我國(guó)適航規(guī)定輕型水陸兩棲飛機(jī)部分的修訂建議

董一巍，呂玥萱，殷春平

(廈門大學(xué) 航空航天學(xué)院，廈門 361102)

0 引 言

近年來(lái)，我國(guó)在水陸兩棲飛機(jī)研發(fā)領(lǐng)域取得了里程碑式進(jìn)展：由中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司研制的國(guó)內(nèi)首款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的輕型多用途水陸兩棲飛機(jī)——海鷗300，由中國(guó)民用航空局依據(jù)CCAR-23部適航規(guī)定批準(zhǔn)研制；中國(guó)首次按民航適航規(guī)章CCAR-25部自主研制的大型特種用途民用水陸兩棲飛機(jī)鯤龍AG600實(shí)現(xiàn)成功雙首飛。CCAR-23部《正常類、實(shí)用類、特技類和通勤類飛機(jī)適航規(guī)定》[1]和CCAR-25部《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》[2]兩項(xiàng)規(guī)章是我國(guó)通用飛機(jī)適航審定的主要參考，但由于水陸兩棲飛機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)和特殊用途，審查組和申請(qǐng)人需要在現(xiàn)有適航規(guī)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)外相似機(jī)型的相關(guān)適航要求，確定國(guó)產(chǎn)水陸兩棲飛機(jī)的型號(hào)審定標(biāo)準(zhǔn)。

目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)水陸兩棲飛機(jī)通用航空適航審定領(lǐng)域的研究較少，相關(guān)研究多聚焦于大型水陸兩棲飛機(jī)試驗(yàn)性質(zhì)的適航認(rèn)證。例如，回艷等[3]通過(guò)對(duì)AG600大型水陸兩棲飛機(jī)特種工藝規(guī)范的研究，提出了AG600型號(hào)的特種工藝適航審查重點(diǎn)，形成了一套特種工藝規(guī)范的適航管理流程；何超等[4]參照現(xiàn)行的水陸兩棲飛機(jī)適航要求制定了某型水陸兩棲飛機(jī)的水上試飛測(cè)試改裝方案，為開展相關(guān)水上試飛適航驗(yàn)證工作提供了參考。但上述研究多以現(xiàn)有適航規(guī)章為立足點(diǎn)開展，尚未基于水陸兩棲飛機(jī)承擔(dān)任務(wù)的特殊性來(lái)審視我國(guó)通用飛機(jī)適航規(guī)定中存在的可改進(jìn)之處。

鑒于CCAR-23部是針對(duì)乘員和起飛重量較小的正常類、實(shí)用類、特技類和通勤類飛機(jī)型號(hào)的適航標(biāo)準(zhǔn)，而CCAR-25部側(cè)重于起飛重量較大的運(yùn)輸類飛機(jī)，故本文將根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的CCAR-23、CS-23及FAR-23通用航空適航規(guī)定，結(jié)合輕型水陸兩棲飛機(jī)的實(shí)際用途，提出我國(guó)通用飛機(jī)適航規(guī)章針對(duì)輕型水陸兩棲飛機(jī)的修訂建議。經(jīng)過(guò)完善的適航規(guī)定可以作為國(guó)產(chǎn)輕型水陸兩棲飛機(jī)的安全研發(fā)導(dǎo)向，以期為其他類型國(guó)產(chǎn)水陸兩棲飛機(jī)的適航審定提供參考，滿足民用和國(guó)防需求。

1 水陸兩棲飛機(jī)定義與發(fā)展

水陸兩棲飛機(jī)指既能在陸地起降，也能在水面上起飛、停泊、降落的飛機(jī)。相較于單一功能的陸基飛機(jī)或水上飛機(jī)，水陸兩棲飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)顯而易見[5]。

(1) 良好的低空飛行能力：水陸兩棲飛機(jī)在飛行狀態(tài)下可以比一般的飛機(jī)和直升機(jī)處于更接近地面或水面的高度，能夠直接著水和著陸；

(2) 較強(qiáng)的起降環(huán)境適應(yīng)性：水陸兩棲飛機(jī)可以在一般的民用機(jī)場(chǎng)和水面較為平穩(wěn)的水域直接起降，其航路不再受限于專用的機(jī)場(chǎng)；

(3) 受天氣狀況影響?。捍昂椭鄙龣C(jī)很容易被惡劣天氣因素影響，在遭遇惡劣天氣時(shí)難以保持平常的航程和航速，而水陸兩棲飛機(jī)可以更及時(shí)地到達(dá)指定地點(diǎn)完成任務(wù)。

水陸兩棲飛機(jī)幾乎與水上飛機(jī)同時(shí)出現(xiàn)，20世紀(jì)90年代以來(lái)，美國(guó)、日本、俄羅斯、加拿大、法國(guó)等共研制出水上飛機(jī)或水陸兩棲飛機(jī)共22個(gè)型號(hào)，生產(chǎn)總數(shù)1 000余架[6]。各國(guó)現(xiàn)役水陸兩棲飛機(jī)的典型型號(hào)如圖1所示。

圖1 現(xiàn)役水陸兩棲飛機(jī)典型型號(hào)Fig.1 Typical models of active amphibious aircraft

美國(guó)是使水上飛機(jī)從試驗(yàn)品階段邁入實(shí)用品階段的先驅(qū)，如今更多地研制輕型水陸兩棲飛機(jī)，較著名的型號(hào)有LAKE LA-250、LAKE-LA4-200、塞斯納、美人魚等。

日本于20世紀(jì)70年代自行研制列裝了PS-1水上飛機(jī)。21世紀(jì)，在US-1A的基礎(chǔ)上全面升級(jí)，生產(chǎn)了性能更加完備的US-2，它不僅能夠執(zhí)行搜救任務(wù)，還能夠執(zhí)行海上巡邏和反潛等作戰(zhàn)任務(wù)。

俄羅斯在20世紀(jì)成功研制了A-40“信天翁”。2002年，Be-200“牽牛星”雙發(fā)渦扇消防型水陸兩棲飛機(jī)開始批量生產(chǎn)，同時(shí)具備發(fā)展為反潛巡邏型、海上搜救型和客貨運(yùn)輸型的潛力。俄羅斯還研制了Be-103輕型水陸兩棲飛機(jī)和“澳洲野狗”多用途輕型水陸兩棲飛機(jī)。

我國(guó)早在1919年就研制了第一架水上飛機(jī)“甲型一號(hào)”。20世紀(jì)70年代，水轟-5成功首飛。20世紀(jì)80年代初期，航空工業(yè)特種飛行器研究所/通飛研究院自行開發(fā)了A1、A2C系列超輕型水上飛機(jī)，可用于旅游觀光、航空攝影、農(nóng)業(yè)作業(yè)等用途。2010年11月10日，國(guó)內(nèi)首款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的輕型多用途水陸兩棲飛機(jī)——“海鷗300”在石家莊首飛成功。2017年12月，大型特種用途飛機(jī)“鯤龍AG600”翱翔藍(lán)天，成為我國(guó)民航工業(yè)發(fā)展的又一個(gè)里程碑。

2 國(guó)內(nèi)外輕型水陸兩棲飛機(jī)適航要求及對(duì)比分析

對(duì)CCAR-23部和CCAR-25部規(guī)章中針對(duì)水陸兩棲飛機(jī)的條款進(jìn)行總結(jié)歸納，如表1所示，可以看出：兩部規(guī)章在一定程度上缺乏對(duì)水陸兩棲飛機(jī)的適應(yīng)性。

表1 CCAR-23部和CCAR-25部中水陸兩棲飛機(jī)適航條例

鑒于國(guó)內(nèi)同類飛機(jī)適航審定經(jīng)驗(yàn)相對(duì)薄弱，基于美國(guó)FAA、歐洲EASA的23部規(guī)定(括號(hào)內(nèi)數(shù)字為該內(nèi)容在CCAR-23中的條目)中的相關(guān)內(nèi)容，分析輕型水陸兩棲飛機(jī)的具體適航要求。

2.1 國(guó)內(nèi)外輕型水陸兩棲飛機(jī)適航要求的共通點(diǎn)

2.1.1 飛行性能和特性

(1) 對(duì)正常類、實(shí)用類、特技類飛機(jī)，抬前輪速度VR是飛行員做出操縱想使飛機(jī)升離道面或水面的速度。對(duì)水上和水陸兩棲飛機(jī)從水面起飛，VR是在所有合理預(yù)期的條件，包括紊流和臨界發(fā)動(dòng)機(jī)完全失效的情況下，表明安全的速度。(23.51)

(2) 當(dāng)最大質(zhì)量不超過(guò)2 722 kg(6 000 lb)(1 lb=0.453 592 4 kg)的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)式水上和水陸兩棲飛機(jī)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不超過(guò)其最大連續(xù)功率、起落架處于收上位置、襟翼處于起飛位置、爬升速度符合規(guī)定的情況下，該飛機(jī)至少具有6.7%的定常爬升梯度。(23.65)

(3) 水上飛機(jī)和水陸兩棲飛機(jī)，在水面上的任何正常使用速度上，不得有危險(xiǎn)的或不可控制的海豚運(yùn)動(dòng)特性(23.231)，著落時(shí)必須避免大的垂直加速度和水面打轉(zhuǎn)的傾向(23.75)，并且在最大風(fēng)速下保持令人滿意的水上航向穩(wěn)定性和操縱性。(23.233)

(4) 水上飛機(jī)或水陸兩棲飛機(jī)，在滑行、起飛和著水的任何時(shí)候，噴濺不得危險(xiǎn)地模糊駕駛員的視線或損壞螺旋槳或飛機(jī)的其他部件。(23.239)

2.1.2 結(jié)構(gòu)和載荷

(1) 水上飛機(jī)和水陸兩棲飛機(jī)的結(jié)構(gòu)必須根據(jù)在可能遇到的惡劣海上條件下正常運(yùn)行時(shí)很可能出現(xiàn)的任何姿態(tài)，以相應(yīng)的向前和下沉速度起飛和著水過(guò)程中所產(chǎn)生的水載荷進(jìn)行設(shè)計(jì)。(23.521)

(2) 必須在直到設(shè)計(jì)著水質(zhì)量的各種運(yùn)行質(zhì)量下滿足水載荷要求，但在必要條件下必須采用水面設(shè)計(jì)起飛質(zhì)量(水面滑行和起飛滑跑的最大質(zhì)量)。設(shè)計(jì)重心時(shí)需考慮水上飛機(jī)結(jié)構(gòu)每一部分的最大設(shè)計(jì)載荷。(23.523)

(3) 一般起飛情況下，在著水時(shí)，假定水上飛機(jī)的氣動(dòng)升力為水上飛機(jī)重力的 2/3。(23.525)

(4) 水上和水陸兩棲飛機(jī)水面反作用載荷系數(shù)計(jì)算、著水情況水載荷合力計(jì)算、船體和主浮筒底部壓力計(jì)算、框架、龍骨和舭結(jié)構(gòu)壓力分布計(jì)算、輔助浮筒限制載荷的計(jì)算在三部規(guī)定中均相同。(23.527～23.535)

(5) 水上飛機(jī)或水陸兩棲飛機(jī)的每個(gè)主浮筒必須具有比在淡水中承托該飛機(jī)最大質(zhì)量所需該浮筒浮力大80%的浮力，并有足夠的水密隔艙來(lái)合理保證在任一主浮筒的任何兩個(gè)隔艙注滿水時(shí)，水上飛機(jī)和水陸兩棲飛機(jī)仍能浮在水面上而不傾覆。每個(gè)主浮筒必須具有不少于4個(gè)體積大致相等的水密隔艙。(23.751)

(6) 最大質(zhì)量等于或大于680 kg(1 500 lb)的船體式水上飛機(jī)或水陸兩棲飛機(jī)，其船體必須有水密隔艙。對(duì)于最大質(zhì)量等于或大于2 268 kg(5 000 lb)的飛機(jī)，其設(shè)計(jì)和安排應(yīng)使船體輔助浮筒和氣囊(假如使用氣囊)能在任何兩個(gè)相鄰的水密隔艙注滿水時(shí)保持飛機(jī)漂浮在淡水中而不傾覆；對(duì)于最大質(zhì)量為680 kg(1 500 lb)直到(但不包括)2 268 kg(5 000 lb)的飛機(jī)，其設(shè)計(jì)和安排應(yīng)使船體輔助浮筒和氣囊(假如使用氣囊)能在任何單個(gè)水密隔艙注滿水時(shí)保持飛機(jī)漂浮在淡水中而不傾覆。(23.755)

(7) 輔助浮筒的安排必須保證當(dāng)其全部浸沒(méi)在淡水中所提供的恢復(fù)力矩，至少為水上飛機(jī)或水陸兩棲飛機(jī)傾斜時(shí)產(chǎn)生的傾覆力矩的1.5倍。

2.1.3 航電系統(tǒng)

水上飛機(jī)或水陸兩棲飛機(jī)所需要的每個(gè)停泊燈的安裝必須在大氣潔凈的夜間至少能夠在3.2 km(2 nmile)(1 nmile=1.852 km)的距離內(nèi)顯示白光，且當(dāng)該飛機(jī)在水上停泊或漂泊時(shí)，應(yīng)盡可能顯示最大無(wú)間斷的燈光?？梢允褂猛獠康鯚簟?23.1399)

2.2 國(guó)內(nèi)外輕型水陸兩棲飛機(jī)適航要求的差異

2.2.1 CS-23

(1) 評(píng)估水上或水陸兩棲飛機(jī)的著陸特性并確定著陸距離時(shí)，著陸點(diǎn)距離是指飛機(jī)以每小時(shí)5.6 km(3 kn)(1 kn=1 nmile/h=0.514 444 m/s)的速度降落的距離，而不是對(duì)陸基飛機(jī)而言的，從著陸點(diǎn)上方15 m(50 ft)(1 ft=0.304 8 m)的飛行路徑上的某一點(diǎn)到飛機(jī)完全停穩(wěn)的水平距離[7]。(23.75)

(2) 評(píng)估水上或水陸兩棲飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性和操縱性時(shí)，應(yīng)該在適用于該飛機(jī)的各種跑道上、盡可能多的不同的水面條件下，起飛、滑行和著陸，直到確定該飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱性下的最大浪高[7]。(23.231)

(3) 水陸兩棲飛機(jī)應(yīng)具備適當(dāng)?shù)暮较蚍€(wěn)定性和操縱性，可從水中滑行至陸上設(shè)施，反之亦然，除非無(wú)需這種操作[7]。(23.233)

(4) 具有反推系統(tǒng)的飛機(jī)，應(yīng)該確定在水上飛機(jī)的正常水上操作條件下，飛行員的視野不會(huì)因?yàn)榉聪驓饬鞯膰娚涠：瑢?dǎo)致危險(xiǎn)[7]。(23.933)

(5) 對(duì)于單發(fā)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的船體式水上飛機(jī)，通過(guò)順風(fēng)滑行評(píng)估其冷卻性能時(shí)，該飛機(jī)應(yīng)以高于步速9.3 km/h(5 kn)的速度滑行至少10 min。每隔1 min記錄冷卻數(shù)據(jù)[7]。(23.1047)

2.2.2 FAR-23

FAR-23部第五修正案于2017年8月30日生效，在此之前，F(xiàn)AR-23部與我國(guó)CCAR-23部對(duì)水陸兩棲飛機(jī)的適航要求基本一致，但此后FAR-23部不僅取消了實(shí)用類、特技類和通勤分類，而且將大部分細(xì)則從適航法規(guī)中移除，加入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，其中就包括水陸兩棲飛機(jī)的一些條目。目前，與CCAR-23相比，F(xiàn)AR-23中只列出了定常爬升梯度(23.2120)、浮筒浮力要求(23.2310)和航行燈光(23.2530)三方面的水陸兩棲飛機(jī)相關(guān)規(guī)定[8]。

2.3 現(xiàn)有適航標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)及不足

FAR-23和CS-23均特別規(guī)定了水陸兩棲飛機(jī)在飛行性能和載荷方面的適航要求。相比于FAR-23，CS-23涵蓋水陸兩棲飛機(jī)的條目較多，提出了該類飛機(jī)額外的在起飛距離、起飛速度、水面縱向和航向穩(wěn)定性、滑行穩(wěn)定性、噴濺特性和反推氣流噴射安全性方面的要求。通過(guò)對(duì)比分析，可知：

(1) 在飛行特性方面，現(xiàn)有的適航規(guī)定僅對(duì)起飛、著陸的極端危險(xiǎn)情況予以避免，但飛行性能標(biāo)準(zhǔn)中的大部分參數(shù)是按照陸基飛機(jī)的工作情況定義的，如起飛滑跑距離、起飛航跡、著陸進(jìn)場(chǎng)速度、著陸距離等。在地面狀況由硬質(zhì)地面變?yōu)榫哂幸欢L(fēng)浪的水面時(shí)，適航參數(shù)的種類和定義如果不作改變，將不能適用于水面驗(yàn)證。

(2) 現(xiàn)有的輕型水陸兩棲飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和載荷方面的適航標(biāo)準(zhǔn)最為系統(tǒng)和完整，該部分針對(duì)水陸兩棲飛機(jī)的船體、浮筒、水密艙提出了適航要求，其中主浮筒的設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性驗(yàn)證方法也較為成熟[9]，還包括了針對(duì)該類飛機(jī)的不同任務(wù)模式(三種斷階著水情況)下載荷的詳細(xì)數(shù)值分析過(guò)程[10]。但規(guī)定仍然缺少該類飛機(jī)特有的零件與系統(tǒng)(如水面轉(zhuǎn)向系統(tǒng))的相關(guān)適航要求。

(3) 在航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，現(xiàn)有適航規(guī)定鮮少區(qū)分陸基和水上飛機(jī)的航電控制系統(tǒng)，未注重水陸兩棲飛機(jī)執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí)面臨的復(fù)雜情況，如駕駛艙告警系統(tǒng)的欠缺考量可能會(huì)對(duì)該類飛機(jī)的安全性造成極大影響。

3 對(duì)我國(guó)輕型水陸兩棲飛機(jī)適航審定標(biāo)準(zhǔn)的修訂建議

3.1 起飛特性

現(xiàn)有的23部法規(guī)均采用起飛抬前輪速度(VR)來(lái)制定一個(gè)安全且標(biāo)準(zhǔn)化的程序，VR則由最小定常飛行速度VS1和地面最小操縱速度VMCG共同確定。但是在實(shí)際應(yīng)用中，水陸兩棲飛機(jī)水上起飛的情況與陸基飛機(jī)在跑道上起飛的情況有很大不同：一是飛機(jī)在水面上起飛時(shí)受到靜浮力、水動(dòng)力、氣動(dòng)力等力和力矩的復(fù)雜作用，這些力和力矩會(huì)隨著飛機(jī)速度和姿態(tài)的改變發(fā)生巨大變化，造成飛機(jī)起飛過(guò)程中的縱向不穩(wěn)定，因此飛機(jī)在水面起飛時(shí)具有一個(gè)與速度和姿態(tài)相關(guān)的穩(wěn)定區(qū)域[11]，如圖2所示，水陸兩棲飛機(jī)的水面最小操縱速度主要受飛機(jī)穩(wěn)定上邊界限制，一旦超出限制，飛機(jī)便會(huì)出現(xiàn)彈跳、海豚運(yùn)動(dòng)等危險(xiǎn)動(dòng)作；二是飛機(jī)從水面起飛時(shí)不存在抬前輪的動(dòng)作，飛行員通過(guò)操縱升降舵使飛機(jī)在不發(fā)生“海豚運(yùn)動(dòng)”的情況下改變飛機(jī)姿態(tài)，從而順利升空，在23部中表述為“是在所有合理預(yù)期的條件包括紊流和臨界發(fā)動(dòng)機(jī)完全失效的情況下表明安全的速度”。

圖2 水陸兩棲飛機(jī)水面縱向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定邊界示意圖Fig.2 Diagram of stability boundary of surface longitudinal movement of amphibious aircraft

由此可見，現(xiàn)有的以VR為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化程序并不適用于水陸兩棲飛機(jī)的適航驗(yàn)證。應(yīng)針對(duì)水陸兩棲飛機(jī)從水上起飛的特點(diǎn)制定符合性適航標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)起飛速度，適航規(guī)定里應(yīng)以最小定常速度VS1或起飛速度VMC為參考，完善對(duì)水陸兩棲飛機(jī)在水面起飛過(guò)程的水面最小操縱速度VMCW和抬前輪速度VR的規(guī)定，進(jìn)而完善飛機(jī)的起飛安全速度V2、參考著陸進(jìn)場(chǎng)速度VREF、加速-停止距離的定義，使其同樣適用于飛機(jī)水上起飛的情況。

3.2 水面轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

水舵操縱系統(tǒng)是水上飛機(jī)用來(lái)控制水上航向的系統(tǒng)，主要靠操縱水舵來(lái)獲得水中的操縱力以在水面保持或改變航向[12]。水舵一般安裝在船體式飛機(jī)的底面尾部，由一根轉(zhuǎn)軸控制，飛行員通過(guò)蹬動(dòng)駕駛艙內(nèi)的腳蹬實(shí)現(xiàn)水舵的偏轉(zhuǎn)，從而操縱航向。某型飛機(jī)水舵操縱系統(tǒng)連接原理如圖3所示，水舵與航電系統(tǒng)、機(jī)械作動(dòng)系統(tǒng)相連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)水上機(jī)動(dòng)的控制。此系統(tǒng)的典型機(jī)型包括俄羅斯的Be-200多用途水陸兩棲飛機(jī)和國(guó)產(chǎn)水轟-5水上飛機(jī)。

圖3 某型飛機(jī)水舵操縱系統(tǒng)連接示意圖Fig.3 Diagram of water rudder control system of a certain type of aircraft

目前CCAR-23部中尚無(wú)針對(duì)水舵操縱系統(tǒng)的適航條款，因此建議增加水舵操縱系統(tǒng)的符合性適航要求，包括但不限于水舵操作要求，水舵與航電系統(tǒng)，機(jī)械操作系統(tǒng)交聯(lián)規(guī)定，水面操縱性能要求，水舵中立位置告警，水舵失效要求等。

3.3 密封和腐蝕防護(hù)

復(fù)合材料在小型水上飛機(jī)上的應(yīng)用十分廣泛，全復(fù)合材料的小型水上飛機(jī)并不少見。水陸兩棲飛機(jī)的工作環(huán)境較為惡劣：飛機(jī)在水面滑行取水或著水時(shí)，船體直接浸泡在水中，密封性能若較差將導(dǎo)致海水腐蝕機(jī)身和機(jī)體內(nèi)部[13]；飛機(jī)執(zhí)行滅火任務(wù)時(shí)，處于火場(chǎng)的高溫空氣上方，機(jī)身易受高溫影響；飛機(jī)在高濕度的環(huán)境中長(zhǎng)期工作，也加重了材料的腐蝕，故而飛機(jī)的復(fù)合材料必須滿足腐蝕防護(hù)和密封設(shè)計(jì)要求[14]。

在現(xiàn)有的23部規(guī)定中，“結(jié)構(gòu)保護(hù)”條目(23.609)指出，結(jié)構(gòu)零件應(yīng)有適當(dāng)保護(hù)、通風(fēng)排水，以防止使用中由于氣候、腐蝕等原因而引起性能降低或強(qiáng)度喪失；“結(jié)構(gòu)的損傷容限和疲勞評(píng)定”條目(23.573)提到了復(fù)合材料機(jī)體結(jié)構(gòu)的損傷評(píng)定，包括腐蝕引起的損傷擴(kuò)展率。

目前我國(guó)已有針對(duì)輕型水陸兩棲飛機(jī)的結(jié)構(gòu)密封防水和排水設(shè)計(jì)[15]，包括結(jié)合面、填角、縫隙密封防水方法和緊固件濕安裝方法等，并通過(guò)了水密試驗(yàn)驗(yàn)證，符合適航規(guī)定的要求，但現(xiàn)有適航規(guī)定中仍缺少水陸兩棲飛機(jī)結(jié)構(gòu)和材料的防腐蝕性能、抗高溫性能、密封性能的具體設(shè)計(jì)要求、工藝質(zhì)量要求以及相關(guān)的零件安裝要求，這將在很大程度上影響水陸兩棲飛機(jī)的研發(fā)與維護(hù)。

3.4 航電系統(tǒng)

目前通用飛機(jī)的駕駛艙儀表布置和告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝多是針對(duì)常規(guī)陸基飛機(jī)而言的，當(dāng)水陸兩棲飛機(jī)在執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí)，不匹配的告警系統(tǒng)可能產(chǎn)生混亂。例如，水陸兩棲飛機(jī)進(jìn)行森林滅火或水上救援時(shí)，因?yàn)轱w行高度過(guò)低，可能觸發(fā)地形告警、拉起告警等；當(dāng)飛機(jī)在水上滑行、停泊時(shí)，觸發(fā)起落架收起告警、水密艙進(jìn)水告警等，這些系統(tǒng)信息會(huì)嚴(yán)重干擾飛行員對(duì)飛機(jī)情況的判斷，影響飛行安全。

CCAR-23部第23.1309條“設(shè)備、系統(tǒng)及安裝”中規(guī)定：當(dāng)系統(tǒng)和有關(guān)部件在單獨(dú)考慮以及與其他系統(tǒng)一起考慮時(shí)，“必須提供警告信息提醒機(jī)組注意系統(tǒng)的不安全工作情況并能使機(jī)組采取相應(yīng)的糾正動(dòng)作。系統(tǒng)、操縱器件以及有關(guān)的監(jiān)視和警告裝置的設(shè)計(jì)必須將可能產(chǎn)生附加危險(xiǎn)的機(jī)組失誤減至最小”。這說(shuō)明如果告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念不明確、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則不統(tǒng)一、設(shè)計(jì)流程方法可操作性不強(qiáng)，對(duì)駕駛安全有害無(wú)益。

目前各國(guó)的23部規(guī)定中還沒(méi)有出現(xiàn)對(duì)水陸兩棲飛機(jī)告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的補(bǔ)充規(guī)定，也缺少響應(yīng)的驗(yàn)證方法，但一個(gè)適合水陸兩棲飛機(jī)的、能對(duì)復(fù)雜任務(wù)環(huán)境做出準(zhǔn)確判斷和智能分析的駕駛艙告警系統(tǒng)是未來(lái)該類通用飛機(jī)不可或缺的一部分。以降落構(gòu)型告警系統(tǒng)為例：如果水陸兩棲飛機(jī)在襟翼和油門都處于進(jìn)場(chǎng)位置降落時(shí)，起落架未全部放下并上鎖，告警系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行陸上降落告警；起落架并未完全收上到位并上鎖，或水舵處于未回中位置，告警系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行水上降落告警[16]。告警系統(tǒng)可通過(guò)情況選擇開關(guān)進(jìn)行控制，如圖4所示。

圖4 水陸兩棲飛機(jī)模式選擇告警系統(tǒng)示意圖Fig.4 Diagram of alternative modes alarm system of amphibious aircraft

此外，水陸兩棲飛機(jī)要完成水上救援和森林滅火任務(wù)，則必須在駕駛艙操作面板上加裝額外的操縱與顯示器件，例如水舵操縱開關(guān)、投水滅火開關(guān)、投水量實(shí)時(shí)顯示、水密艙滲漏水液位監(jiān)控顯示等，此時(shí)操作面板的布局設(shè)計(jì)會(huì)更加困難。如果信息集成度較差，駕駛員受到的干擾會(huì)很強(qiáng)，極大地影響飛行安全，因此新的適航規(guī)定中應(yīng)針對(duì)該類飛機(jī)的用途提出更加全面的航電系統(tǒng)適航要求。

4 結(jié) 論

(1) 在適航規(guī)定的飛行性能中，一部分與地面狀況有關(guān)的性能參數(shù)沒(méi)有考慮水面的特殊情況，飛機(jī)的水上操縱性沒(méi)有定量的標(biāo)準(zhǔn)描述，應(yīng)根據(jù)水陸兩棲飛機(jī)的實(shí)際起飛情況在規(guī)定中完善此類要求。

(2) 在適航規(guī)定的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中，缺少水陸兩棲飛機(jī)特有的一些機(jī)構(gòu)和零件的適航評(píng)定，而此類機(jī)構(gòu)和零件至關(guān)重要，若出現(xiàn)問(wèn)題，則可能對(duì)飛行安全造成極大影響。

(3) 在適航規(guī)章的航電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中，現(xiàn)有的規(guī)定缺少水陸兩棲飛機(jī)因?yàn)槠涮囟ㄓ猛竞凸δ芩鲈O(shè)的儀表或電氣系統(tǒng)和設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)與限制，要完善這方面的系統(tǒng)規(guī)定，很可能要打破目前的駕駛艙操縱面板的設(shè)計(jì)和電子設(shè)備布線模式。

此外，針對(duì)輕型水陸兩棲飛機(jī)的適航要求仍存在適航驗(yàn)證與審定難以完成的問(wèn)題，適航驗(yàn)證無(wú)法做到全面模擬飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)時(shí)的環(huán)境請(qǐng)況，如森林大火等；其余適航驗(yàn)證試驗(yàn)則可能缺少相應(yīng)的試驗(yàn)方法或技術(shù)支持，如復(fù)合材料防腐蝕性能驗(yàn)證等。