民机适航符合性方法研究

对于民用航空器在型号合格审定过程中使用的符合性验证方法,多数适航当局一般制定了管理要求,但相互间存在一些差异。同时随着航空产品的复杂化、多样化以及新技术的出现,使得适航符合性验证方法也在不断地演变。根据国内外适航当局对符合性验证方法的管理要求,研究分析了我国的符合性验证方法与FAA、EASA的主要差异,结合型号审定经验,梳理了10类符合性验证方法的典型文件和适用场景,基于当前民机型号和科技发展,分析了未来符合性验证方法的发展趋势,为在型号合格审定中符合性验证方法的管理和使用提供了参考。

民机机轮收起着陆坠撞载荷计算

机轮收起着陆(Wheels-UP Landing)坠撞载荷是飞机结构强度设计的重要部分,对飞机适航认证安全性有重要意义。通过对适航认证条款的解读,结合国外大型民用客机的设计和适航认证的经验,建立了满足机轮收起着陆坠撞载荷适航认证符合性的三种分析计算模型和方法;采用分段模型和方法,以国外某民机为例,完成机轮收起着陆坠撞载荷的计算和分析。结果表明:本文给出的模型和方法能够成功地得到机身、机翼、平尾、垂尾等关键站位的弯矩、剪力、扭矩的瞬态载荷响应。根据该瞬态响应绘制的载荷包线能够有效地应用于飞机适航认证评估。文中建立的模型和方法能为国产大型民用客机的机轮收起着陆坠撞载荷计算提供参考。

民机驾驶舱人为因素适航符合性验证与审定方法

民机驾驶舱引入的新颖和独特的设计需表明对人为因素的适航符合性,因此在分析了以CS/FAR25.1302为代表的人为因素适航条款要求的基础上,制定了用于进行人为因素适航审定工作的专用条件,形成了民机驾驶舱人为因素适航符合性验证要求,确定了人为因素适航审定内容,给出了符合性验证资源的选择方法和试验结果的评价方法,规划了验证实施的流程,可为民机驾驶舱人为因素适航符合性验证与审定工作提供思路和方法。

临界冰形确定方法及其对气动特性影响研究

临界冰形是指在适航规章结冰包线内,每个可用飞行构型下,对飞机操纵性和稳定性影响最严重的冰形,临界冰形分析是飞机适航取证中的重要工作。对临界冰形确定方法,及临界冰形对气动特性的影响进行了研究。发展了基于CFD方法计算临界冰形的一般方法,包括临界冰形分析状态、敏感性分析截面确定、结冰参数敏感性分析、临界结冰条件确定、临界冰形确定等。流场计算采用中航工业空气动力研究院气动力计算平台(UNSMB),基于Jameson中心格式的有限体积法求解N-S方程;水滴撞击特性计算采用Eulerian方法求解水滴轨迹运动方程;结冰计算采用经典的Messinger热力学模型。选取CRM飞机为研究对象,以机翼外翼50%展长处为敏感性分析截面,在典型飞行条件下,分析了结冰对环境温度、水滴直径、飞行速度、飞行迎角等参数的敏感性。利用'几何外形敏感性分析方法',即通过对比冰形的上下冰角角度和冰角厚度等冰形几何参数来确定最严重冰形,得到了CRM飞机的临界结冰条件和临界冰形,其中敏感性分析截面在水滴直径为30μm时上冰角厚度和下冰角厚度最大,冰角最大厚度约41mm。计算了结冰后的气动性能衰减规律,临界冰形对飞机气动性能影响严重,导致升力降低6.7%~23.8%,阻力增加17%~70.9%。发展了45min待机临界冰形确定方法,基于几何外形敏感性分析方法进行环境温度、水滴直径、飞行条件等各类参数的结冰敏感性分析,得到飞机的临界结冰条件和临界冰形,对于民用飞机设计和适航取证具有一定的工程应用价值。

机载低空风切变系统适航要求及验证方法研究

风切变是一种特殊的大气现象,影响飞行安全,民用飞机在飞行时应尽量躲避风切变。机载低空风切变系统是一种有效的风切变探测系统,可以探测风切变的存在并发出警告,使飞行机组有足够的时间采取措施安全地避开风切变。本文简要介绍了风切变的概念及其危害,梳理了民用飞机主要应用的机载低空风切变系统类型,分析了机载低空风切变系统的适航条款要求,并给出了可采用的符合性验证方法。研究结果对国内民用飞机的适航审定取证工作具有积极意义。

民用飞机EWIS燃油箱点燃防护设计和验证技术研究

自2001年起,国内外适航当局颁布了一系列针对燃油箱点燃防护和EWIS的新适航规章。本文对燃油箱点燃防护适航规章中适用于EWIS的要求进行了系统的研究。针对规章核心要求的EWIS点火源,进行了详细的技术分析,给出了一套完整的安全性评估和验证方案。

非挥发性颗粒物排放适航符合性验证方法

为了践行绿色发展理念,国际民用航空组织(ICAO)对商用航空发动机非挥发性颗粒物(nvPM)排放提出了新的要求,各国适航当局也陆续发布了相应的适航规章。为了满足ICAO及适航规章中对航空发动机nvPM排放的要求,对nvPM排放适航符合性验证方法进行了分析。综述了国际民用航空组织制定的新的航空涡轮发动机非挥发性颗粒物排放认证监管标准,结合国际民用航空组织和美国汽车工程师协会(SAE)推荐的nvPM排放测试标准,总结了nvPM排放适航符合性验证方法,包括验证路线、nvPM测试系统搭建、测试程序以及后处理等内容,为搭建nvPM测试系统和开展nvPM测试奠定理论基础,可供商用航空发动机非挥发性颗粒物排放适航审查提供参考。

ETOPS系统安全性评估方法及应用研究

基于典型的ETOPS飞行过程,分析了ETOPS的故障组合状态,从时间函数的角度建模,修正了一般系统安全性评估方法的模型和参数,在国内首次提出了适用于ETOPS条件下的修正系统安全性评估模型,并进行了应用分析。模型可以用于在ETOPS特殊条件下对适航条款的符合性验证。