FAR-23部規(guī)章重組分析研究

盧溢 岳寧 苗延青 文放 張龍

摘要：以推動通用航空發(fā)展為背景，對新FAR-23部重組工作開展研究。分析了新FAR-23部重組工作的重組背景、安全目標、分級分類要求、新規(guī)章的組織架構和編號規(guī)則，以及ASTM F44標準的編制過程，為中國民用航空局跟進CCAR-23部的重組提供了參考和依據(jù)。建議中國民用航空局后續(xù)密切關注FAR-23部重組及ASTM F44標準的發(fā)展動向，并加強工業(yè)方和民航局在未來23部適航標準編制中的交流。另外，依據(jù)我國對于新能源的大量投入以及對于通航產(chǎn)業(yè)對電動飛機的研究近況，建議在新的23部適航規(guī)章中適當增加對電動飛機補充要求。

關鍵詞：通用航空；適航規(guī)章；行業(yè)共識標準；重組；審定

中圖分類號：V219文獻標識碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2022.02.010

全球通用航空（簡稱通航）產(chǎn)業(yè)體量龐大，對經(jīng)濟的貢獻巨大，但近幾年出現(xiàn)了明顯的衰退，尤其對于通航市場較為發(fā)達的美國。為此，美國聯(lián)邦航空局（FAA）曾發(fā)起了FAR-23部審定流程研究，目的是評估規(guī)章的審定流程以及規(guī)章對多種飛機在整個使用壽命期內(nèi)運營的充分性和適用性。審定流程研究小組研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AR-23部規(guī)章的結構已不適合當前的通用飛機：規(guī)章范圍中的產(chǎn)品比其他任何一部飛機合格審定標準的審定對象增加量都大，而且包含了飛機的各種技術、構型的變化與差異；大部分航空新技術首先應用在FAR-23部飛機上，但每年頒發(fā)的少量修正案制定優(yōu)先考慮大型運輸類飛機（FAR-25部），使FAR-23部規(guī)章制定變得困難。

為了使FAR-23部規(guī)章與所對應的產(chǎn)品保持一致，并確保其保持最新狀態(tài)，有必要對規(guī)章的結構進行修訂[1]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，基于復雜性和性能將通航飛機進行級別劃分，將使FAA能夠發(fā)布適應于每一類飛機的安全目標要求，這樣的劃分也能讓FAA把重點放在更高性能和更具復雜性的產(chǎn)品上。這個思路將與基于風險的目標導向相一致。

結合目前通用航空現(xiàn)狀，以及國內(nèi)亟須蓬勃發(fā)展的通用航空產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)CCAR-23部[2]也需要借鑒相似的經(jīng)驗對規(guī)章的框架和內(nèi)容進行修訂。本文將對FAR-23部規(guī)章的修訂進行深入研究，為CCAR-23部的修訂提供建議。

1通用航空主要事故梳理

通過對近年來美國通用航空事故[3]進行統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，通用航空事故具有高度規(guī)律性。前5項——失控、適墜性[4]、防冰[5]、高強度輻射場（HIRF）[6]和閃電造成的事故，總計占據(jù)了所有事故的近80%。因此，F(xiàn)AA針對上述5個方面的問題，編制新的適航標準，提升通用航空器在這5個方面的適航性水平。以結冰為例，在新規(guī)章中，F(xiàn)AA增加了針對結冰要求的適航條款，來說明結冰條件下飛行的審定以及增強失速特性要求。對于申請在過冷大水滴（SLD）條件下飛行的航空器制造人，必須證明其能在SLD條件操作。對于申請禁止在該條件下飛行的航空器制造人，新規(guī)章要求其必須有相應的方法探測到過冷大水滴條件，并表明飛機能夠安全地避免或從這種條件下開出。新規(guī)章采用了附加的適航條款說明增強對于失速特性要求，以防止飛機失控（LOC）。新規(guī)章要求申請人采用新的設計方法和新技術來改進飛機的失速特性，并提升駕駛員的情景感知能力，以防止飛機失控事故的發(fā)生。修訂后的FAR-23部減少了許多規(guī)定性的標準，因此，改型的審定流程得以簡化。基于新規(guī)章，修訂型號合格證（TC）的審定或補充型號合格證的合格審定，將要求較少的專用條件或豁免，這會降低成本、減少項目延遲。FAR-23部重組后的新適航要求體系如圖1所示。

2安全目標提煉

FAR-23部重組，用基于性能的適航標準取代了當前規(guī)定的設計要求[7-8]。除了對飛機失控和結冰方面提出更高的安全要求外，新規(guī)章保持了與當前FAR-23部相一致的安全水平，這使得申請人在進行飛機適航驗證時具有更大的靈活性，在降低航空工業(yè)和FAA在適航符合性驗證與審查時間、成本負擔的同時，也有助于提升安全水平技術在型號合格審定產(chǎn)品上的應用。新規(guī)章也反映了FAA一貫主張的安全性原則，即在基于FAR-23部進行審定的一系列飛機項目上，對可以接受的安全性水平和達到該安全性水平的社會負擔之間形成一種平衡。新FAR-23部對大多數(shù)章節(jié)都進行了修訂，僅有以下章節(jié)FAA未作任何修訂：23.1457“駕駛艙話音記錄器”，23.1459“飛行記錄器”、23.1529“持續(xù)適航文件”。23.1459和23.1529同23部其余部分的交叉更改一致。這三個條款同原有的規(guī)章相比未作更改。新規(guī)章刪除了23部特殊聯(lián)邦規(guī)章要求（SFAR No.23），包含了對FAR-21、FAR-35、FAR-43、FAR-91和FAR-135部的相應修訂。

行業(yè)共識標準是行業(yè)開發(fā)的標準，局方通過某種方式接受該標準的使用，使其作為滿足FAR-23部的可接受符合性方法。行業(yè)共識標準包括但不限于航空無線電技術委員會（RTCA）、美國汽車工程師學會（SAE）、ASTM國際（ASTM）和歐洲民用航空電子設備組織（EUROCAE）等開發(fā)的標準。這個定義不同于輕型運動飛機定義的行業(yè)共識標準范疇（僅包括ASTM F37標準）。新規(guī)章允許申請人采用局方所接受的行業(yè)共識標準，作為基于性能的FAR-23部規(guī)章條款的符合性方法。采用FAA接受的標準作為符合性方法，可以簡化審定流程。但是，經(jīng)局方認可的標準只是一種符合性方法，并不是唯一的符合性方法，申請人、個人或組織都可以建議使用他們自己的標準，一如現(xiàn)行情況。

FAR-23部重組保留了原FAR-23部中基本的安全目標要求，而將一些具體、特定的技術或方法轉而采用其他設計標準或指南。這些設計技術標準或指南需在國際通用航空領域具有代表性并達成廣泛共識，且需獲得FAA的認可，從而保證具體技術或方法的相關標準要求能夠跟上技術創(chuàng)新的發(fā)展步伐。

3新規(guī)章的組織架構和編號規(guī)則

FAA提出了新23部的一種新的架構和編號體系。為避免混淆，A分部從23.2000開始，B分部從23.2100開始，依此類推。條款號以5的倍數(shù)進行增長，如23.2005，23.2010。此舉有效地避免了新23部出現(xiàn)與原23部相同的條款號有不同的內(nèi)容這個問題。

FAA并未更改23.1457、23.1459和23.1529條款。因此，這幾個條款在新的23部中作為繼承條款予以保留。

新規(guī)章附錄將原規(guī)章的附錄A到附錄F刪除，保留了原規(guī)章的附錄G（持續(xù)適航的內(nèi)容）。鑒于新的規(guī)章是全新編寫的，以免產(chǎn)生誤解，原規(guī)章附錄G在新規(guī)章的編號為附錄A。

4基于性能的分級分類標準

FAA的飛機分級分類由新23.2005“正常類飛機的審定定義”，具體如下：（1）正常類飛機的審定適用于乘客座位19座及以下，最大審定起飛質(zhì)量小于或等于約861.83kg（1900lb）。（2）飛機適航審定級別：1級，最大座位數(shù)0～1，包含簡單飛機；2級，最大座位數(shù)2～6；3級，最大座位數(shù)7～9；4級，最大座位數(shù)10～19。（3）飛機性能級別：低速最大巡航速度VNO和最大操作速度VMO≤128.6m/s（250kn）校準空速（KCAS），且最大操作馬赫數(shù)MaMO≤0.6；高速VNO和VMO>128.6m/s（250kn）校準空速（KCAS），或MaMO>0.6。（4）非根據(jù)特技類審定的飛機可以進行任何正常飛行中的飛行機動活動，包括失速（不包括尾沖失速）；坡度不大于60°的緩8字飛行、急上升轉彎和急轉彎。（5）按特技類飛機審定的飛機，除G章之外，不做飛行限制。

新FAR-23部取消原有的正常類、實用類、特技類、通勤類飛機分類標準，只保留正常類。分類原則從原有的按照發(fā)動機和座位起飛質(zhì)量的區(qū)別更改為按照審定級別、飛機性能進行區(qū)別。對于按照特技類飛機審定的飛機，飛行限制較按照正常類審定的飛機少。

5 ASTM F44標準的編制

FAR-23部重組過程中，分離安全要求與符合性方法是一個基本原則，即規(guī)章僅提出安全要求，具體的適航設計要求及符合性方法通過行業(yè)共識標準體現(xiàn)。同時指出未來局方與工業(yè)界的界限，即局方管理頂層安全要求的修訂，工業(yè)方推動行業(yè)共識標準修訂。ASTM F44[9]標準即是在如下背景下產(chǎn)生的。23部改革委員會明確指出，原適航規(guī)章作為編制行業(yè)共識標準的基礎，并接受ASTM編制和保持行業(yè)共識標準。通過編制一系列行業(yè)共識標準，推動FAR-23部重組。

ASTM標準一般可以分為三類：規(guī)范（specification）、實踐（practice）及指南（guide）。規(guī)范是系統(tǒng)/產(chǎn)品和材料需要滿足的一系列要求；實踐是執(zhí)行一個或多個具體任務時，參考的一個明確的指導，但不包含結果；指南是一系列信息或可參考的方法，指南不提供一個明確的行動項目。如對于FAR-23.2205“系統(tǒng)和結構的相互影響”來說，頂層安全要求輸入為FAR-23.2205，承接FAR-23.2205的是ASTM的規(guī)范，該規(guī)范起到的作用是明確條款規(guī)定了哪些工作項目，即“做什么”，通過ASTM F44.30的WK 53115工作組開展編制工作；在此規(guī)范下，ASTM F44.30還將編制實踐標準，明確“怎么做”，通過WK57818工作開展標準編制工作。

ASTM F44標準是一份行業(yè)共識的動態(tài)修訂的標準，主要是詳細的設計要求和符合性驗證方法，在編制過程中，就一些技術點，結合其他標準和型號審定經(jīng)驗（包括型號的專用條件）進行了修訂。ASTM F44標準的編制過程，本質(zhì)上是原23部適航條款頂層要求與具體設計要求、符合性方法基于分級分類的剝離過程。

從體量上來說，ASTM F44系列標準的體量大大超過新23部。絕大多數(shù)的具體適航性要求及符合性驗證方法參考編入了ASTM F44標準。目前，現(xiàn)行ASTM F44標準見表1。

重組后的23部規(guī)章中定義了新的“可接受的符合性方法”，用來表明對規(guī)章符合性的詳細設計標準。如果滿足該標準，則滿足規(guī)章安全要求，該標準由申請人使用，標準由局方接受。可接受的符合性方法是一種用來表明對規(guī)章要求的符合性的方法，但不是唯一的方法。如果局方接受了某種可接受的符合性方法，則該方法對同一類型的飛機可以再次被局方接受。

申請人應列出他們打算用以表明對23部規(guī)章要求符合性的可接受的符合性方法，在審定計劃或符合性檢查單中體現(xiàn)。申請人也可以提出新的可接受的符合性方法，但須得到項目審查組的認可。審查組在評估可接受的符合性方法時，需要考慮如下因素：（1）過去工程實踐；（2）證明符合Part 23要求方案的技術質(zhì)量；（3）申請人的技術能力；（4）有爭議的因素；（5）提議方法技術上的挑戰(zhàn)或困惑；（6）提議的安全風險；（7）最佳實踐歷史；（8）咨詢小飛機部門項目人員或技術專家指導。FAA將以問題紀要“Issue paper”的形式來處理對可接受的符合性方法的申請。申請人應當向項目組描述技術方法、具體的符合性方法以及表明符合性的具體條款。申請人可將上述內(nèi)容寫入審定計劃中，也可以寫入問題紀要草案中，局方會向小飛機審定處協(xié)調(diào)申請人的提案。

6新FAR-23部規(guī)章

根據(jù)上述規(guī)章重組的思路與規(guī)則，新的FAR-23部規(guī)章最終包含總則（A）、飛行（B）、結構（C）、設計與構造（D）、動力裝置（E）、設備（F）、飛行機組界面和其他（G）在內(nèi)的7個分部，共計68個條款，具體見表2。

7結論

本文對新FAR-23部重組工作開展研究。研究了新FAR-23部重組工作的重組背景、安全目標、分級分類要求、新規(guī)章的組織架構和編號規(guī)則以及ASTM F44標準的編制過程。

由于本研究是首次針對新FAR-23部重組及ASTM F44標準開展系統(tǒng)的研究，且新FAR-23部及ASTM F44標準目前暫未積累足夠的型號實踐經(jīng)驗，且其技術內(nèi)容繁多，因此難以全面地涵蓋技術內(nèi)容，僅能從整體上對新FAR-23部重組及ASTM F44標準的技術特點進行分析和歸納總結。建議后續(xù)結合具體新FAR-23部條款及ASTMF44標準，進一步深化FAR-23部及ASTM F44標準技術分析研究工作，尤其是針對ASTM F44標準內(nèi)容與CCAR-23部適航要求的技術差異性開展分析，將對未來我國通用航空器型號適航性工作帶來有益的參考。通用航空產(chǎn)業(yè)是高度全球化的產(chǎn)業(yè)。FAR-23部重組及ASTM F44標準的編制過程也是全球化的技術過程，將對各國通用航空技術的發(fā)展和適航審定的標準產(chǎn)生重要的影響。從長遠來看，未來國際上通用航空器的適航標準也將高度趨同。我國目前局方也開始跟進23部重組，建議密切關注FAR-23部重組及ASTM F44標準的發(fā)展動向，并加強工業(yè)方和局方在未來23部適航標準編制中的交流。另外，依據(jù)我國對于新能源的大量投入以及對于通航產(chǎn)業(yè)對電動飛機的研究近況，建議在新的23部適航規(guī)章中適當增加對電動飛機的補充要求。

參考文獻

[1]Federal Aviation Administration. Amendment.23-64 Effective airworthiness standards：normal category airplanes[S]. USA：FAA，2017.

[2]中國民用航空局. CCAR-23-R3正常類、實用類、特技類和通勤類飛機適航規(guī)定[S].中國：中國民用航空局， 2004. CivilAviationAdministrationofChina.CCAR-23-R3 Airworthiness regulations for normal， practical， stunt and commuter aircraft[S]. China：Civil Aviation Administration of China， 2004.（in Chinese）

[3]杜紅兵，秦鵬慧.美國通用航空飛行事故短期預測的時序外推分析模型[J].安全與環(huán)境學報， 2011（3）：211-214. Du Hongbing， Qin Penghui. Time series extrapolation analysis model for short-term prediction of general aviation flight accidents in the United States[J]. Journal of Safety and Environment， 2011（3）：211-214.（in Chinese）

[4]郝鵬，馮振宇，鄒田春.運輸類飛機適墜性審定技術研究進展[J].航空科學技術， 2011， 22（5）： 49-51. Hao Peng， Feng Zhenyu， Zou Tianchun. Research progress in the fallability certification technology of transportation aircraft[J]. Aeronautical Science & Technology， 2011， 22（5）： 49-51.（in Chinese）

[5]戰(zhàn)培國.美國NASA結冰試驗設備體系綜述[J].航空科學技術， 2015， 26（5）： 57-61. Zhan Peiguo. Review on the system of icing facilities in NASA[J]. Aeronautical Science & Technology， 2015， 26（5）： 57-61.（in Chinese）

[6]章光燦.民用飛機高強度輻射場（HIRF）防護適航驗證方法研究[J].科技視界， 2016， 165（6）：97-98. Zhang Guangcan. Research on civil aircraft high intensity radiation field （HIRF） protection airworthiness verification method[J]. Science & Technology Vision， 2016， 165（6）：97-98.（in Chinese）

[7]Federal Aviation Administration. AC 23.2010-1 FAA accepted means of compliance process for 14 CFR Part 23 document information[S].USA：FederalAviationAdministration，2017.

[8]Federal Aviation Administration. CFR NPRM 16-01 Revision of airworthiness standards for normal，utility，acrobatic，and commuter category airplanes[S]. USA：FAA，2016.

[9]American Society of Testing Materials. ASTM F44 General aviation standards[S]. USA：American Society of Testing Materials，2018.

Analysis and Research on Reorganization of FAR-23 Regulations

Lu Yi，Yue Ning，Miao Yanqing，Wen Fang，Zhang Long

AVIC China Aero-Polytechnical Establishment，Beijing 100028，China

Abstract： Under the background of promoting the development of general aviation， researches are carried out on the reorganization of the new FAR-23. The reorganization background， safety objectives， classification requirements of the new FAR-23 reorganization， the organizational structure and numbering rules of the new regulations and the preparation process of the ASTM F44 standard are analyzed. It provides a reference and basis for the Civil Aviation Administration of China（CAAC） to follow up the reorganization of CCAR-23. It is recommended that CAAC follow up the reorganization of the regulations of CCAR-23， and pay close attention to the development of the FAR-23 reorganization and the ASTM F44 standard， and strengthen the exchanges between the industry and the administration in the future preparation of CCAR-23. In addition， based on Chinese large investment in new energy sources and the current status of research on electric aircraft in the general aviation industry， it is recommended that supplementary requirements for electric aircraft be appropriately added to the new CCAR-23.

Key Words： general aviation； airworthiness regulations； industry consensus standards； reorganization； certification

Received： 2021-07-25；Revised： 2021-08-14；Accepted： 2021-09-30