民機駕駛艙排煙MOC6符合性驗證方法研究

趙利利 曹煜國

摘要：民機適航審定過程中，需要對駕駛艙排煙能力進行符合性驗證，鑒于此，在介紹CCAR25-R4部25.831（d）條款的基礎(chǔ)上，對民機駕駛艙排煙符合性驗證方法MOC6進行研究，建立了相應(yīng)的民機駕駛艙排煙試飛要求和方法，對后續(xù)型號試飛有一定的參考和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：駕駛艙排煙;MOC6;適航驗證;飛行試驗

0? ? 引言

近年來，新聞報道中多次出現(xiàn)民用航班在運行過程中出現(xiàn)火情或者煙霧的現(xiàn)象，僅2019年，就有多起民航客機在運行過程中起火冒煙的事故發(fā)生。飛機起火冒煙會給機上的乘員造成不適和恐慌，若煙氣進入到客艙或駕駛艙內(nèi)部，飛機駕駛艙中出現(xiàn)煙霧，不僅影響飛行員視界危及飛行安全，而且煙霧中所含的有害成分會對機組和乘客產(chǎn)生致命傷害。為了保障旅客和機組的生命安全，中國民航系統(tǒng)制定了非常完善的防范和應(yīng)急處置措施，確保在客機著火或出現(xiàn)煙霧時，機組可以采取有效的措施，及時排出煙霧，最大程度地減小安全隱患。因此，民用飛機在設(shè)計時，就應(yīng)考慮到飛機艙室排煙能力，并對其排煙能力進行試驗驗證。

《運輸類飛機適航標準》（CCAR25-R4部）25.831（d）條款明確要求“如果在駕駛艙區(qū)域有合理可能積聚危險數(shù)量的煙，則必須能在完全增壓的情況下迅速排煙，而減壓不超出安全限度”[1]。因此，在民機適航審定過程中，需要對駕駛艙排煙進行驗證。民機適航條款的符合性驗證方法有很多種，本文僅針對民機駕駛艙排煙符合性方法驗證MOC6方法研究。

1? ? 適航條款分析

CCAR是China Civil Aviation Regulations的縮寫，意為“中國民航規(guī)章”，是中國民航自己的法規(guī)?，F(xiàn)有的法規(guī)有很多部，僅與安全相關(guān)的民航法規(guī)就多達70多部。CCAR25部是申請或更改運輸類飛機型號合格證的申請人必須滿足的最低安全標準。隨著多年的不斷發(fā)展和完善，現(xiàn)行有效的CCAR25-R4部共包括適航條款395條，根據(jù)適用性的不同，主要可以分為普遍適用條款和非普遍適用條款兩大類。對于普遍適用條款而言，要求所有型號均必須滿足條款的要求，而對于非普遍適用條款而言，需要根據(jù)飛機的設(shè)計特點，制定相應(yīng)的專業(yè)條件。

CCAR25-R4部831條是對飛機艙內(nèi)通風(fēng)的基本要求，是一種普通適用條款。該條款制定的主要目的是確保飛機具有對人體無害的艙內(nèi)環(huán)境條件，主要包括對溫度、濕度、人均新鮮供氣量、污染氣體濃度以及駕駛艙排煙能力的要求。其中25.831（d）條主要是針對飛機艙室的煙霧排放要求，制定該條的主要目的是，保證在駕駛艙在出現(xiàn)煙霧后，飛機具備快速排煙的能力，防止飛行員因窒息或喪失駕駛艙視界，失去判斷艙外情況的能力，從而造成影響飛行安全的事故發(fā)生。

根據(jù)起火方式和階段的不同，飛機出現(xiàn)火災(zāi)或煙霧事故主要分為三種類型：第一類是飛行中失火，即在飛行過程中，由于發(fā)生機械故障、電子電氣元件短路、過載燃燒或遭遇其他意外而使飛機失火;第二類是毀機失火，即飛機失事墜地、迫降不成功或著陸時沖出跑道而引發(fā)火災(zāi)或煙霧;第三類是地面失火，主要是飛機在地面停放或維修時發(fā)生火災(zāi)。25.831（d）條對駕駛艙排煙能力的要求，針對的是整個飛行過程中，也即飛行的各個階段，駕駛艙應(yīng)該有合理的排煙措施，當駕駛艙可能聚積危險數(shù)量的煙霧時，能夠迅速將煙霧排出，同時還不能影響座艙壓調(diào)系統(tǒng)的正常調(diào)節(jié)，在安全限制內(nèi)，允許采取減壓的方式排除駕駛艙和客艙內(nèi)的煙霧。參考咨詢通告AC25-9A的相關(guān)資料，駕駛艙排煙適航驗證的目的是確定標準狀況下煙霧排除程序的能力。因此，在駕駛艙排煙能力的適航審定過程中，需要選擇合適的符合性方法表明對于條款25.831（d）條的符合性。

2? ? 符合性方法選取

2.1? ? 符合性方法分類

民用飛機適航審定過程中，需要采用不同的說明和驗證方法獲得所需的證據(jù)資料向?qū)彶榉奖砻鳟a(chǎn)品對于適航條款的符合性，這些方法都稱為符合性驗證方法（簡稱“符合性方法”）。根據(jù)審查經(jīng)驗并借鑒國外管理經(jīng)驗，基于實施的符合性工作類型，符合性驗證方法一般分為四大類：工程評審、試驗、檢查和設(shè)備鑒定。進一步細化這四類方法，最終形成了常用的、經(jīng)實踐檢驗的、適航部門認可的十種符合性驗證方法[2]。這十種符合性驗證方法都被賦予了相應(yīng)的代碼，具體如表1所示。

2.2? ? 符合性方法選取

對于十種符合性方法來說，MOC6是專門針對飛行試驗的符合性方法，該方法是通過飛機在空中進行飛行試驗來驗證有關(guān)設(shè)計對于相關(guān)適航條款的符合性。在適航條款明確要求或者其他方法無法充分演示對條款的符合性時，選擇試驗MOC6方法進行符合性驗證。

針對駕駛艙排煙適航驗證，25.831（d）條款明確規(guī)定了駕駛艙區(qū)域排煙要求的驗證方法和指標要求。通過駕駛艙煙霧擴散規(guī)律以及駕駛艙排煙流場計算分析等理論分析方法，能夠?qū)︸{駛艙排煙能力的符合性進行驗證。但是，鑒于煙霧流動及擴散的復(fù)雜性，采用理論分析的方法時，計算模型選擇與計算結(jié)果密切相關(guān)，計算模型錯誤會直接導(dǎo)致計算結(jié)果的不可信。而且，在理論計算過程中，可能存在大量的假設(shè)和簡化，使得計算結(jié)果與真實的駕駛艙排煙能力間存在一定的偏差。因此，僅采用理論分析和計算的方法，難以充分表明駕駛艙排煙能力的符合性。

此外，條款中要求在進行駕駛艙排煙的過程中，還不能影響座艙壓調(diào)系統(tǒng)的正常調(diào)節(jié)，在安全限制內(nèi)，允許采取減壓的方式排除駕駛艙和客艙內(nèi)的煙霧。由于駕駛艙及客艙壓調(diào)系統(tǒng)的特點，采用地面試驗或者其他符合性方法無法模擬艙內(nèi)座艙壓調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)狀態(tài)，因此無法充分表明駕駛艙排煙過程中是否會對座艙壓調(diào)系統(tǒng)的正常調(diào)節(jié)產(chǎn)生不利影響。同時，若設(shè)計過程中，選擇使用減壓的方式排出駕駛艙和客艙內(nèi)煙霧，除MOC6方法外，其他方法也不能演示減壓排放的方式，因此咨詢通告AC25-9A中也建議選擇飛行試驗來表明駕駛艙排煙能力對條款的符合性。

因此，在進行駕駛艙排煙能力符合性驗證過程中，必須采用MOC6方法，也就是飛行試驗方法，對駕駛艙排煙能力的適航符合性進行驗證，才能客觀全面地表明飛機駕駛艙排煙的速率的符合性以及排煙程序的正確性。同時，還可對理論計算模型進行驗證，提高理論計算分析的精度和可信度。采用飛行試驗進行符合性驗證的過程中，還可以對駕駛艙排煙過程中排煙程序的正確性、座艙壓調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)、減壓方式排煙能力等進行充分驗證，可以充分對駕駛艙排煙能力的符合性進行說明。

3? ? 試驗驗證要求和方法

3.1? ? 試驗要求

飛行中進行排煙試驗的目的是證實飛行機組應(yīng)急程序和通風(fēng)系統(tǒng)能夠除去濃煙，并且表明使用應(yīng)急程序時，能以合理的速度排煙，這是定性和定量的要求。定性的要求指飛行機組可以通過使用應(yīng)急程序和飛機自身的通風(fēng)系統(tǒng)將駕駛艙內(nèi)的濃煙排出機外;定量的要求是指使用排煙程序時，駕駛艙內(nèi)的濃煙可以在一定時間內(nèi)排出機外。因此，駕駛艙排煙飛行試驗時需要對駕駛艙排煙的應(yīng)急程序以及排煙速率進行充分的驗證。

3.2? ? 試驗方法

根據(jù)駕駛艙排煙飛行試驗的目的和要求，在飛行中利用發(fā)煙設(shè)備模擬出煙霧，通過發(fā)煙設(shè)備產(chǎn)生的大量煙霧，驗證駕駛艙的煙霧排放能力。典型的駕駛艙排煙試飛方法如下：

（1）關(guān)閉駕駛艙艙門和窗戶，駕駛員及機上人員佩戴具有防護作用的氧氣面罩。

（2）打開煙霧發(fā)生器按鈕直至駕駛艙產(chǎn)生大量煙霧，當駕駛艙儀表板開始模糊時，停止發(fā)煙;啟動排煙程序，艙內(nèi)煙霧需在3 min內(nèi)排出，殘存的煙霧不會對飛行員的正常操作造成干擾。

（3）盡管條款沒有強制要求，但如果申請人希望證明飛機具有對持續(xù)煙霧的排煙能力，則煙霧發(fā)生器應(yīng)該進行持續(xù)發(fā)煙，在持續(xù)發(fā)煙時，機組要注意防護。

由于25.831條款允許在安全限制內(nèi)，采用減壓的方法來排除駕駛艙和客艙內(nèi)的煙霧，因此，部分飛機制造商制定了類似的輔助排煙程序。試驗表明，這些輔助方法在部分型號中的效果非常有效，因此，適航審定過程中，在飛行試驗時，應(yīng)對這些輔助排煙程序的有效性進行驗證，確認程序是否有效。

4? ? 結(jié)語

基于對駕駛艙排煙能力的適航驗證要求的分析，在進行民用飛機駕駛艙排煙能力符合性驗證過程中，應(yīng)采用飛行試驗驗證的方法來表明對條款的符合性。在進行飛行試驗時，需要對駕駛艙排煙能力進行定性和定量的驗證，以充分表明飛行手冊中應(yīng)急火災(zāi)和煙霧程序能夠提供有效措施，以可接受的速率排出駕駛艙的濃煙;同時，該試驗也應(yīng)該表明機組人員可以使用這些排煙程序，而不會引起任何額外的危險。

[參考文獻]

[1] 中國民用航空總局.運輸類飛機適航標準：CCAR-25-R4[S]，2016.

[2] 曹繼軍，張越梅，趙平安.民用飛機適航符合性驗證方法探討[J].民用飛機設(shè)計與研究，2008（4）：37-41.

收稿日期：2020-01-14

作者簡介：趙利利（1987—），女，寧夏銀川人，工程師，主要從事飛機環(huán)境控制系統(tǒng)的試飛研究工作。

曹煜國（1986—），男，山西朔州人，工程師，主要從事飛機環(huán)控與熱管理試飛技術(shù)研究工作。