民用飛機試飛驗證過程中試飛限制的應(yīng)用研究

楊 飛 王德貴 宮冠吉

（上海飛機設(shè)計研究院，上海 201210）

0 引言

民用飛機型號取證需要大量的試飛活動進(jìn)行支持[1]。研制期間，試飛驗證過程中試飛飛機由于某些系統(tǒng)構(gòu)型差異/偏離、相關(guān)前置試驗未完成、試驗/試飛問題等使得試飛飛機所達(dá)到的功能狀態(tài)和取證構(gòu)型要求的功能有差異，造成功能缺失或性能降級。 為保證試飛飛行安全，需在經(jīng)系統(tǒng)安全性評估不影響試驗/試飛安全后， 通過制定有別于設(shè)計構(gòu)型飛機飛行手冊的臨時限制、補充操作和相關(guān)說明作為試飛機組操作試飛飛機繼續(xù)進(jìn)行試驗/試飛任務(wù)的飛行依據(jù)之一， 并根據(jù)實際情況逐步放開限制，以支持相應(yīng)的試飛科目。

1 條款要求

飛機飛行手冊中包含了使用限制，飛機飛行手冊是型號合格證審定要求的技術(shù)資料之一，需經(jīng)中國民用航空局(CAAC)[2]批準(zhǔn)。

1.1 CCAR 25.1583 條款要求

使用限制部分旨在提供適用于飛機的使用限制，包括批準(zhǔn)的運行類型、最小飛行機組、使用高度、飛機構(gòu)型、機動限制載荷系數(shù)、重量和載重分布、噪聲、空速和馬赫數(shù)限制、動力裝置限制、其他安全運行所必需的限制信息。

試飛限制是基于條款要求專門制定的試驗飛機試飛過程中的臨時試飛限制、補充操作和相關(guān)說明。

1.2 試飛限制的編制要求

試飛限制應(yīng)以各系統(tǒng)狀態(tài)為輸入，綜合考慮各系統(tǒng)狀態(tài)的協(xié)調(diào)性和一致性，并統(tǒng)籌考慮飛機一般限制和試飛氣象環(huán)境條件限制，編寫試飛限制文件。 涉及系統(tǒng)包括： 試飛限制應(yīng)隨著各系統(tǒng)狀態(tài)及時更新，并確保每一次飛行前完成了必要的文件更新。

1.3 試飛限制的使用原則

試飛限制是有別于設(shè)計構(gòu)型飛機飛行手冊的臨時限制、補充操作和相關(guān)說明。試飛限制的使用原則如下：

（1）試飛限制內(nèi)容僅限于單架試飛飛機在試飛期間的某個時間段使用；

（2）試飛限制適用于民用飛機試飛的各階段（研發(fā)試飛、表明符合性試飛和審定試飛），內(nèi)容隨著構(gòu)型狀態(tài)、試驗驗證情況而變化[5]；

（3）試飛限制所涉及內(nèi)容僅限于試飛機組操作飛機時所需的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，不應(yīng)包括機務(wù)等其他人員操作飛機的限制內(nèi)容；

（4）試驗試飛期間，若其他設(shè)計構(gòu)型飛機飛行手冊與試飛限制存在內(nèi)容沖突，應(yīng)以試飛限制內(nèi)容為準(zhǔn)。

2 案例分析

以試飛限制中運行限制——雨天氣象飛行的運行限制的制定和放開為例。

2.1 場景分析

評估飛機是否能夠在雨天進(jìn)行試驗試飛，分析飛機在雨天飛行的場景，梳理雨天下飛行場景的功能需求，確定各需求對應(yīng)的系統(tǒng)/專業(yè)，再評估分析各系統(tǒng)/專業(yè)的功能構(gòu)型到位情況以判斷是否能實現(xiàn)對應(yīng)場景下的功能。

飛機試驗飛行分為滑跑、起飛、爬升、巡航、下降和進(jìn)近著陸，共涉及性能、剎車、風(fēng)擋雨刷/加熱等12項專業(yè)/系統(tǒng)。

序號 階段 場景 功能需求 涉及專業(yè)/系統(tǒng)1飛行濕跑道滑跑 加速停止距離 性能2機輪防滑功能 剎車滑跑3雨天影響視界 風(fēng)擋雨刷/除霧 風(fēng)擋雨刷/加熱4降水進(jìn)入發(fā)動機 吞水、連續(xù)點火 動力裝置5降水進(jìn)入機體 結(jié)構(gòu)氣密性 結(jié)構(gòu)6降水進(jìn)去大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)傳感器 傳感器排水/加熱 大氣數(shù)據(jù)7雨天影響視界 風(fēng)擋雨刷/除霧 風(fēng)擋雨刷/加熱8降水進(jìn)入發(fā)動機 吞水、連續(xù)點火 動力裝置9降水進(jìn)入機體 結(jié)構(gòu)氣密性 結(jié)構(gòu)10 降水進(jìn)去大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)傳感器 傳感器排水/加熱 大氣數(shù)據(jù)11起飛意外遭遇結(jié)冰提供結(jié)冰信號 結(jié)冰探測12 風(fēng)擋除冰 風(fēng)擋加熱13 機翼除冰 機翼防冰14 短艙除冰 短艙防冰15 意外遭遇閃電 閃電防護 E3 16 意外遭遇惡劣氣象 氣象雷達(dá) 綜合監(jiān)視17遭遇結(jié)冰巡航提供結(jié)冰信號 結(jié)冰探測18 風(fēng)擋除冰 風(fēng)擋加熱19 機翼除冰 機翼防冰20 短艙除冰 短艙防冰21 意外遭遇閃電 閃電防護 E3 22 意外遭遇惡劣氣象 氣象雷達(dá) 綜合監(jiān)視23雨天影響視界 風(fēng)擋雨刷/除霧 風(fēng)擋雨刷/加熱24 降水進(jìn)入發(fā)動機 吞水、連續(xù)點火 動力裝置25 降水進(jìn)入機體 結(jié)構(gòu)氣密性 結(jié)構(gòu)26 降水進(jìn)去大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)傳感器 傳感器排水/加熱 大氣數(shù)據(jù)27下降提供結(jié)冰信號 結(jié)冰探測意外遭遇結(jié)冰28 風(fēng)擋除冰 風(fēng)擋加熱29 機翼除冰 機翼防冰30 短艙除冰 短艙防冰31 意外遭遇閃電 閃電防護 E3 32 意外遭遇惡劣氣象 氣象雷達(dá) 綜合監(jiān)視33濕跑道滑跑 加速停止距離 性能34 機輪防滑功能 剎車35 能見度降低 儀表著陸 導(dǎo)航36 雨天影響視界 風(fēng)擋雨刷/除霧 風(fēng)擋雨刷/加熱37 降水進(jìn)入發(fā)動機 吞水、連續(xù)點火 動力裝置38 降水進(jìn)入機體 結(jié)構(gòu)氣密性 結(jié)構(gòu)進(jìn)近著陸

序號 階段 場景 功能需求 涉及專業(yè)/系統(tǒng)飛行39 降水進(jìn)去大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)傳感器 傳感器排水/加熱 大氣數(shù)據(jù)40意外遭遇結(jié)冰提供結(jié)冰信號 結(jié)冰探測41 風(fēng)擋除冰 風(fēng)擋加熱42 機翼除冰 機翼防冰43 短艙除冰 短艙防冰

2.2 風(fēng)擋雨刷對雨天飛行限制的影響

CCAR25.773(b)(1)條款要求：“降水情況下飛機必須具有措施使風(fēng)擋在降水過程中保持有一個清晰的部分，足以使兩名駕駛員在飛機各種正常姿態(tài)下沿飛行航跡均有充分寬闊的視界”。因此，試飛飛機在雨天飛行需風(fēng)擋雨刷功能。

（1）一般而言，民用飛機風(fēng)擋雨刷系統(tǒng)部件包括馬達(dá)轉(zhuǎn)換器、雨刷刃和雨刮臂，每一個部件均需要通過MOC9（設(shè)備合格性）試驗，相應(yīng)的系統(tǒng)鑒定試驗報告需報請局方批準(zhǔn)。

（2）設(shè)備在裝機前需進(jìn)行臺架集成試驗并撰寫對應(yīng)報告表明風(fēng)擋雨刷系統(tǒng)功能正常。

（3）裝機后需根據(jù)制定的系統(tǒng)機上功能試驗進(jìn)行地面機上功能試驗，以表明風(fēng)擋雨刷功能正常。

（4）飛行試驗是檢驗系統(tǒng)功能最直觀可靠的方式，通過制定相應(yīng)的試飛要求，試飛大綱，試飛任務(wù)單，通過飛行試驗評估風(fēng)擋雨刷在真實應(yīng)用場景的功能有效性和可靠性。 根據(jù)試飛機組的講評意見，對風(fēng)擋雨刷功能能夠支持雨天氣象條件下飛行進(jìn)行界定。

2.3 雨天氣象條件下的運行限制

經(jīng)過對雨天飛行所需的技術(shù)條件和飛機當(dāng)前機上功能構(gòu)型狀態(tài)（包括設(shè)計/實物構(gòu)型偏離狀態(tài)），功能驗證情況（地面、飛行）進(jìn)行分析和評估。在充分論證的基礎(chǔ)上對飛機是否具備雨天飛行全場景下飛行的能力進(jìn)行確定。如果所有功能具備或經(jīng)構(gòu)型偏離分析許可，可認(rèn)為此飛機具備雨天飛行能力。否則需要制定相應(yīng)的試飛運行限制，限制該飛機在雨天氣象條件下試驗及飛行。