民用直升机应急定位发射机的适航验证方法研究

李 雯

（中国直升机设计研究所，景德镇 333001）

1 引言

应急定位发射机（Emergency Locator Transmitter，ELT）为航空器机载应急设备，具有自动向卫星发送地点信号的功能，可用于航空器发生事故后的应急定位，有助于开展搜救救援。我国民航规章《一般运行和飞行规则》（CCAR 91部）91.435条规定，在2008年7月1日后，任何批准载客19人以上的所有飞机必须至少装备1台自动应急定位发射机或2台任何类型的应急定位发射机；批准载客19人或以下的飞机至少装备1台任何类型的应急定位发射机。因此，为确保ELT在各种使用环境中能良好地实施其预定功能，本文通过对ELT相关适航标准和咨询通告进行研究，给出了一种可供参考的适航验证方法，为后续民用直升机ELT的合格审定工作提供支持。

2 应急定位发射机系统描述

2.1 ELT工作频率

2009年2月1日，《一般运行和飞行规则》（CCAR 91部）R2版本明确规定：2010年1月1日之后航空器装配的ELT必须同时具有121.5MHz和406 MHz的发射频率，243 MHz频率为可选项，其中121.5/243 MHz为现场人员搜救信标频率，406 MHz为卫星应急定位无线信标地对空方向的专用频率。

2.2 ELT工作原理

正常情况下，应急定位发射机处于待机模式，当发生紧急情况后，ELT触发功能。有3种触发形式可供选择，一是人工触发，将ELT的遥控面板或发射机面板的开关拨到“ON”位置激活ELT功能；二是撞击触发，当航空器的加速度大于12g时触发系统启动；三是浸水触发，当ELT接触淡水或海水时能自动触发。ELT功能激活后，发射相应频率的信号，卫星系统接收处理信号，并将位置发送给地面工作人员，供搜寻救护团队作业。

2.3 ELT 分类

ELT按照其安装形式和触发方式，分为以下4类：

（1） 自动固定式ELT（AF）：用于在坠撞前后永久固定在旋翼航空器上，由坠撞冲击自动触发设备启动，旨在定位坠机位置。

（2） 自动便携式ELT（AP）：用于在坠撞前刚性地连接到旋翼航空器上，由坠撞冲击自动触发设备启动，但是在坠撞之后可以很容易地从旋翼航空器上移除。如果ELT未使用整体式安装天线，则可以将其与安装在旋翼航空器上的天线断开，采用辅助天线（预先置于ELT外壳中），进而将ELT拆卸下来拴在幸存者或救生筏上，旨在找到坠机现场和幸存者。

（3） 幸存式ELT（S）：通常利用手动方式进行激活，但也可以自动激活（如浸水激活），且当电源开启时有听觉或视觉提示（或两者都有）。此类ELT分为有浮力和无浮力两种类型，幸存式ELT（有浮力）可以很容易地从航空器上移除，由坠机幸存者拿出并激活，可以拴在救生筏或幸存者身上，此类设备能够在淡水或海水中漂浮，并在无风条件下自动复位，以便将天线设置在其指定位置；幸存式ELT（无浮力）应与航空器内的浮力装置（如救生筏或其他救生设备）一体化，由坠机幸存者启动和激活。

（4）自动展开式ELT（ADELT）：用于在发生坠撞之前刚性连接到旋翼航空器上，在坠撞传感器确定发生坠撞或ELT上配置的静压传感器激活后自动展开，此类ELT应能够漂浮在水中并发射求救信号和位置信息。

3 应急定位发射机的适航验证研究

3.1 设计标准

应急定位发射机的设计和验证应符合下述标准要求，内容包含设备的功能、性能、软件、硬件、环境适应性等方面。

（1）CTSO/TSO/ETSO -C126b 406 MHz应急定位发射机（ELT）。

（2）EUROCAE ED-62A 航空器应急定位发射机最低运行性能标准为406 MHz 和121.5 MHz（243 MHz选装）。

（3）RTCA DO-182 应急定位发射机（ELT）设备安装和性能。

（4）RTCA DO-204A 406 MHz应急定位发射机最低运行性能标准。

3.2 应急定位发射机的适航验证方法

3.2.1 合格审定流程

为向适航当局表明应急定位发射机的设计和安装符合适航相关条款规定，需对其进行适航验证，包含设备自身批准和安装批准，其合格审定流程如图1所示。

图1 应急定位发射机合格审定流程

3.2.2 符合性方法

AP-21-AA-2011-03-R4《航空器型号合格审定程序》规定通常采用的符合性验证方法有以下10种，见表1。

表1 符合性验证方法表

应急定位发射机可采用MC1、MC2、MC3、MC4、MC5、MC6、MC7、MC9等验证方法来表明机上配置ELT的符合性。

（1）MC1说明性文件：在ELT系统的设计说明性文件、安装图纸、飞行手册、维修手册中应注明系统的安装方式、安装位置、使用方法、维护措施等内容。设计上自动固定式和便携式ELT不能采用搭扣式紧固件，其他类型的ELT若采用搭扣式紧固件，应在维护手册中定义其维护方法和更换间隔，以确保其在使用过程中不会脱离。

1）ELT的安装位置应选择能够最大限度地减少因撞击、火灾或与乘客、行李或货物接触而无意中激活或损坏的可能性。理想情况下，自动固定式和便携式ELT发射机单元应安装在民用直升机主承重结构上，如桁架、舱壁、纵梁、翼梁或横梁上；ELT（S）根据其类别应安装或存放在有明显标记且易于接近的位置，或者应与漂浮装置设计为一体；ADELT建议安装在尾梁的大部件接头前方，手动展开ADELT的方式应位于驾驶舱内，并加以保护，以最大限度地减少无意中手动操作的风险，用于自动展开的静压传感器应安装在水上迫降或水上降落后能够在短时间内浸入水中的位置，但在预期的民用直升机运行中不会暴露于水中。

2）对于ELT上配置的具有特定安装方向需求的坠撞传感器，应在说明文件中进行强调，以指示正确的安装方向。

3）ELT外置天线的安装位置应远离其他天线，以确保民用直升机正常飞行状态下能够与轨道上的COSPAS-SARSAT卫星具有空线视界。理想情况下，对于121.5MHz ELT天线，距离接收甚高频通信和导航数据的天线应至少2.5m，对于406MHz ELT天线，应距离接收甚高频通信和导航数据的天线至少0.8m，以尽量减少干扰；内置天线应尽可能靠近ELT单元安装，并与金属窗框绝缘，天线的安装位置应使其垂直伸出的部分暴露在射频透明窗口内。

（2）MC2分析/计算：应对ELT安装支架、紧固件等结构部分的强度进行计算分析，必要时结合相关静力试验进行验证，分析结果应表明：当在最灵活的方向上向支架施加450N的力时，安装支架的最大静态局部偏差应不大于2.5mm；就外部天线的安装来说，其安装表面应能承受相当于沿民用直升机纵轴在天线安装支座上施加100倍的天线质量的静载荷。

（3）MC3安全评估：应对ELT系统及其安装进行安全性评估，包含功能危险性评估、失效模式及影响分析、安全性分析等工作。评估结果应表明ELT的设计保证等级为D，系统失效仅会对民用直升机产生较小的影响。

坠撞加速度传感器的安装方式不良可能会导致诸如有害触发、触发失败和展开失败等问题，因此，系统失效模式及影响分析应充分考虑这些情况，分析其对ELT系统和整机安全产生的影响。

（4）MC4试验室试验：应在试验室对ELT系统的功能、性能指标进行验证，同时考虑到应急定位发射机主要在紧急环境下工作，因此，应充分考核系统的环境适应性，按照DO160标准要求，对应其设备类别，完成适用的试验项目，如温度-高度、防火、防水性、振动、盐雾等，分别测试系统的功能、性能情况。

对于ADELT，应通过试验表明该设备浸入水中之后依然能够正常工作。假设直升机坠入水中或水上迫降，水不仅可以浸没为此设计的信标和静压传感器，还会浸没其他电子元件，如电缆和电源等，因此，应采用合适的试验方法对系统在这种复杂环境下的工作情况进行验证。

（5）MC5地面试验：ELT系统安装后，应进行相关试验以验证其在机上能够完成预定功能，还能与机上其他系统兼容工作，系统装机后，应检查所安装的外部天线在所有工作频率下的电压驻波比。

（6）MC6飞行试验：此处验证的重点主要是针对手动触发的ELT系统，设计有ELT控制面板，分远程遥控和近距离操作等2种，故而要对其操作进行机组评估，以确保不会被无意激活，考核的因素应包含控制面板的位置、防护措施等。

（7）MC7航空器检查：主要是对ELT系统的安装进行检查，检查内容根据ELT系统分类的不同而定。例如，ELT的安装应使得指示电池有效期的标签清晰可见，而无需从机上拆下设备或其他部件。

（8）MC9设备合格性：供应商应提供设备的合格证明文件，以表明ELT系统的适航符合性，例如，应提交设备的CTSOA、TSOA、VDA证明文件等，否则，应通过系统的设计和性能声明（DDP）表明设备的符合性，证明其能够满足技术标准规定。

4 适航符合性验证工程案例

此处以国内某型民用直升机选装应急定位发射机为例，描述了ELT系统的符合性验证过程，以表明其适航性。

4.1 ELT系统设备级验证

选装的ELT系统为自动固定式，工作频率为121.5MHZ和406MHZ，可以自动或手动触发，由主机、天线、开关组成，使用的电源为最低5年寿命的锂电池，设计符合TSO C126标准要求，为TSOA产品，供应商按要求提供了相关的证明文件。

4.2 装机符合性验证工作

为表明ELT系统的装机符合性，申请人进行了如表2所述的验证工作，该型号ELT得到了局方批准，可将其纳入整机构型中，并在民用直升机上实施。

表2 ELT装机符合性验证工作清单

5 结束语

应急定位发射机在民用直升机应急救援工作中发挥着重要作用，是运行规章所要求必须配置的设备，其设计和验证需符合相关适航规章的要求，安装使用必须得到相关民航部门批准。本文通过对ELT相关标准的研究，结合型号设计经验，提出了一种应急定位发射机的适航验证方法，旨在为其他机型配置应急定位发射机的合格审定工作提供参考，同时，为后续民机运行过程中应急救援工作的顺利开展奠定基础。