民机起落架收放机构适航条款追踪分析
2014-01-10陈农田李
陈农田李 涛
(1.中国民航飞行学院,四川 广汉 618307;2.中航工业贵州航空发动机研究所, 贵州 贵阳 561102)
民机起落架收放机构适航条款追踪分析
陈农田1李 涛2
(1.中国民航飞行学院,四川 广汉 618307;2.中航工业贵州航空发动机研究所, 贵州 贵阳 561102)
通过追踪FAA颁布的25部729条款起落架收放机构适航条款初始版本和历次修订案,重点分析了历次修订案修订内容、背景原因以及验证方法程序,为我国CCAR25部民用飞机起落架收放机构适航审定提供了参考。
起落架;收放系统;适航审定
飞机起飞着陆功能的装置主要是起落架。起落架由机轮、刹车、承力支柱、减震器(常用承力支柱作为减震器外筒)、收放机构、前轮减摆器和转弯操纵机构等组成。其中收放机构作为起落架核心部件,其适航性直接决定起落架和飞机系统安全性。
美国因其发达的航空工业与航空运输体系,所制定的民用航空规章(FAR)在世界范围内具有权威性,适航条款的每次修订都是基于安全科学性基础之上。我国CCAR 25基本上借鉴于FAR 25,缺乏适航规章制定与修订的规范性严密过程,造成从事适航规章工作的设计人员和审定人员无法深刻理解条款修订深层次原因[1]。本文对FAR25部729条款运输类飞机的收放机构适航条款进行追踪并分析历次修订案修订内容、背景原因、以及验证方法程序,为我国CCAR 25部中民用飞机起落架收放机构适航审定提供参考。
1 收放机构适航条款修订追踪
1.1 收放机构适航条款历次修订
1965年2月,美国联邦航空局(FAA)制定了FAR25-729条款,对装有可收放起落架的飞机做了详细的适航要求;1970年5月,FAA发布了关于FAR25-729条款的修正案NO.9079,对摩擦载荷、整体载荷、刹车转矩载荷、空气载荷及回转仪载荷的联合作用等做了两处修订;1978年3月,FAA发布关于FAR25-729条款的修正案NO.14684,对警告装置作出修订;1990年8月,FAA发布的NO.24344修正案对25部729条款中的警告系统做了修订;1992年1月,FAA发布的NO.25991修正案对25部729条款中的警告系统做了修订,并新增了对起落架产生警报装置的适航条款[2]。
1.2 收放机构适航条款历次修订内容追踪
1.2.1 1965年收放机构适航条款修订内容
1965年2月,FAA对装有可收放起落架的飞机做了详细的适航要求,即颁布了FAR25-729条款,其内容分别从总则、对于装有可收放起落架的飞机规定、起落架锁、应急操作、操作试验、位置指示器和警告装置、轮舱内设备的保护等适航内容上作了明确要求。
1.2.2 1970年收放机构适航条款修订内容
1970年FAA对1965年颁布的有关收放机构适航条款做了相应修订,对25部729条款中的(a)(1)(ii)增加了载荷一词,使之描述更为科学,具体内容修订如下:
在直到1.6(襟翼在设计着陆重量下的进场位置)的任何空速下,起落架收放过程中出现的摩擦载荷、惯性载荷、刹车扭矩载荷、空气载荷和陀螺载荷的组合、陀螺载荷为机轮旋转所致,机轮边缘的线速度为1.3(襟翼在设计起飞重量下的起飞位置)。
基于起飞速度来详细说明机轮滚转速度的建议得到了FAA认可[3]。另外,由于载荷因素在25部345(a)条款中得以详细说明,这一建议使得25部729(a)(1)(iii)条款得以相应的修订,修订如下。
襟翼处于放下位置时的任何载荷系数应符合FAR 25.345(a)中的相应规定。
1.2.3 1978年收放机构适航条款修订内容
1978年FAA修订了21部、23部、25部、27部及29部等部分内容,基于更新和提高三方面内容:飞行性能、飞行特征、飞行人工处理信息的适航可行性标准;处理规章包含的相关适航标准;管理型号合格证的持有人。对于25部729条收放机构适航条款,FAA修订了(e)(3)条内容,修订如下:
如果在(e)(2)条中指示有一个人工开关的听觉警告装置,当有一个或更多下位锁锁住,且下位锁延迟或者超出正常登陆途径,该开关将激活听觉警告装置。
1.2.4 1990年收放机构适航条款修订内容
1990年FAA对25部729条款收放机构(e)(4)进行了修订,修订如下:
当副翼扩展到超过最大位置,如果下位锁没有完全展开和锁住,陆上飞机必须有一个能持续起作用的听觉报警装置。该报警装置可能没有人工开关。副翼位置感知单元应安装在任何适当的位置。报警装置在(e)(2)条下尽可能地用该装置任何部位(包括听觉报警)的命令。
1.2.5 1992年收放机构适航条款修订内容
1992年FAA对25部729条款收放机构(e)(2)、(3)、(4)分别进行了修订,修订如下[4]:
当准备着陆时如果起落架未在下位锁锁住,必须向飞行机组发出持续的或定期重复的音响警告。
发出警告的时间必须足以来得及将起落架在下位锁锁住或进行复飞。
本条(e)(2)所要求的警告不得有容易被飞行机组操作的手动关断装置,以免其可能因本能、无意或习惯性反应动作而关断。
并新增了(e)(5)、(6)两条,内容分别如下:
用于发生音响警告的系统设计必须避免虚假警告或不当警告。
用于抑制起落架音响警告的系统, 其阻止警告系统工作的失效概率要尽可能小。
2 收放机构历次修订背景分析
2.1 1970年收放机构修订原因
1965年颁发的关于收放机构的适航条款对于飞机飞行速度范围缘由的说明不是很适当,因为机轮转动速度在飞机起飞时达到最大,并不是机轮回收时飞机加速的空速。这一建议说明机轮转动速度是基于起飞速度1.3倍的因素,并且该建议得到了FAA的认可。因此,对于FAR25-729(a)(1)(ii)做了相应的修订。
另外,由于载荷因素在25部345(a)条款中得以详细说明,这一建议使得25部729(a)(1)(iii)条款得以相应的修订。
2.2 1978年收放机构修订说明
该规则要求听觉报警装置的人工开关必须安装以确保下位锁将能重置。然而,当飞机的一个发动机熄火时,下位锁在登陆前可能不会重开。该建议将要求听觉报警装置在任何下位锁有延迟或超出正常登陆位置时启动。而729条款的(e)(2)忽视了任何其他下位锁的位置和先前的钝化作用,于是FAA在1978年对于此条款做了修改。
2.3 1990年收放机构修订说明
2.3.1 FAR25修订背景说明
FAR25部被一些人认为作为型号合格证不适当地限制了特定型号的民用飞机运营。因此,FAA于1977年10月27日颁布了NO.77-25修订案,对此类飞机的型号合格证做了相应的要求,启动轻型飞机适航评审纲要。
作为临时规则的SFAR NO.41,即“适航标准:多涡轮螺旋桨发动机”于1981年10月17日公布,于1982年8月12日作了修改,编号为:47FR 35150。
同时,轻型飞机的适航评审仍在继续,适航标准应用详细说明的研究也不断加深。起初这些标准将定义一个新的24部来颁布;然而,FAA认为由此新的适航标准产生的经济利益将无法实现。因此,FAA于1980年12月29日颁布了编号为NO.78-17E的通知。在这个临时性的通知里,FAA表达了在轻型飞机适航评审可行性规则制定中研究先进的信息技术以提高25部适航规章标准。
2.3.2 FAR25修订目的说明
修订目的是基于以下3方面原因。
一是为了清楚和准确性而修订25部。修订通知使得曾表达不清的规则变得清楚明白,改正了编辑上的一些错误,采用当前的专业术语,符合实际的规则惯例。
二是保证小型通用类运输飞机适航标准的适当性。25部及其以前的规章已做了相应的修订来保持与飞机设计技术发展的一致。在一些实例中,25部规章对于大型运输类飞机作了重要规定,而对于小型运输类飞机没有关注,是因为小型运输类飞机的固有特性。
三是尽可能地减轻调整的负担。该通知包含的变化减轻或者删除了认为不必要的规章,以及由于持续的服务经验或者技术的改革现在被认为是没必要的规章。
2.4 1992年收放机构修订背景追踪
FAR25、FAR121和FAR125都包含收放机构听觉报警装置类似的文字要求。该装置的作用是当飞机机轮没有在适当的时间展开和锁住时,给飞行机组人员提供一个听觉报警。因为25部、121部和125部都有关于听觉报警装置的要求,故25部729条款的(e)将被用作例子来描述一些不适当的报警等。
25部729 条款的(e)非常详细地描述了听觉报警装置的作用,它们是基于早期互换引擎运输类飞机的考虑。当代喷气式运输机在一些情况下能引起应该保持无声的听觉报警装置启动工作,因此引起了报警。为排除该报警,当代运输类飞机的听觉报警装置设计采用了抑制一些飞行阶段的报警。从而,一个同等水平安全性的裁决,或者相应操作规章的免除被提出来了,是由于该报警装置没有遵从现行的规章。而完全遵从现行规章又会导致以下两点不利因素。
一是无论下位锁已被锁住及机轮没有完全放下或收起,该规章都要求一个听觉报警声音。
二是如果飞机的一个引擎失效或者刚起飞时,飞行员收起机轮,并关闭失效引擎的开关。这样就导致一个不适合状况的听觉报警,或许能引起机组人员分心。
3 收放机构验证程序
3.1 与§25.729规定一致的飞行测试应该能证明起落架及其联合部件的性能,即在最重结构下,能适当地伸展和收回于:
(i) (布告空速)在巡航姿态下飞行和正常偏航角度;
(ii) 空速和副翼底座相应的降落。起落架运行布告空速 在§25.1515(a)中做了规定,应该不会超过§25.729(a)(1)(ⅱ)中设计值1.6 。
注:正常偏航角度是那些由发动机输出飞行和阻碍20节以上的横风决定的。
3.2 预备伸展系统应该在空速达到时和正常偏航角度下被证明。紧急情况能力封套应该在AFM(飞机飞行手册)紧急情况处理程序部分被确定和提出。
3.3 §25.729(d)条的操作验证
(i) 起落架收回时间应该由一个发动机空转和运转的发动机调整到最低推重比情况下验证决定。水压系统应该处于相应实际发动机熄火情形下的临界状态。飞机应该在起落架开启之前处于稳定的仰头姿势。起落架收回时间结果将被用于修订AFM与§25.111相关的起飞路径信息。
(ii) 起落架收回时间是从起落架控制杆运动至“UP”位置到最后起落架包括舱门处于收回配置的时间。由起落架指示系统引起任何延迟是允许的。
3.4 §25.729(e)条位置指示器和警告装置验证:实际起落架位置在起落架指示器表明位置应该是被确定的。警告装置应该满足§25.729(e)(2)到(e)(4)的规定。飞行测试、地面测试和分析的结合测试可能被用于证明满足这些要求。
4 结语
随着航空科学技术的进步、航空工业和航空运输业的发展以及人们对航空适航认识的提高,适航标准自身也在不断更新发展来更好地满足航空器安全性、经济性和适用性等方面的要求。
保证航空器适航性是航空工业系统、适航审定机构、使用维修单位共同承担的责任。关注航空技术发展以及相对应适航条款的修订,分析适航条款修订的发展历史、背景原因、验证技术以及对安全与经济性影响,理解条款背后的关键因素和安全意图,对开展研制我国拥有自主知识产权的民用飞机的适航审定工作具有重要意义。
[1] 中国民用航空总局航空器适航司.中国民用航空器适航管理[M]. 北京:中国民航出版社,1994.
[2] FAR 25-729, Washington: FAA.2008.
[3] FLIGHT TEST GUIDE FOR CERTIFICATION OF TRANSPORT CATEGORY AIRPLANES. AC25-7A.pdf, 1998-3-31.
[4] FAR Part25. Airworthiness Standards: Transport Category Airplanes [S]. Washington:FAA, 1992.
(编辑:雨晴)
T–65
C
1003–6660(2014)01–0039–03
[收修订稿日期] 2013-11-28