民机材料适航符合性验证方法和技术发展

金海鹏,叶 雷,刘世英,李嘉荣

（中国航发北京航空材料研究院,北京 100095）

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》指出：深入实施制造强国战略，提升制造业核心竞争力，在航空发动机及燃气轮机领域，加快先进航空发动机关键材料等技术研发验证，推进民用大涵道比涡扇发动机CJ1000 产品研制，突破宽体客机发动机关键技术，实现先进民用涡轴发动机产业化。民用航空器适航技术作为民航安全保证的基础，其应用贯穿设计、制造和管理运行的全过程，有效保障了航空器的高安全水平[1]。

适航性是民用航空器（包括其部件及子系统）整体性能和操纵特性在预期运行环境和使用条件限制下安全性和物理完整性的一种品质。这种品质要求航空器在全寿命阶段内始终保持符合其型号设计要求和始终处于安全运行状态[2]。适航涉及民用航空产品本质安全，涉及民用航空工业话语权，是国家民用航空工业核心竞争力的重要组成部分[3]。

民机的每一个零件都是由金属、非金属等材料经过一系列工艺加工而成的，民机材料是民机结构的基础，材料质量直接影响零件质量，从而影响飞机的适航性。按照适航法规规定，民用航空器材料应用必须通过适航符合性验证，即型号合格审查过程中，申请人（通常是设计方）通过不同验证方法证明材料满足适航标准的要求，符合性验证过程所应用的、用于表明材料符合适航条款要求的技术就是符合性验证技术。突破符合性验证技术，且应用适当的符合性验证方法是材料在民机产品应用的关键。特别是对于选用新材料的民机来说，应把材料适航符合性验证技术作为重点开展研究和管理。材料体系是民机制造商核心技术体系之一，所以材料适航符合性验证始终是型号适航取证的难点和重点[4]。本文将重点对民用飞机、发动机、直升机等民机产品适航规章中材料条款要求进行分析，例如：第25.603 条材料、第25.613 条材料的强度性能和材料的设计值，第29.603 条材料、第29.613 条强度性能和材料的设计值，第33.15 条材料。在上述分析基础上，结合已取得型号合格证和正在取证的典型民机型号材料符合性验证技术发展实际，总结阐明相应条款的符合性验证技术和验证方法，为民机材料适航符合性计划制定和材料发展应用提供借鉴。

1 我国民机适航发展现状

自20 世纪90 年代以来，我国的Y11B、Y8F、Y12、Y7、N5A、MA600、ARJ21-700 等飞机型号和AC311、H425、直8F-100 等直升机型号以及WJ5E、WJ6、WJ5A-1、HS6K、WJ9、WZ8、WZ16 等中小型民用航空发动机型号取得了中国民航的适航证，部分已获批准的民用航空产品目录如表1 所示[5]。

表1 已获批准的民用航空产品目录[5]Table 1 Catalogue of approved civil aviation products [5]

其中，我国在民机飞机运12 的材料适航验证方面，积累了一定经验。1987～1990 年，英国适航当局CAA 对运12 飞机的适航审查中，材料专业是最后通过的，符合性验证主要集中在材料标准、材料性能数据以及材料供应商管控等。通过上述型号适航验证，积累了以下经验[6]：

（1）适航性对材料的要求必须落实到经规定程序批准的标准化技术文件上(至少应为企业级)。这些文件包括:材料技术条件、订货文件、材料验收文件、工艺文件、测试方法及检验标准、管理标准等。文件应具有可操作性和可追踪性，能保证生产稳定性。

（2）国内材料、特种工艺、理化检测专业的现行正式标准(企标、航标、国军标、国标等)还不够配套齐全，个别标准在内容上还有欠缺，需要加强标准的制定和修订工作。

（3）设计中使用的材料性能数据应具有统计基础(A 基值、B 基值)。我国手册数据来源复杂，应加强自测数据的工作。

（4）应加强材料供应来源的质量控制工作，将型号主承制商的质量保证体系延伸到材料供应商。

虽然上述民机应用的材料随型号一起通过了适航审查，取得了一定的材料应用经验，但绝大部分关键材料均为国外牌号材料或进口材料，国内牌号材料较少能够按照中国民用航空规章（CCAR）的适航要求通过符合性验证，仍需开展大量的材料适航符合性验证技术研究。

2 民用航空产品材料的批准

2.1 批准方式

根据《民用航空产品和零部件合格审定规定》[7](CCAR-21-R4)，“零部件”的定义指任何用于民用航空产品或者拟在民用航空产品上使用和安装的材料、零件、部件、机载设备或者软件。根据CCAR-21-R4 第21.9 条款，零部件获得批准的可选路径如图1 所示。

图1 民用航空零部件获得适航批准的路径Fig.1 Path of obtaining the airworthiness approval for civil aviation parts and components

适航规章和程序文件对民用航空器从型号合格审定、符合性试验、供应厂商、生产许可与监控以及持续适航等方面进行了规定。对零部件的适航审查，相关管理程序[8]和规章[9]也规定了民用航空产品的材料、零部件、机载设备批准方式：

（1）颁发零部件制造人批准书（CAAC-PMA）；

（2）颁发技术标准规定项目批准书（CTSOA）；

（3）随民用航空产品的型号合格（TC）审定、型号设计批准合格（TDA）审定、补充型号合格（STC）审定和改装设计批准合格（MDA）审定一起批准；

（4）随民用航空产品的型号认可合格审定或者补充型号认可合格审定一起批准；

（5）按进口材料、零部件和机载设备的设计批准认可要求和程序颁发设计批准认可证；

（6）民航总局规定的其他方式。

对于民机“零部件”中的材料而言，目前的适航批准都是采用上述第（3）种方式[10]，即，随民用航空产品的型号合格（TC）审定、型号设计批准合格（TDA）审定、补充型号合格（STC）审定和改装设计批准合格（MDA）审定一起批准。2020 年7 月16 日，通过民航规〔2020〕22 号和〔2020〕23 号两份文件《技术标准规定项目批准书合格审定程序》(AP-21-AA-2020-12) 和《零部件制造人批准书合格审定程序》(AP-21-AA-2020-13) 下发并生效，正式取代了AP-21-06R3 及其相关的3 份管理文件[11]，但对于材料批准方式没有发生改变，这与美国联邦航空局（FAA）的要求十分接近。实际上，中国民用航空局对民机所用材料随机审定（型号合格审定），并不单独对材料进行适航批准。

2.2 符合性方法

适航验证的目的是表明民机设计符合适用的适航标准（含环保标准等）。对于适航符合性验证就是采用不同的方法以表明对适航规章条款的符合性，这些方法统称为符合性验证方法（Method of Compliance,MOC）。《航空器型号合格审定程序》和欧洲适航规章规定了10 种符合性方法，为了便于编制合格审定计划和验证文件，每种符合性方法赋予相应的代码，即MOC0-MOC9，材料符合性验证一般只用到MOC0、1、2、4，如表2 所示[12-13]。需要说明的是表中符合性验证方法不同类别之间仅有验证成本的差异，验证有效性相同。

表2 符合性验证方法[12-13]Table 2 Acceptance means of compliance [12-13]

3 民机适航规章对材料的要求分析

适航条款作为约束民用航空器安全的最低安全标准，其重要性不言而喻。为提升适航条款落实的有效性，需对当前适航条款进行分析，解析出适航条款的具体要求，给工程设计人员提供清晰的适航设计指导。有效的适航条款要求的解析是直接影响民机的适航性设计和符合性验证的关键因素之一。适航规章中民机的适航性要求主要是针对整机或其零组件，在各个适航规章中涉及材料的条款很少，而且只是概括性的。中国民用航空局（CAAC）关于民用航空器的适航规章CCAR25（运输类飞机适航标准）[14]、CCAR29（运输类旋翼航空器适航规定）第603 条款要求[15]以及CCAR33（航空发动机适航规定）第33.15 条款[16]为直接对“材料”做出规定的条款，与FAR 和CS-E 基本一致。

3.1 适航规章对飞机和直升机材料的要求

《运输类飞机适航标准》（CCAR-25）是研制包括ARJ21-700、C919 等运输类飞机所必须满足的技术标准。当前有效版本为CCAR-25-R4，共计408 个条款[14]。材料的相关适航要求主要体现在CCAR-25 D分部设计与构造中25.603 材 料和25.613 材料的强度性能和材料设计值。《运输类旋翼航空器适航规定》（CCAR-29）[15]是研制包括AC311、AC313 等运输旋翼类航空器所必须满足的技术标准。当前有效版本为CCAR-29-R2，共计310 个条款，材料的直接相关适航要求主要体现在CCAR-29 D章设计与构造中29.603 材 料和29.613 材料的强度性能和设计值。上述两部飞机和直升机适航规章中材料相关条款技术内容基本一致，涉及的两项条款要求一并分析。

3.1.1 第25.603/29.603 条材料

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/使用中预期的环境条件，如温度和湿度的影响。

根据工程实践，从验证角度出发，本条（a）款[17]中材料的范畴是损坏后可能对安全性有不利影响的零件所用的材料（包括金属和非金属材料）的适用性和耐久性。这里的零件包括结构零件，也包括非“结构”零件。零件所用材料的适用性和耐久性必须建立在经验或试验的基础上。如经过航线飞机长期考验、被证明在各种不同载荷情况和环境下适用性和耐久性好的成熟材料，或是经过大量试验确定的材料；（b）款是本条的核心适航要求，材料应符合某种材料规范，材料规范应具备保证材料具有设计资料所采用的强度和其他性能的功能。因此，应基于统计建立材料规范。只有基于统计建立的材料规范，才能保证材料具有设计资料所采用的满足一定概率要求的材料强度和其他性能。材料规范需经过局方批准，新的材料规范，需经过试验的方法来确定[18]；（c）款针对的是材料的适用性和耐久性。由于有些材料其设计性能会随环境而变化，因此这类材料用在关键零件上时要考虑环境因素的影响。

3.1.2 第25.613/29.613 条材料的强度性能和材料的设计值

（a）材料的强度性能必须以足够的材料试验为依据（材料应符合经批准的标准），在试验统计的基础上制定设计值。

（b）材料的设计值必须使因材料偏差而引起结构破坏的概率降至最小。除本条（e）和（f）的规定外，必须通过选择确保材料强度具有下述概率的设计值来表明其符合性：（1）如果所加的载荷最终通过组件内的单个元件传递，因而该元件的破坏会导致部件失去结构完整性，则概率为99%，置信度95%；（2）对于单个元件破坏将使施加的载荷安全地分配到其他承载元件的静不定结构，概率为90%，置信度95%。/设计值的选择必须使任何结构因材料变化而破坏的概率极小。除本条（d）和（e）所规定的以外，必须通过选取保证具有下述概率引起的设计值来表明本款的符合性：（1）对所施加载荷最终分布于某部件中的单个元件的情况，若该元件的破坏将导致部件结构完整性的丧失，则应保证99%的概率及95%的置信度；（2）对于超静定结构，若单个元件的破坏将导致所施加的载荷安全地分配到其他承载元件上，则应保证90% 的概率及95%的置信度。

（c）在飞机运行包线内受环境影响显著的至关重要的部件或结构，必须考虑环境条件，如温度和湿度，对所用材料的设计值的影响。/结构的强度、细节设计和制造，必须使灾难性疲劳破坏的概率减至最小，特别是在应力集中处。

（e）如果在使用前对每一单项取样进行试验，确认该特定项目的实际强度性能等于或大于设计使用值，则通过这样“精选”的材料可以采用较高的设计值。/如果在使用前对每个单独项目取样进行试验从而对材料加以选择，并确定该特定项目的真实强度特性达到或超过设计中使用的数值，则可采用其他设计值。

（f）如果经中国民用航空局适航部门批准，可以使用其他的材料设计值。/（d）设计值必须是经民航局认可的材料技术标准或手册中的数值，或者是经民航局批准的其他数值。

对材料强度性能和设计值，以及结构设计中选择材料的原则进行了规定，结构设计要按25.603 条款选择材料（符合经批准的标准）[19]。强度所用的设计许用值应通过试验获得，其材料的强度性能需要按照批准的材料标准进行试验，并获得足够的试验数据。材料的性能数据的得出应当建立在可靠的统计方法基础上，性能数据的统计处理应采用局方认可的方法，如复合材料宜采用“复合材料手册”（CMH-17）提供的设计值统计方法，金属材料宜采用“金属材料性能发展与标准化”（MMPDS）第九章“指南”中提出的材料设计值统计计算方法，并给出A、B 基准的设计值[20]。确定设计许用值时还要考虑湿热环境、疲劳损伤等影响。

根据工程实践，从验证角度出发，本条（a）款中规定[21]材料设计值要在足够的材料强度性能试验数据基础上通过统计分析获得。“足够”是指实验数据量足以进行统计分析，并能保证统计结果具有高的置信度。（b）款规定材料的设计值需覆盖材料偏差，从而将因材料偏差引起结构破坏的概率降至最小。这里的“材料偏差”是在材料强度性能的波动，这些波动源于材料生产工艺所允许的公差范围。为达到破坏概率最小的要求，对不同结构设计特征的材料设计值分别提出了概率要求。对于飞机，（c）款要求当部件或结构同时满足以下两个条件时，所用材料的设计值需考虑环境条件的影响，即零件对飞机安全有重要影响和受环境影响显著。“环境条件”为飞机运行包线内的环境条件，主要包括温度和湿度，还包括介质和辐射等。考虑环境对材料设计值的影响时，应考虑最不利的环境条件组合；对于直升机，（c）款是有关使灾难性疲劳破坏减至最小的目标要求，在具体结构设计过程中，应根据所指定的疲劳评定准则使用不同的结构设计特征。（e）款与（b）款目的要求都是要将因材料偏差而引起结构破坏的概率降至最小，可通过“统计”方法实现，也可以基于“精选”方法实现。如果根据（e）款采用了“精选”方法，则可以使用大于（b）款确定的设计值。在这一过程中，对合适的试样进行测试，以确定将安装在飞机上的每个零部件的实际强度特性，以确保强度不会低于设计使用的强度。同时要满足：（1）如果已知材料是各向异性的，则测试应考虑这一条件；（2）如采用精选方案，应在设计图上明确试验程序和验收标准。飞机材料规章25.613 条（f）款与直升机材料规章29.613 条（d）款要求相近，即可以直接采用局方认可的材料技术标准或手册中规定的材料设计值，或局方逐项批准，考虑材料来源、服役经验和应用情况，以前使用的材料设计值（例如MIL-HDBK-5 或ESDU 00932 的“S”值）。

3.2 适航规章对发动机材料的要求

《航空发动机适航标准》（CCAR-33）[16,22]是研制包括WZ8、AES100、CJ1000 等运输旋翼类航空器所必须满足的技术标准。当前有效版本为CCAR-33-R2，共计72 个条款，材料直接相关适航要求只有CCAR-33B 章设计与结构中的33.15 条。

发动机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）符合经批准的规范（如工业或军用规范），保证这些材料具有设计资料中采用的强度和其他性能。

根据工程实践，从验证角度出发，本条（a）款要求材料应具有一定的使用经验，且材料必须通过试验验证；（b）款是核心的适航要求，材料应符合特定材料规范，材料规范应基于数据的统计分析建立，具备保证材料具有设计资料中采用的强度和其他性能的功能，以确保用于结构设计和强度校核的材料许用值（设计许用值）具有统计上的可靠性。

4 民机材料适航符合性验证技术

4.1 飞机材料适航符合性验证

4.1.1 复合材料验证

随着复合材料在民机上的应用和发展，美国联邦航空局（FAA）于2009 年颁布了咨询通告AC20-107B“复合材料结构”[23]，其中第6（a）条对飞机复合材料和工艺控制的符合性验证提供了可接受但不是唯一的概括性的验证方法，包括材料和工艺标准的建立、制造工艺更改的控制、规范性能指标的确定、环境对材料和工艺影响数据库的提供、监控关键特性和工艺参数的过程质量控制、标准允许的差异容限等6 个方面。美国先进材料性能国家中心（NCAMP）建立了复合材料规范和设计值方法，落实了FAA 所发布的关于复合材料鉴定、材料规范和工艺规范建立方法指导材料的指导意见[24-26]。

25.603和29.603条宜采用MOC1，MOC2 和MOC4 的方法对进行符合性验证[27]。FAA 接受NCAMP 建立的复合材料行业规范作为25.603 和29.603 条款的证据[28]，但需要开展等同性验证实验。受限于验证技术和成本考虑，目前国内的型号申请人未在大型飞机、发动机等型号适航取证中采用NCAMP 材料规范作为证据，而采用验证复合材料规范的方式，进行该适航条款的符合性验证。复合材料规范建立的验证活动，是复合材料对25.603 和29.603 条款符合性验证的核心。对于运输类飞机，采用NCAMP 生成的材料规范、材料性能数据，并为此开展的等同性验证工作，还需与负责型号审定的审查组具体沟通确认工作充分性。材料生产商所提供的材料应经过型号申请人的鉴定，之后在型号合格审定过程中进行符合25.603和29.603 条款的适航验证工作，其主要流程是型号申请人首先制定材料选用原则，依据选材原则进行型号材料；其次编制材料选用范围目录、材料标准手册、全机材料选用总结；再次编制材料规范，验证材料的适用性，鉴定材料是否合格[24]，提供材料基本性能。通过上述工作，完成对该适航条款的验证工作。

25.613和29.613条宜采用MOC1、MOC2 和MOC4 的方法进行符合性验证。FAA 接受NCAMP建立的复合材料设计值作为表明25.613 和29.613条款的证据[28]，但需要开展等同性验证实验。除对各部位复合材料结构选取其典型层板的铺层设计进行设计许用值的试验，以获得该部位结构的设计许用值，用于结构设计与强度分析外，工艺（制造方法）也是重要的影响因素，需要开展补充验证。受限于等同性验证方法发生Ⅱ型错误的可能性缺乏充分研究，也受限于验证技术和成本考虑，目前国内的型号申请人未在大型飞机、发动机等型号适航取证中采用NCAMP 材料规范作为证据，而采用验证复合材料规范的方式，进行适航条款的符合性验证。验证一般按照ASTM、EN、ISO 或其他被中国民用航空局认可的标准设计典型试验件并进行试验，试验内容主要包括：开孔拉伸、开孔压缩、冲击后压缩、面内剪切等在常温、湿热环境下的试验。按照CMH-17 的方法对试验数据进行处理和分析，给出符合条款要求可靠度与置信度的设计许用值，包括拉伸许用值、压缩许用值、剪切许用值，以及环境影响因子[29-30]。

4.1.2 金属材料验证

经向目前国内主要飞机型号申请的团队调研，金属材料的验证方法主要按照是否有在民用飞机上成熟应用进行划分：

（1）对于成熟应用材料，材料规范已经在取证的民机上作为设计资料，并且材料供应商按照相同生产过程控制文件生产的材料已经被列为合格产品的，采用MOC1（符合性说明）表明符合性；相应的材料设计值也可以被采用。MMPDS 手册所列AMS 规范及相应的合格产品也属于这种情况；

（2）对于成熟材料规范但新材料生产商，需要通过试验表明材料对规范的符合性，即材料合格鉴定。通过材料合格鉴定的，纳入合格产品目录。生产过程控制文件（PCD 文件）评审，是申请人需要开展的必要工作。一般采用多批次的鉴定试验；

（3）对于新材料，材料规范、材料来源均未在经批准的民机上应用。需要在材料稳定生产的基础上开展多批次材料试验（MOC4），经过数据统计建立材料规范、材料设计值。

4.2 发动机材料适航符合性验证

民用发动机安全性指标是有定量的概率值（10–5）定义的，安全性指标的“由顶至底”的定量分配与“由底至顶”的定量验证是提升发动机安全性水平的关键核心。目前，国内目前仅有少数中小型民用航空发动机通过中国民航的认证，且随型号验证的大多采用国外牌号材料，国产发动机材料在适用性、耐久性的适航符合性验证方面公开报道较少。下面分别介绍FAA 对发动机材料审查和验证工作以及国内发动机材料适航符合性验证思路。

4.2.1 FAA 对发动机新材料的审查

在GEPassport 20 大涵道比涡扇发动机认证材料性能报告给出了新材料的符合性验证方法[31]。依据14CFR 33.15 对全部新材料和工艺进行工程试验和分析来表征材料性能，编制并提交包含所有新材料的独立审查报告，报告用于建立新材料的适用性和耐久性，包括材料性能、工艺稳定性以及过程控制规范。报告中包含使用新材料零件的描述，材料符合标准中的化学成分、力学性能和工艺上下限的要求，新旧材料的物理、力学和环境特性等关键性能和关键特性的对比，如表3 所示，并提供每种新材料应用的合理性和优势。

表3 GE Passport 20 发动机应用的新材料[31]Table 3 New materials for GE Passport 20 engine applications[31]

新材料符合经批准的规范，规范保证了新材料具有设计所需的性能。应用在发动机零件上的新材料通过发动机审查试验过程和实验室测试后的评估，发动机试验结果、实验室测试和规范表明，GE Passport 20 采用的新材料满足14 CFR、part 33、Amendment 32、Section 33.15 的要求，GE Passport 20 所采用新材料的适用性和耐久性得到了验证，材料符合性验证主要采用了MOC2 方法。

4.2.2 国内发动机材料符合性验证思路

国内民用发动机生产大多采用的是新材料和新工艺，新材料、新工艺是航空发动机技术进步的重要基础，也是适航审查的重中之重[32]。由于中国民航局还未正式发布独立完整的发动机适航符合性方法，因此对CCAR-33.15 条款的符合性验证仍参考FAR-33 相应条款的历次修正案、咨询通告（AC）及相关参考文件。咨询通告主要包括：AC33.15-1[33]、AC33.15-2[34]、AC33-10[35]、AC33-11[36]等。国内随着民用飞机型号（ARJ21 和C919）适航认证的深入，逐步建立了飞机材料/标准件适航符合性验证程序以及供应商管理和质量体系批准程序，发动机材料适航符合性验证可借鉴国外发动机材料和国内飞机材料符合性验证流程、设计用材料性能数据获取等方面经验，形成CCAR-33.15条款的符合性验证方法，主要包括材料标准制定、材料性能数据和过程控制。

按照AIR 4779D 要求[37]通常材料规范（标准）中包含三方面的技术要求：（1）直接影响材料性能/功能的材料生产工艺要求。例如熔炼、铸造、锻造、热处理等。（2）直接影响材料性能/功能的材料组成和组织结构。例如化学成分、宏微观组织。（3）能够实现材料性能全面控制的代表性的材料性能参数。例如：物理化学性能，力学性能，无损检测。材料标准的建立应基于统计计算，参照AMS标准的形成过程建立材料标准。

材料必须具备足够的设计所需的性能数据，尤其是在关键及重要部位使用的材料。标准规定的性能数据如A基值、B基值、－3σ值、应力-应变曲线、不同温度下的性能、疲劳性能、断裂性能、腐蚀性能、损伤容限性能等，这些性能数据不可能进行多熔批材料的性能测试，但必须测试相应数量的值，以保证提供的设计数据的有效性。不同的使用部位，根据其重要程度，选用不同的统计值。

过程控制包括原材料生产、供应厂商控制、材料标准、零件制造、质量保证、检验等方面，这些过程控制是保证零件达到要求的充分必要条件，也是材料适航符合性验证的重要依据。

4.3 直升机材料适航符合性验证

AC313 直升机取证过程中，采用MOC1、MOC4和MOC9 的方法进行了29.603 符合性验证[38]。在零件设计图样中明确所选用的材料及其要求。其中涉及的金属材料均在型号上广泛应用，经过长期的试飞验证经验可以证明其性能的稳定性；机体结构、旋翼系统使用的复合材料[39]是在借鉴其他机型国产化研制经验的基础上应用于民机，在其他机型工艺、性能研究的基础上，又按“积木式方法”补充进行了材料试样级、元组件级以及部件级试验。其他非金属材料，根据具体使用部位要求，补充了阻燃试验等试验验证。可见，AC313 直升机所选用的复合材料、金属材料及非金属材料大多建立在型号使用经验基础上，并且针对复合材料和部分非金属材料已补充了试验验证。材料均已进行了随机试飞考核或是进行了试验验证，符合（a）款要求。

针对29.603（b）款，AC313 直升机金属材料标准以国军标、国标为主，非金属材料标准以行业、型号或是企业标准为主，这些标准均经过主管部门批准，在国内颁布实施，并为现行有效的标准。复合材料标准为直升机专用标准，通过行业评审，且按“积木式方法”要求补充进行试验验证。AC313直升机采用的材料均具有相关的标准进行控制，并且按标准进行验证，确保材料具有设计资料中所采用的强度和其他特性，符合（b）款要求[38]。

针对29.603（c）款，环境影响包括自然环境和安装环境。安装环境既要考虑与潜在有害液体和化合物的直接接触，也要考虑他们的预期流动情况。设计选材时充分考虑使用中预期出现的环境条件，选用适应期环境条件的材料。尤其是复合材料，充分考虑温度、湿度等对复合材料特性的影响。另外，型号选取的材料及采取的防护措施已在其他型号上经受了外场的使用飞行考核，符合（c）款要求。

采用MOC1、MOC2、MOC4的方法进行29.613 条款符合性验证[38]。金属材料选择成熟材料，强度验证用的强度性能值选取自局方认可的《飞机设计手册》或在图样上给出具体规定；旋翼系统、机体结构采用复合材料，其强度性能主要是结合具体结构设计特征，通过复合材料结构元件级试验，以统计分析的方法确定的。试验所用标准均为ASTM 系列标准，试验所用统计分析方法经过局方批准。在结构的强度和细节设计与制造过程中，充分考虑疲劳破坏的影响，采用合理安排结构布局和传力路径、采用圆弧过渡和减少界面突变、降低零件表面粗糙度等措施来使结构灾难性疲劳破坏的概率减至最小，表明对29.613 条款的符合性。

5 结束语

我国先进涡扇支线飞机ARJ21 和大型民用直升机AC313 已取证，其选用的材料也随机完成符合性验证，表明民用飞机材料和民用直升机材料在设计、研发和制造方面取得重要成果、获得宝贵经验，特别是在材料符合性验证技术方面有了一定的技术积累，这些经验和技术为发动机材料适航验证提供了方法和技术借鉴，主要体现在以下三个方面：

（1）民用飞机和直升机规章中材料条款2X.603和2X.613 条主要采用MOC1、MOC2、MOC4 方法进行符合性验证，发动机规章材料条款33.15 可借鉴飞机和直升机材料条款的验证方法进行验证。

（2）材料适航符合性验证中，基于统计分析的方法建立标准（规范）是材料符合性验证的关键，民机材料要实现定量的符合性验证的关键是材料标准（规范），只有基于统计建立的材料标准（规范），才能保证材料具有设计资料所采用的满足一定概率要求的材料强度和其他性能。

（3）统筹现有符合性验证技术基础、验证管理流程和型号发展需求，创新管理实践，科学规范民用发动机型号选材，提升材料适航符合性计划水平，增强材料适航符合性验证技术能力，大力推进自主知识产权材料随民用航空产品的型号合格批准，为促进我国民用发动机快速发展提供技术保障。