旋翼航空器制造方法適航條款研究

白冰

（中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001）

保證制造方法的穩定性和適用性對表明旋翼航空器的結構質量是十分重要的，為驗證旋翼航空器的制造，中國民航局、美國聯邦航空管理局和歐洲航空安全局已在旋翼航空器適航規章中提出了具體的要求。本文通過對制造工藝條款的具體要求和符合性驗證思路及方法進行研究分析，為工程人員提供思路。本文中所提供的驗證思路和方法不是唯一的。

1 條款內容、條款背景和歷史沿革分析

1.1 條款內容

對于旋翼航空器，我國現行有效的規章是CCAR（Chinese Civil Aviation Regulations）27-R2和CCAR 29-R2，上述規章中對制造方法的規定分別為第27.605條和第29.605條，目前美國、歐洲和中國所發布的旋翼航空器適航條款對制造方法的要求保持一致。主要條款內容如下：（1）采用的制造方法必須能始終生產出完好的結構。如果某種制造工藝（如膠接、點焊或熱處理）需要嚴格控制才能達到此目的，則該工藝必須按照批準的工藝規范執行。（2）旋翼航空器的每種新的制造方法必須通過試驗大綱予以證實。

1.2 條款背景和歷史沿革分析

1964年，FAA(Federal Aviation Administration)發布NPRM（Notice of Proposed Rule Making）64-29，考慮將民用航空管制CAR（Civil Aviation Regulation）6的條款要求重新編制成FAR（Federal Aviation Regulation）27。1965年，FAA頒布了Final Rule 5074，用FAR27替代CAR6，作為正常類旋翼航空器適航審定標準。后續FAA對FAR 27部規章進行過1次修訂，詳見表1。

1964年，FAA發布NPRM 64-30，考慮將CAR7的條款要求重新編制成FAR29。1965年，FAA頒布了Final Rule 5084，用FAR29替代CAR7，作為運輸類旋翼航空器適航審定標準。后續FAA對FAR 29部規章進行過1次修訂，詳見表2。修正案29-0和29-17修改原因分別與修正案27-0和27-16一致。

表1 FAR27.605修訂匯總表

表2 FAR29.605修訂匯總表

FAR 27/29對原規章中的語言進行了簡化，使得表述更加清楚，并刪除了過時或冗余的條款。同時，對章節號進行了重新編排，使得FAR 27/29與FAR23和FAR 25中的類似要求具有相同的編號，有助于各部規章修訂時相互參考。

1965年2月1日，FAR-27/29正式生效時，將“制造方法”分別由CAR 6.255條和CAR7.255編制成FAR 27/29.605條，并糾正了一些明顯的書寫錯誤。

以前的規章僅僅是規定了“需要嚴格控制才能生產出穩定結構的工藝應按照批準的工藝規范執行”的要求。為了確保申請人所采用的新工藝的工藝穩定性，對27/29.605提出了“新的航空器制造方法應經過試驗驗證”的要求。

在修正案27-16和修正案29-17之前，27/29.605條只對需要嚴格質量控制才能生產出始終完好的結構的制造方法要求按經批準的工藝規范執行。對于旋翼航空器新的制造方法，須進行大量的試驗，才能判斷該制造方法是否需要嚴格的質量控制，才能達到生產始終完好結構沒有進行規定和要求。雖然旋翼航空器制造商大都能夠自覺地進行大量的試驗研究，以證明新的制造方法在用于旋翼航空器零部件制造之前成熟可靠，但FAA認為有必要增加27/29.605（b）款，強制要求旋翼航空器的所有新的制造方法通過試驗來證實其成熟性。

2 制造方法條款解讀

2.1 對制造方法條款的理解

FAA針對FAR27和FAR29分別制訂了27-1B和29-2C咨詢通告文件，咨詢通告文件的制定便于審查方和申請方更好地理解條款要求。根據咨詢通告文件指導以及型號工作經驗，對適航條款內容理解如下。

2.1.1 對條款27/29.605（a）的理解

條款（a）中“采用的制造方法必須能始終生產出完好的結構”主要是對制造方法的穩定性和適用性提出了要求。其中“始終”是指制造生產的結構質量是穩定的，“完好”是指結構符合所有的設計要求，如復合結構材料的性能能夠滿足設計許用值的要求，結構的形狀、尺寸滿足圖樣的要求，結構所包含的制造缺陷在相關規范的允許范圍內。

條款（a）中“如果某種制造工藝（如膠接、點焊或熱處理）需要嚴格控制才能達到此目的的，則該工藝必須按照批準的工藝規范執行”要求必須為需要嚴格控制的制造工藝建立工藝規范，并且該工藝規范必須經過局方批準。如膠接、點焊、熱處理、金屬鍍層、保護涂層（不是裝飾層）、密封層和獨特的制造方法（如復合材料所采用的制造方法）等。對于先進復合材料的制造過程，應考慮制造差異（即脫膠、空隙、孔隙率、硫化等）的影響，研制專用非破壞性試驗檢查技術和工藝程序，包含可接受的制造和允許的修理程序。其中“工藝規范”是指需要經嚴格控制才能持續生產出符合型號設計的合格產品的技術規范，工藝規范主要包括適用范圍、適用文件、質量要求、工藝過程中使用的材料、制造與檢驗過程描述、操作和檢驗人員的資格控制等。民航局批準方式可以分為直接批準和間接批準。直接批準一般用于對旋翼航空器安全有重要影響的結構所采用的工藝。對于其他的制造工藝一般進行間接批準，常用方式有隨圖樣批準和對工藝規范選用目錄進行批準。

2.1.2 對條款27/29.605（b）的理解

條款（b）中“旋翼航空器的每種新的制造方法必須通過試驗大綱予以證實”規定了工藝鑒定的范圍和方法。其中“新的制造方法”即申請人首次使用的制造方法，包括申請人新發明或創作的，在民用航空工業界首次使用的制造方法和其它飛行器設計制造商已有使用經驗，但是申請人無使用經驗的制造方法。其中“試驗大綱”是工藝鑒定的方法，對于新的制造方法進行編制試驗大綱提交民航局批準后，進行試驗驗證。其中需要跟（a）款進行結合理解，如果某種制造方法已被民用航空工業界普遍地接受為“不需要嚴格控制的制造方法”，雖然該制造方法申請人首次使用，也不必將其作為“新的制造方法”進行試驗驗證。

3 符合性驗證方法

3.1 基本驗證思路

本條款的驗證通常采用MC1說明性文件、MC4試驗室試驗和MC9設備合格鑒定的方法驗證其符合性。詳見表3。由于工業方將制造方法又稱為工藝，所以在實際應用過程中統一稱為“工藝”，方便理解和使用。

根據單位的制造能力和以往機型的生產制造經驗情況，編制工藝的《工藝文件清單》，該清單包括主機場所適用的工藝和機載設備及零部件外協廠家所使用的工藝規范，同時，梳理相應工藝的制造檢查記錄、檢驗記錄等文件作為證明工藝穩定性的支撐文件。對《工藝文件清單》進行梳理，分為三類進行驗證：（1）對于民航局批準過的工藝規范，直接認可。（2）對于未獲民航局批準，但有使用經驗的工藝規范：提供相應的使用證據后，并評估是否適用設計要求，如果適合要求，報民航局審查。如果判定不符合設計要求則需要對其進行補充試驗驗證后報民航局審查。（3）根據旋翼航空器型號設計中新材料、新技術的應用情況，梳理出需要嚴格控制的才能達到此目的的新工藝（即未獲民航局批準又無使用經驗的工藝），為此類工藝建立工藝規范，編制試驗大綱進行試驗驗證，并報民航局審批。剩余的新工藝需要進行評估，評估是否適用設計要求，適用時報民航局審查。

型號設計的相關圖紙文件中對制造要求進行說明和引用相關工藝文件。

表3 條款的符合性驗證方法表

3.2 符合性驗證方法的內容

（1）MC1說明性文件。編制說明性文件，主要為工藝規范文件，將工藝相關信息固化成專門的工藝規范對工藝進行控制，工藝規程應獲得民航局方批準。（2）MC4試驗室試驗。編制試驗大綱和報告，對于新的制造方法，需要在航空器制造前，必須進行符合性驗證試驗證明其工藝質量和工藝穩定性，試驗大綱應獲得局方批準，試驗過程應得到民航局的監控。（3）MC9設備合格鑒定。對于外購的的組裝或整體設備、部件，申請方和審查方通過設備鑒定對設計、制造供應商用于制造設備、部件的工藝規范進行檢查，驗證工藝規范是否滿足條款要求，必要時進行試驗或證明其滿足條款要求。

4 結語

隨著國際間的航空器設計合作的加強和對航空器安全性要求的提高，適航標準日新月異。針對對航空器有較大影響的條款，如27/29.605條款，不僅需要對條款的背景和歷史沿革進行分析，還需要對現行條款本身的技術要求進行挖掘，采用更加合理、適用的條款符合性研究方法，才能盡快通過適航審查，使旋翼航空器盡早參與航空器市場的發展。