基于CCAR25部附錄K25.1.4 （a）和K25.1.4（a） （3）條款要求的雙發(fā)民用飛機(jī)燃油系統(tǒng)ETOPS設(shè)計(jì)的安全性考慮

熊晉

【摘 要】按照CCAR25部附錄K K25.1.4 （a）和K25.1.4 （a） （3）條款的要求，民用飛機(jī)在進(jìn)行ETOPS 飛行時(shí)，必須按照要求的壓力和燃油流量向工作發(fā)動(dòng)機(jī)提供完成ETOPS 運(yùn)行所需的燃油。本文探討了對(duì)CCAR25部附錄K25.1.4 （a）和K25.1.4 （a） （3）條款的驗(yàn)證，簡(jiǎn)要介紹了雙發(fā)民用飛機(jī)燃油系統(tǒng)ETOPS設(shè)計(jì)的安全性考慮。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；燃油系統(tǒng)；安全性；ETOPS

1 ETOPS介紹

ETOPS即Extended Operations，延程運(yùn)行。

該類運(yùn)行定義如下：

a） 雙發(fā)飛機(jī)。該類飛行的計(jì)劃航線包括某點(diǎn)，飛機(jī)從該點(diǎn)到可用機(jī)場(chǎng)，以標(biāo)準(zhǔn)條件下的靜止大氣中批準(zhǔn)的單發(fā)失效巡航速度，飛行時(shí)間超過60 分鐘。

b） 多發(fā)載客飛機(jī)。該類飛行的計(jì)劃航線包含某點(diǎn)，飛機(jī)從該點(diǎn)到可用機(jī)場(chǎng)，以標(biāo)準(zhǔn)條件下的靜止大氣中批準(zhǔn)的單發(fā)失效巡航速度，飛行時(shí)間超過180 分鐘。

ETOPS能力也即是要求民用飛機(jī)的飛行運(yùn)營(yíng)能力不被限制在離機(jī)場(chǎng)一定范圍內(nèi)。

在中國(guó)民航局頒布的中國(guó)民用航空規(guī)章第25部運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)CCAR25部中，規(guī)定了有關(guān)批準(zhǔn)飛機(jī)-發(fā)動(dòng)機(jī)組合延程運(yùn)行（ETOPS）的適航要求。

本文主要關(guān)注CCAR25部附錄K中K25.1.4 （a）和K25.1.4 （a）（3）對(duì)雙發(fā)民用飛機(jī)燃油系統(tǒng)的要求。

2 適航要求

本段將介紹上文提到的適航條款K25.1.4 （a）和K25.1.4 （a）（3），并對(duì)之進(jìn)行簡(jiǎn)要的解析。

K25.1.4 （a） 燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在任何未表明為極不可能的飛機(jī)失效情況下，必須以25.955 所規(guī)定的燃油壓力與流量，為工作發(fā)動(dòng)機(jī)提供完成ETOPS 運(yùn)行（包括申請(qǐng)人尋求批準(zhǔn)的最長(zhǎng)時(shí)間的改航）所必要的燃油。必須考慮的失效類型包括（但不限于）：交輸閥失效、自動(dòng)燃油管理系統(tǒng)失效、以及正常發(fā)電電源失效。

從安全性分析的角度考慮，該適航條款認(rèn)為如果失效導(dǎo)致不能為工作發(fā)動(dòng)機(jī)提供完成ETOPS 運(yùn)行，且不能完成申請(qǐng)人尋求批準(zhǔn)的最長(zhǎng)時(shí)間的改航，所必需的燃油，則該失效是災(zāi)難性的，其失效概率必須表明為極不可能的。該條款還特別指出了幾個(gè)需要考慮的可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果的失效（但不限于）：交輸閥失效、自動(dòng)燃油管理系統(tǒng)失效、以及正常發(fā)電電源失效。

K25.1.4 （a）（3） 發(fā)動(dòng)機(jī)可用燃油量低于飛抵目的地所需燃油時(shí)，必須給飛行機(jī)組顯示告警。該告警必須在仍有足夠燃油安全完成備降時(shí)給出。該告警必須顧及非正常燃油管理，或油箱間傳輸和可能的燃油損失。本段落不適用于要求配備飛行機(jī)械師的飛機(jī)。

從安全性分析的角度考慮，該適航條款是對(duì)上一條的補(bǔ)充：某些失效或非正常情況，其嚴(yán)重性，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)可用燃油量低于飛抵目的地所需燃油，但是不一定會(huì)導(dǎo)致無法安全完成備降。為了避免這些失效情況進(jìn)一步惡化，導(dǎo)致無法安全完成備降，需要及時(shí)給出告警，讓飛行員及時(shí)采取措施。

3 安全性考慮和對(duì)適航條款的驗(yàn)證

基于上文對(duì)兩條適航要求的簡(jiǎn)要解析，下文將分別對(duì)兩條適航條款的符合性進(jìn)行探討。

3.1 燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一般民用飛機(jī)對(duì)燃油系統(tǒng)的主要功能要求為向發(fā)動(dòng)機(jī)提供滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工作包線內(nèi)所要求壓力和流量的燃油。一般雙發(fā)民用飛機(jī)，燃油系統(tǒng)向兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)供燃油的功能喪失，為災(zāi)難性的失效（Ⅰ級(jí)）；向任一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)供燃油的功能喪失，為重大的失效（Ⅲ級(jí)），該失效發(fā)生時(shí)還有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的供油是正常的，應(yīng)該就近找機(jī)場(chǎng)降落。

對(duì)于ETOPS飛行，情況有些變化。K25.1.4 （a）所要求，“在任何未表明為極不可能的飛機(jī)失效情況下，必須以25.955 所規(guī)定的燃油壓力與流量，為工作發(fā)動(dòng)機(jī)提供完成ETOPS 運(yùn)行（包括申請(qǐng)人尋求批準(zhǔn)的最長(zhǎng)時(shí)間的改航）所必要的燃油。”飛機(jī)對(duì)燃油系統(tǒng)的要求不只是向發(fā)動(dòng)機(jī)供油，還提出了更嚴(yán)格的時(shí)間限制（申請(qǐng)人尋求批準(zhǔn)的最長(zhǎng)時(shí)間的改航）。ETOPS改航時(shí)，就近的備降機(jī)場(chǎng)可能在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作的巡航速度（靜止大氣）飛行60分鐘范圍外，時(shí)間限制可能導(dǎo)致失效情況嚴(yán)酷度增加。因此，在ETOPS情況下，單發(fā)供油功能喪失，需要進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

具體說來，在ETOPS情況下，當(dāng)單發(fā)失效時(shí)，為了保證完成ETOPS改航所需的足夠的燃油，剩下的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)需要通過交輸供油得到另一側(cè)主油箱的燃油供應(yīng)。這也是K25.1.4 （a）中特別強(qiáng)調(diào)的“交輸閥失效”。

但是，僅考慮交輸供油還有不夠的，因?yàn)閱伟l(fā)失效可能也是由燃油系統(tǒng)的失效造成的。在ETOPS情況下，一種更嚴(yán)酷的情況，在燃油系統(tǒng)安全性分析中需要考慮，即燃油系統(tǒng)的失效同時(shí)導(dǎo)致單發(fā)失效和交輸供油喪失。當(dāng)主油箱中的燃油泵同時(shí)失效時(shí)，這種情況就可能出現(xiàn)。因此需要提高飛機(jī)燃油系統(tǒng)中泵的可靠性以滿足該安全性目標(biāo)，或是增加其他冗余布置，或者是降低燃油泵同時(shí)失效的影響。

3.2 低燃油告警

K25.1.4 （a）（3）要求“發(fā)動(dòng)機(jī)可用燃油量低于飛抵目的地所需燃油時(shí)，必須給飛行機(jī)組顯示告警?！边@涉及兩個(gè)方面，一方面是燃油量確實(shí)少了；另一方面是燃油量沒少，但是不可用了。這與K25.1.4 （a）（3）之后內(nèi)容中提到的“非正常燃油管理，或油箱間傳輸，和可能的燃油損失”相對(duì)應(yīng)。

K25.1.4 （a）（3）條的低燃油告警，并不是特指一般民用飛機(jī)燃油系統(tǒng)的“低油量告警”或“低油面告警”；按照該條款的描述，“發(fā)動(dòng)機(jī)可用燃油量低于飛抵目的地所需燃油時(shí)，必須給飛行機(jī)組顯示告警?！边@是一般民用飛機(jī)飛行管理系統(tǒng)給出的告警。這是涉及多個(gè)系統(tǒng)的綜合的考慮，不一定主要由單個(gè)系統(tǒng)完成。當(dāng)然，有經(jīng)驗(yàn)的飛行員可以通過燃油系統(tǒng)的不正常的燃油量指示情況等，分析出飛機(jī)處于某種失效或不正常狀態(tài)，但是這必然會(huì)增加飛行員的負(fù)擔(dān)，即K25.1.4 （a）（3）條中指出的“本段落不適用于要求配備飛行機(jī)械師的飛機(jī)?！?/p>

“燃油不平衡”。這個(gè)指示是在機(jī)翼油箱之間的燃油量差異達(dá)到一個(gè)預(yù)定水平時(shí)發(fā)生。燃油不平衡指示通常用于糾正由各油箱供油的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗的差異。

“燃油不一致”。該指示監(jiān)測(cè)飛機(jī)燃油量指示系統(tǒng)測(cè)量的燃油量，和通過已知的飛行開始時(shí)的燃油量，減去通過發(fā)動(dòng)機(jī)燃油流量積分得到的已使用燃油量，計(jì)算所得油量的不一致。該指示常在自動(dòng)飛行管理系統(tǒng)出現(xiàn)。該指示是燃油表上游的燃油泄漏指示。然而，燃油不一致指示無法顯示燃油表下游發(fā)生的燃油泄漏。在這種情況下，燃油箱不平衡等將是燃油泄漏的主要指示。

“燃油不足”。該指示是當(dāng)基于真實(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)用油情況預(yù)測(cè)到達(dá)目的地的（剩余）燃油量少于飛行員輸入的或者上傳的操作余油量時(shí)顯示。該指示應(yīng)提示機(jī)組對(duì)燃油使用做出必要的調(diào)整，以保證到達(dá)目的地時(shí)有足夠的余油量，或者允許在必要情況下進(jìn)行安全改航。

燃油系統(tǒng)和飛行管理系統(tǒng)等的“低油量告警”、“低油面告警”、“油量不平衡告警”、“燃油不一致”、“燃油不足”等告警互相獨(dú)立，又互相關(guān)聯(lián)補(bǔ)充。此外，還有基于如上所描述的其他指示，評(píng)估燃油泄漏可能性的“燃油泄漏”指示。當(dāng)系統(tǒng)確定存在燃油泄漏的可能，急需機(jī)組注意時(shí)，該指示將會(huì)顯示。包括燃油系統(tǒng)在內(nèi)的民用飛機(jī)設(shè)計(jì)，可以根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮，選取上述指示中的部分或全部，作為“發(fā)動(dòng)機(jī)可用燃油量低于飛抵目的地所需燃油時(shí)”的“低燃油告警”。

4 總結(jié)

本文從ETOPS的定義出發(fā)，基于CCAR25部附錄K25.1.4 （a）和K25.1.4 （a） （3）適航條款的要求，探討了對(duì)上述適航條款的驗(yàn)證，簡(jiǎn)要介紹了雙發(fā)民用飛機(jī)燃油系統(tǒng)ETOPS設(shè)計(jì)的安全性考慮。

【參考文獻(xiàn)】

[1][CCAR-25-R4]中國(guó)民用航空規(guī)章第25部運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].中國(guó)民航局，2011.

[2]羅伊·蘭頓，等.飛機(jī)燃油系統(tǒng)[M].顏萬億，譯.2010.