浅析运输类飞机设计更改审定基础

冯静 李凯

摘要：叙述了设计更改审定基础的确定原则，介绍了具体条款的适用性判定方法，并通过实例说明，验证了该方法的有效性。

关键词：设计更改；审定基础；运输机

Keywords：changes in type design；certification basis；transport aircraft

随着中国民航业的不断发展，航空公司自主要求的改装需求越来越大。在这些改装需求中，有些是为了改善飞机运行可靠度、降低维修成本，如加装翼尖小翼；有些是为了实现航空公司客户化需求、提高市场竞争力，如客舱布局改装、个性化内饰改装。针对这些改装需求，可以通过飞机制造商获得已发布的改装方案来实施，也可以通过提出自己个性化的需求，联系相关厂家提供经局方批准的客户化解决方案来实施。为了提高中国民航自身的航空器加改装技术能力，国内越来越多的单位选择自行设计改装方案，以更加贴合航空公司的个性化需求。

1 设计更改审定基础确立原则

根据CCAR 43部定义，改装是指在航空器及其部件交付后进行的超出其原设计状态的任何改变，包括任何材料和零部件的替代。任何超出手册范围的加改装、修理都符合该定义规定。确定适用的审定基础是编写这类设计更改文件的首要工作，也是局方进行审批的技术依据。设计更改文件从初步设计到详细设计是一个动态的过程，审定基础也是逐步明确的过程。一般审定基础包括4个部分的内容，即适航规章（含环境保护适航要求）、豁免、专用条件和等效安全。本文主要讨论适航规章方面审定基础的确立原则。

根据CCAR 21部R4版要求，对于不需要重新申请TC的航空器、发动机和螺旋桨的型号设计更改，申请人应当表明更改的民用航空产品符合更改申请之日有效适用的适航要求。如果局方确认不是重大更改，或局方确认不受更改影响的每个区域、系统、部件、设备或机载设备、规章对被更改的民用航空产品的安全水平没有实质作用或者不切实际，可以表明符合较早修订的适航条款。如果设计更改涉及的特点在原审定基础中没有适当标准但之后有适当规章要求时，局方会要求申请人对所建议的设计更改使用此较新的规章。对于重大更改来说，不受更改影响的地方或在满足最新要求对安全水平没有实质性贡献或不切实际的情况下，申请人可以使用适航条款较早修订版。适航条款较早修订版不可早于原审定基础中列出的相应规章。

根据CCAR 21.101条，AC-21-AA-2014-36中将审定基础确定的过程分为8个步骤，详细说明了“自上而下”确定审定基础的各个环节，指导申请人和局方共同确定更改分类和审定基础是否合适。图1为AC审定基础确定的流程图。

2 审定基础适用性判断方法

对于运输类飞机而言，CCAR 25部《运输类飞机适航标准》是申请设计更改所必需遵循的最低安全标准。在申请设计更改时，设计单位首先要根据涉及更改的系统进行技术分析，确定设计更改所依据的审定基础及所需的符合性验证方法，并基于此判断设计更改的可行性。

从条款的适用性范围来看，文献[6]将CCAR 25部中的条款分为普适性条款和非普适性条款两大类。这种条款分类方法是针对飞机型号合格审定提出的，设计更改不完全等同于飞机型号合格审定。例如，对于飞机型号合格审定来说是普适性条款，但在进行设计更改时可能成为非普适性条款。不过，仍可借鉴这种划分方法。

普适性条款是指所有型号运输类飞机都必须满足的条款，通常是针对性能、系统、设备、功能提出的一般性、总体性、通用性要求，这类条款可以直接纳入设计更改的审定基础，如25.1条适用范围、25.1529条持续适航文件等要求。非普适性条款是指针对某项具体设计（如特定结构、部件、设备、功能、指标）而提出的要求，有很强的指向性，这些条款需要根据设计更改是否具有相关设计特征进行判斷。例如，25.603条材料和25.1519条重量、重心和载重分布，这两条对于飞机型号合格审定属于普适性条款，但对于设计更改则需根据更改的具体内容来判断其是否适用。

3 设计更改实例分析

以波音737-700飞机厕所加装提示标牌为例说明规章版本、适用规章条款选定的方法、原因及符合性方法。

3.1 改装描述

本改装是在波音737-700飞机厕所马桶按钮旁加装提示标牌，标牌内容仅起到提示作用，不会对现有操作、设备功能产生任何影响。

3.2 适用规章版本的确定

根据CCAR 21部R4版第21.19条，本改装判定为非实质性更改，根据第21.93条判定本改装为设计小改。根据图1中步骤5，本设计更改不是重大更改，可以选择原审定基础，但因本设计更改简单，选用最新规章要求不会给设计单位带来额外负担，因此在步骤3中依据21.101条选择符合最新有效的适航标准CCAR 25部R4版。

3.3 适用规章条款的确定

1）普适性条款

● 25.1 适用范围

该条要求为“（a）本规定是用于颁发和更改运输类飞机型号合格证的适航标准。（b）根据中国民用航空规章的规定，申请或更改运输类飞机型号合格证的申请人，必须表明符合本规定中适用的要求”。

本次改装机型为波音737-700飞机，为运输类飞机，CCAR 25部《运输类飞机适航标准》是必须满足的最低安全标准，设计更改设计单位必须满足这一要求。

● 25.601 总则

第25.601条要求飞机不得具有根据经验表明是危险的或不可靠的设计特征或细节。任何有疑问的设计细节和零件的适用性必须通过试验确定。

该条是设计更改的总要求，可以通过分析与计算、性能数据分析、以往服役经验或相似性来说明没有危险的或不可靠的设计特征或细节。对于加装标牌而言，设计单位需要明确选用的标牌制作材质、标牌制作工艺、标牌预计使用环境，确认上述事项没有危险的或不可靠的设计特征或细节。

● 25.1529 持续适航文件

第25.1529条要求申请人必须根据本部附录H编制适航当局可接受的持续适航文件。如果有计划保证在交付第一架飞机之前或者在颁发标准适航证之前完成这些文件，则这些文件在型号合格审定时可以是不完备的。

该条要求飞机制造商为用户提供维护手册，并在附录H中对手册的分发、格式、内容、适航限制、电气线路互联系统等方面提出具体要求。持续适航文件一般包括：民航局或者航空器型号审定当局颁发的适航指令；航空器制造厂家提供的各类手册、规范及其引用的国家或者行业标准；航空器制造厂家发布的服务通告、服务信函；民航局颁布的有关法规文件中引用的国家和行业标准；任何其他形式的经民航局批准的修理和改装技术文件。在进行设计更改时，必然会涉及持续适航文件的修订。设计更改设计单位一般通过编写《持续适航文件指引》来表明此条的符合性，在指引中确定需要修改的持续适航文件清单以及文件更改的具体内容。作为改装设计适航审定的一部分，持续适航文件指引在设计阶段就应进行编写并提供给设计更改使用单位。

2）非普适性条款

● 25.603 材料

第25.603条要求其损坏可能对安全性有不利影响的零件所用材料的适用性和耐久性必须满足下列要求：

a. 建立在经验或试验的基础上；

b. 符合经批准的标准（如工业或军用标准或技术标准规定），保证这些材料具有设计资料中采用的强度和其他性能；

c.考虑服役中预期的环境条件，如温度和湿度的影响。

该条是作为运输类飞机使用材料的最低安全标准，保证设计更改时使用的材料能够达到设计时期望实现的功能。

对于标牌，如果其失效对安全没有不利影响，则不用满足本条款。但是在有些情况下，如对颜色有明确要求的，如果标牌耐久性不够而在预期的环境中褪色，导致失去指示作用危及飞行安全，则需要考虑本条款。使用服役经验是本条有效的符合性方法之一。使用飞机制造商规范中的材料或飞机上相似部位已经使用的材料可以很好地说明此条的符合性。如果使用全新的材料，则需要通过试验来验证标牌符合性。

● 25.605制造方法

第25.605条要求为：

a. 采用的制造方法必须能生产出始终完好的结构。如果某种制造工艺（如胶接、点焊或热处理）需要严格控制才能达到此目的，则该工艺必须按照批准的工艺规范执行。

b. 飞机的每种新制造方法必须通过试验大纲予以证实。

该条是确保使用设计更改中的制造方法可以常态化生产出完好并满足要求的器材。对于标牌，如果是使用已经批准的标牌，无需对本条进行符合性说明。如由申请人自行设计、生产，则需要说明符合性。一般做法是根据设计图纸，使用图纸中规定的工艺，由有资质能力的单位制作，即可保证本条的符合性。

● 25.853（a）条

该条的要求为：舱内材料（包括用于材料的涂层或饰面）必须满足本部附录F第I部分规定的适用试验准则或其他经批准的等效试验方法，无论飞机的客座量为多少。

第25.853条对座舱内部设施材料的阻燃性、火焰蔓延特性、热释放速率、发烟特性、火焰包容和耐火提出了要求。其中，25.853（a）中提到的附录F第I部分是关于材料阻燃性能试验要求、方法及判定等规则。该部分将第25.853条中客舱内材料分为五大类，对每类材料需要进行的试验项目、烧焦长度、移去火源后的平均燃烧时间、滴落物跌落后继续焰燃时间进行了规定，同时对试验程序有详细的要求，包括试样取样、试验设备、试验数据测量。根据座舱内部设施材料使用位置的不同，除了对火势蔓延影响不大的小件如旋钮、手柄、滚轮、紧固件、夹子、垫片、耐磨条带、滑轮和小的电气零件以外，一般要进行水平燃烧试验、垂直燃烧试验。25.853（c）对飞行机组成员以外座椅椅垫的可燃性要求按照附录F第II部分进行试验。试验试样应是整个椅垫组件，包含泡沫芯、浮性材料、擋火材料和装饰罩。25.853（d）对客座量为20人或多于20人的飞机的天花板、壁板、隔板、厨房结构、橱柜等内饰材料，额外提出了需按附录F第IV部分和第V部分进行热释放率测定和发烟特性测定。25.853（e）～（h）对舱内其他设施提出了防火要求。

客舱内部标牌需要满足25.853（a）款要求。如果制作标牌的基材是飞机制造商规范中的材料或是飞机上相似部位已经使用的材料，可以通过符合性声明（MC0）来说明符合性。否则需要通过试验室试验（MC4）来验证标牌符合性，即通过材料供应商提供测试报告，或由设计单位自行进行试验。虽然规章中并没有明确说明标牌属于五大类材料中的哪一类，设计单位在根据标牌使用位置选择对应试验时，一般应选择试验条件最为苛刻的60s垂直燃烧试验。

3.4 审定基础符合性方法

综合以上分析，本设计更改项目适用条款对应符合性方法如表1所示。

4 结束语

随着中国民航业的发展，越来越多的航空公司要求进行个性化的改装以满足运行、市场的需要。在制定设计更改方案时，设计更改申请人应明确适用的审定基础，以评估项目的可行性，还需了解设计更改审定基础的确定原则，掌握规章条款适用性判定方法。

参考文献

[1] CAAC.民用航空产品和零部件合格审定规定（CCAR-21 R4）[Z]. 2017.

[2] CAAC.航空产品设计更改审定基础的确定方法（AC-21-AA-2014-36）[Z]. 2014.

[3] CAAC.航空产品设计更改审定基础的确定程序（AP-21-AA-2014-36）[Z]. 2014.

[4] CAAC.航空器型号合格审定程序（AP-21-AA-2011-03-R4） [Z]. 2011.

[5] CAAC.运输类飞机适航标准（CCAR-25 R4） [Z]. 2011.

[6] 张方. CCAR 25部条款适用性判定方法[J].科技视界，2017（7）：258-259.