J].中國民航大學學報，2016（2）：6-9.

[9] 王光萍.民航空中交通安全管理現狀的問題與對策研究[J].科技資訊，2019（4）：242-243.