淺析運(yùn)輸類飛機(jī)設(shè)計(jì)更改審定基礎(chǔ)

馮靜 李凱

摘要：敘述了設(shè)計(jì)更改審定基礎(chǔ)的確定原則，介紹了具體條款的適用性判定方法，并通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，驗(yàn)證了該方法的有效性。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)更改；審定基礎(chǔ)；運(yùn)輸機(jī)

Keywords：changes in type design；certification basis；transport aircraft

隨著中國(guó)民航業(yè)的不斷發(fā)展，航空公司自主要求的改裝需求越來(lái)越大。在這些改裝需求中，有些是為了改善飛機(jī)運(yùn)行可靠度、降低維修成本，如加裝翼尖小翼；有些是為了實(shí)現(xiàn)航空公司客戶化需求、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，如客艙布局改裝、個(gè)性化內(nèi)飾改裝。針對(duì)這些改裝需求，可以通過(guò)飛機(jī)制造商獲得已發(fā)布的改裝方案來(lái)實(shí)施，也可以通過(guò)提出自己個(gè)性化的需求，聯(lián)系相關(guān)廠家提供經(jīng)局方批準(zhǔn)的客戶化解決方案來(lái)實(shí)施。為了提高中國(guó)民航自身的航空器加改裝技術(shù)能力，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的單位選擇自行設(shè)計(jì)改裝方案，以更加貼合航空公司的個(gè)性化需求。

1 設(shè)計(jì)更改審定基礎(chǔ)確立原則

根據(jù)CCAR 43部定義，改裝是指在航空器及其部件交付后進(jìn)行的超出其原設(shè)計(jì)狀態(tài)的任何改變，包括任何材料和零部件的替代。任何超出手冊(cè)范圍的加改裝、修理都符合該定義規(guī)定。確定適用的審定基礎(chǔ)是編寫(xiě)這類設(shè)計(jì)更改文件的首要工作，也是局方進(jìn)行審批的技術(shù)依據(jù)。設(shè)計(jì)更改文件從初步設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，審定基礎(chǔ)也是逐步明確的過(guò)程。一般審定基礎(chǔ)包括4個(gè)部分的內(nèi)容，即適航規(guī)章（含環(huán)境保護(hù)適航要求）、豁免、專用條件和等效安全。本文主要討論適航規(guī)章方面審定基礎(chǔ)的確立原則。

根據(jù)CCAR 21部R4版要求，對(duì)于不需要重新申請(qǐng)TC的航空器、發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳的型號(hào)設(shè)計(jì)更改，申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)表明更改的民用航空產(chǎn)品符合更改申請(qǐng)之日有效適用的適航要求。如果局方確認(rèn)不是重大更改，或局方確認(rèn)不受更改影響的每個(gè)區(qū)域、系統(tǒng)、部件、設(shè)備或機(jī)載設(shè)備、規(guī)章對(duì)被更改的民用航空產(chǎn)品的安全水平?jīng)]有實(shí)質(zhì)作用或者不切實(shí)際，可以表明符合較早修訂的適航條款。如果設(shè)計(jì)更改涉及的特點(diǎn)在原審定基礎(chǔ)中沒(méi)有適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)但之后有適當(dāng)規(guī)章要求時(shí)，局方會(huì)要求申請(qǐng)人對(duì)所建議的設(shè)計(jì)更改使用此較新的規(guī)章。對(duì)于重大更改來(lái)說(shuō)，不受更改影響的地方或在滿足最新要求對(duì)安全水平?jīng)]有實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)或不切實(shí)際的情況下，申請(qǐng)人可以使用適航條款較早修訂版。適航條款較早修訂版不可早于原審定基礎(chǔ)中列出的相應(yīng)規(guī)章。

根據(jù)CCAR 21.101條，AC-21-AA-2014-36中將審定基礎(chǔ)確定的過(guò)程分為8個(gè)步驟，詳細(xì)說(shuō)明了“自上而下”確定審定基礎(chǔ)的各個(gè)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)申請(qǐng)人和局方共同確定更改分類和審定基礎(chǔ)是否合適。圖1為AC審定基礎(chǔ)確定的流程圖。

2 審定基礎(chǔ)適用性判斷方法

對(duì)于運(yùn)輸類飛機(jī)而言，CCAR 25部《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》是申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)更改所必需遵循的最低安全標(biāo)準(zhǔn)。在申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)更改時(shí)，設(shè)計(jì)單位首先要根據(jù)涉及更改的系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)分析，確定設(shè)計(jì)更改所依據(jù)的審定基礎(chǔ)及所需的符合性驗(yàn)證方法，并基于此判斷設(shè)計(jì)更改的可行性。

從條款的適用性范圍來(lái)看，文獻(xiàn)[6]將CCAR 25部中的條款分為普適性條款和非普適性條款兩大類。這種條款分類方法是針對(duì)飛機(jī)型號(hào)合格審定提出的，設(shè)計(jì)更改不完全等同于飛機(jī)型號(hào)合格審定。例如，對(duì)于飛機(jī)型號(hào)合格審定來(lái)說(shuō)是普適性條款，但在進(jìn)行設(shè)計(jì)更改時(shí)可能成為非普適性條款。不過(guò)，仍可借鑒這種劃分方法。

普適性條款是指所有型號(hào)運(yùn)輸類飛機(jī)都必須滿足的條款，通常是針對(duì)性能、系統(tǒng)、設(shè)備、功能提出的一般性、總體性、通用性要求，這類條款可以直接納入設(shè)計(jì)更改的審定基礎(chǔ)，如25.1條適用范圍、25.1529條持續(xù)適航文件等要求。非普適性條款是指針對(duì)某項(xiàng)具體設(shè)計(jì)（如特定結(jié)構(gòu)、部件、設(shè)備、功能、指標(biāo)）而提出的要求，有很強(qiáng)的指向性，這些條款需要根據(jù)設(shè)計(jì)更改是否具有相關(guān)設(shè)計(jì)特征進(jìn)行判斷。例如，25.603條材料和25.1519條重量、重心和載重分布，這兩條對(duì)于飛機(jī)型號(hào)合格審定屬于普適性條款，但對(duì)于設(shè)計(jì)更改則需根據(jù)更改的具體內(nèi)容來(lái)判斷其是否適用。

3 設(shè)計(jì)更改實(shí)例分析

以波音737-700飛機(jī)廁所加裝提示標(biāo)牌為例說(shuō)明規(guī)章版本、適用規(guī)章條款選定的方法、原因及符合性方法。

3.1 改裝描述

本改裝是在波音737-700飛機(jī)廁所馬桶按鈕旁加裝提示標(biāo)牌，標(biāo)牌內(nèi)容僅起到提示作用，不會(huì)對(duì)現(xiàn)有操作、設(shè)備功能產(chǎn)生任何影響。

3.2 適用規(guī)章版本的確定

根據(jù)CCAR 21部R4版第21.19條，本改裝判定為非實(shí)質(zhì)性更改，根據(jù)第21.93條判定本改裝為設(shè)計(jì)小改。根據(jù)圖1中步驟5，本設(shè)計(jì)更改不是重大更改，可以選擇原審定基礎(chǔ)，但因本設(shè)計(jì)更改簡(jiǎn)單，選用最新規(guī)章要求不會(huì)給設(shè)計(jì)單位帶來(lái)額外負(fù)擔(dān)，因此在步驟3中依據(jù)21.101條選擇符合最新有效的適航標(biāo)準(zhǔn)CCAR 25部R4版。

3.3 適用規(guī)章條款的確定

1）普適性條款

● 25.1 適用范圍

該條要求為“（a）本規(guī)定是用于頒發(fā)和更改運(yùn)輸類飛機(jī)型號(hào)合格證的適航標(biāo)準(zhǔn)。（b）根據(jù)中國(guó)民用航空規(guī)章的規(guī)定，申請(qǐng)或更改運(yùn)輸類飛機(jī)型號(hào)合格證的申請(qǐng)人，必須表明符合本規(guī)定中適用的要求”。

本次改裝機(jī)型為波音737-700飛機(jī)，為運(yùn)輸類飛機(jī)，CCAR 25部《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》是必須滿足的最低安全標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)更改設(shè)計(jì)單位必須滿足這一要求。

● 25.601 總則

第25.601條要求飛機(jī)不得具有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明是危險(xiǎn)的或不可靠的設(shè)計(jì)特征或細(xì)節(jié)。任何有疑問(wèn)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和零件的適用性必須通過(guò)試驗(yàn)確定。

該條是設(shè)計(jì)更改的總要求，可以通過(guò)分析與計(jì)算、性能數(shù)據(jù)分析、以往服役經(jīng)驗(yàn)或相似性來(lái)說(shuō)明沒(méi)有危險(xiǎn)的或不可靠的設(shè)計(jì)特征或細(xì)節(jié)。對(duì)于加裝標(biāo)牌而言，設(shè)計(jì)單位需要明確選用的標(biāo)牌制作材質(zhì)、標(biāo)牌制作工藝、標(biāo)牌預(yù)計(jì)使用環(huán)境，確認(rèn)上述事項(xiàng)沒(méi)有危險(xiǎn)的或不可靠的設(shè)計(jì)特征或細(xì)節(jié)。

● 25.1529 持續(xù)適航文件

第25.1529條要求申請(qǐng)人必須根據(jù)本部附錄H編制適航當(dāng)局可接受的持續(xù)適航文件。如果有計(jì)劃保證在交付第一架飛機(jī)之前或者在頒發(fā)標(biāo)準(zhǔn)適航證之前完成這些文件，則這些文件在型號(hào)合格審定時(shí)可以是不完備的。

該條要求飛機(jī)制造商為用戶提供維護(hù)手冊(cè)，并在附錄H中對(duì)手冊(cè)的分發(fā)、格式、內(nèi)容、適航限制、電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)等方面提出具體要求。持續(xù)適航文件一般包括：民航局或者航空器型號(hào)審定當(dāng)局頒發(fā)的適航指令；航空器制造廠家提供的各類手冊(cè)、規(guī)范及其引用的國(guó)家或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；航空器制造廠家發(fā)布的服務(wù)通告、服務(wù)信函；民航局頒布的有關(guān)法規(guī)文件中引用的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；任何其他形式的經(jīng)民航局批準(zhǔn)的修理和改裝技術(shù)文件。在進(jìn)行設(shè)計(jì)更改時(shí)，必然會(huì)涉及持續(xù)適航文件的修訂。設(shè)計(jì)更改設(shè)計(jì)單位一般通過(guò)編寫(xiě)《持續(xù)適航文件指引》來(lái)表明此條的符合性，在指引中確定需要修改的持續(xù)適航文件清單以及文件更改的具體內(nèi)容。作為改裝設(shè)計(jì)適航審定的一部分，持續(xù)適航文件指引在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)進(jìn)行編寫(xiě)并提供給設(shè)計(jì)更改使用單位。

2）非普適性條款

● 25.603 材料

第25.603條要求其損壞可能對(duì)安全性有不利影響的零件所用材料的適用性和耐久性必須滿足下列要求：

a. 建立在經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)的基礎(chǔ)上；

b. 符合經(jīng)批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)（如工業(yè)或軍用標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定），保證這些材料具有設(shè)計(jì)資料中采用的強(qiáng)度和其他性能；

c.考慮服役中預(yù)期的環(huán)境條件，如溫度和濕度的影響。

該條是作為運(yùn)輸類飛機(jī)使用材料的最低安全標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)計(jì)更改時(shí)使用的材料能夠達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)期望實(shí)現(xiàn)的功能。

對(duì)于標(biāo)牌，如果其失效對(duì)安全沒(méi)有不利影響，則不用滿足本條款。但是在有些情況下，如對(duì)顏色有明確要求的，如果標(biāo)牌耐久性不夠而在預(yù)期的環(huán)境中褪色，導(dǎo)致失去指示作用危及飛行安全，則需要考慮本條款。使用服役經(jīng)驗(yàn)是本條有效的符合性方法之一。使用飛機(jī)制造商規(guī)范中的材料或飛機(jī)上相似部位已經(jīng)使用的材料可以很好地說(shuō)明此條的符合性。如果使用全新的材料，則需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證標(biāo)牌符合性。

● 25.605制造方法

第25.605條要求為：

a. 采用的制造方法必須能生產(chǎn)出始終完好的結(jié)構(gòu)。如果某種制造工藝（如膠接、點(diǎn)焊或熱處理）需要嚴(yán)格控制才能達(dá)到此目的，則該工藝必須按照批準(zhǔn)的工藝規(guī)范執(zhí)行。

b. 飛機(jī)的每種新制造方法必須通過(guò)試驗(yàn)大綱予以證實(shí)。

該條是確保使用設(shè)計(jì)更改中的制造方法可以常態(tài)化生產(chǎn)出完好并滿足要求的器材。對(duì)于標(biāo)牌，如果是使用已經(jīng)批準(zhǔn)的標(biāo)牌，無(wú)需對(duì)本條進(jìn)行符合性說(shuō)明。如由申請(qǐng)人自行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，則需要說(shuō)明符合性。一般做法是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，使用圖紙中規(guī)定的工藝，由有資質(zhì)能力的單位制作，即可保證本條的符合性。

● 25.853（a）條

該條的要求為：艙內(nèi)材料（包括用于材料的涂層或飾面）必須滿足本部附錄F第I部分規(guī)定的適用試驗(yàn)準(zhǔn)則或其他經(jīng)批準(zhǔn)的等效試驗(yàn)方法，無(wú)論飛機(jī)的客座量為多少。

第25.853條對(duì)座艙內(nèi)部設(shè)施材料的阻燃性、火焰蔓延特性、熱釋放速率、發(fā)煙特性、火焰包容和耐火提出了要求。其中，25.853（a）中提到的附錄F第I部分是關(guān)于材料阻燃性能試驗(yàn)要求、方法及判定等規(guī)則。該部分將第25.853條中客艙內(nèi)材料分為五大類，對(duì)每類材料需要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目、燒焦長(zhǎng)度、移去火源后的平均燃燒時(shí)間、滴落物跌落后繼續(xù)焰燃時(shí)間進(jìn)行了規(guī)定，同時(shí)對(duì)試驗(yàn)程序有詳細(xì)的要求，包括試樣取樣、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量。根據(jù)座艙內(nèi)部設(shè)施材料使用位置的不同，除了對(duì)火勢(shì)蔓延影響不大的小件如旋鈕、手柄、滾輪、緊固件、夾子、墊片、耐磨條帶、滑輪和小的電氣零件以外，一般要進(jìn)行水平燃燒試驗(yàn)、垂直燃燒試驗(yàn)。25.853（c）對(duì)飛行機(jī)組成員以外座椅椅墊的可燃性要求按照附錄F第II部分進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)試樣應(yīng)是整個(gè)椅墊組件，包含泡沫芯、浮性材料、擋火材料和裝飾罩。25.853（d）對(duì)客座量為20人或多于20人的飛機(jī)的天花板、壁板、隔板、廚房結(jié)構(gòu)、櫥柜等內(nèi)飾材料，額外提出了需按附錄F第IV部分和第V部分進(jìn)行熱釋放率測(cè)定和發(fā)煙特性測(cè)定。25.853（e）～（h）對(duì)艙內(nèi)其他設(shè)施提出了防火要求。

客艙內(nèi)部標(biāo)牌需要滿足25.853（a）款要求。如果制作標(biāo)牌的基材是飛機(jī)制造商規(guī)范中的材料或是飛機(jī)上相似部位已經(jīng)使用的材料，可以通過(guò)符合性聲明（MC0）來(lái)說(shuō)明符合性。否則需要通過(guò)試驗(yàn)室試驗(yàn)（MC4）來(lái)驗(yàn)證標(biāo)牌符合性，即通過(guò)材料供應(yīng)商提供測(cè)試報(bào)告，或由設(shè)計(jì)單位自行進(jìn)行試驗(yàn)。雖然規(guī)章中并沒(méi)有明確說(shuō)明標(biāo)牌屬于五大類材料中的哪一類，設(shè)計(jì)單位在根據(jù)標(biāo)牌使用位置選擇對(duì)應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，一般應(yīng)選擇試驗(yàn)條件最為苛刻的60s垂直燃燒試驗(yàn)。

3.4 審定基礎(chǔ)符合性方法

綜合以上分析，本設(shè)計(jì)更改項(xiàng)目適用條款對(duì)應(yīng)符合性方法如表1所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著中國(guó)民航業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的航空公司要求進(jìn)行個(gè)性化的改裝以滿足運(yùn)行、市場(chǎng)的需要。在制定設(shè)計(jì)更改方案時(shí)，設(shè)計(jì)更改申請(qǐng)人應(yīng)明確適用的審定基礎(chǔ)，以評(píng)估項(xiàng)目的可行性，還需了解設(shè)計(jì)更改審定基礎(chǔ)的確定原則，掌握規(guī)章條款適用性判定方法。

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