电传飞控共模适航要求及审定考虑

梳理和分析电传飞控系统共模相关适航要求,创新建立“电传飞控系统共模认知-控制审定流程模型”并提出针对共模问题的审查原则和考虑,有助于全面分析、识别并确定可能的共模失效、提出独立性设计要求,权衡设计解决方案等。应用该模型和审查考虑对某机型电传飞控系统有关复杂电子硬件差错共模的审查案例开展分析,识别确认共模因素和共模失效并分析各设计方案的可行性。研究成果对电传飞控系统及其它复杂系统共模的审查和设计具有指导和借鉴意义。

民用航空产品和零部件合格审定规定(CCAR-21)第四次修订浅析

CCAR-21部是中国民用航空的基础法规,自CCAR-21-R4版颁发以来,21部规章提出了诸多新的要求,与CCAR-21-R3版存在较大差异。文章通过与CCAR-21-R3规章对比分析,研究了CCAR-21-R4的修订总体情况,分析了典型条款的差异和具体要求,并对设计保证系统进行了重点解读和研究,为申请人符合新版规章要求提供思路。

民用航空产品适航安全信息通告管理技术研究

适航安全信息通告作为一种信息发布方式,主要是为了警示、通知和建议航空界提高民用航空产品的安全性。简要研究和梳理了美国适航当局FAA的特殊适航信息通告SAIB和欧洲适航当局EASA的安全信息通告SIB,详细介绍并比较了两者的编制准则、方法和程序,分析了SAIB和SIB两类文件的发布情况及有效性,结合中国适航管理的特点,提出了我国适航当局编制和颁发适航安全信息通告的建议。

民用航空器不安全状态纠正措施时间限制的确定

民用航空器虽经过型号审定取得相应证书,但可能因某些因素导致其在使用过程中,会遇到各种故障或失效情况。因此,航空运营人应当向局方和生产商报告各种故障和失效情况。局方和生产商对收集到的各种失效状况进行分析,来判断该飞机或该型机队是否存在不安全状况。如存在,则必须采取纠正措施,在规定的时间限制内,完成相应的纠正措施,使该飞机或该型机队恢复到应有的适航安全水平。

运输类飞机持续适航事件根原因分析

随着国产运输类飞机的研制成功并逐步投入使用,建立国产运输类飞机持续适航事件根原因分析流程和方法的标准、规范国产运输类飞机持续适航事件根原因分析活动将有助于持续改进国产运输类飞机的设计,提高国产运输类飞机的安全水平。通过对运输类飞机持续适航事件根原因分析流程和方法进行比较分析,运用结构化的根原因分析工具对典型事故案例开展具体分析,对国产运输类飞机持续适航事件根原因分析提出建议:综合欧美成熟的根原因分析经验和国产运输类飞机的现有特点深入优化根原因分析的方法和流程;开发相应的根原因辅助分析软件优化根原因分析过程和最优纠正措施的识别。

运输类飞机高高原机场运行的适航验证方法

针对高高原机场的特点和运输类飞机在高高原机场运行的需求,基于高高原机场运行的运输类飞机相关适航条款研究,提出了型号合格审定过程中需要关注的适航要求,主要有飞机性能及操纵品质的要求、客舱增压及相关系统的要求和飞行程序方面的要求等。通过高高原机场的特殊运行环境和对现役运输类飞机在高高原机场运行的特点分析,给出了型号合格审定过程中应重点关注的适航要求,包括飞机起降性能、操纵品质、推力装置、环控系统、导航系统、飞行手册等方面的特殊限制,并提出了相应的符合性验证方法。

民用航空锂离子电池的发展与应用研究

锂离子电池相对于镍镉、铅酸等传统电池来说,具有能量密度高,工作电压高,自放电率低,循环寿命长,充放电效率高,工作温度范围宽、环境污染小等优良特点,是现代高性能电池的发展方向,已广泛用于手机、笔记本电脑、电动车等消费领域,同时在民用飞机、空间探测器等航空航天领域中也拥有广阔的应用前景。文章研究了民用航空锂离子电池的发展、应用以及面临的安全性风险,阐述了民用航空锂离子电池相关的适航和安全标准。

用于表明适航符合性的工程模拟器评定研究

在飞机的适航审定中,工程模拟器可用于表明对特定适航条款的符合性,其前提是工程模拟器需要经过评定来确认其具备相应的仿真能力。基于适航指导性材料关于用模拟器表明适航符合性的总体要求,给出了工程模拟器评定的思路。对工程模拟器评定的任务需求进行了分析,建立了工程模拟器评定范围的确定方法,对模拟器逼真度评估的方法和标准进行了探讨,提出了工程模拟器评定工作的规划及文档要求。

民机SLD结冰研究和适航验证的发展与挑战

为推动过冷大水滴(SLD)结冰适航验证工作的开展,首先从SLD异常结冰微观机理、结冰后飞行性能评估方法和SLD结冰安全防护技术3方面,系统综述了国内外对SLD结冰问题的研究进展;其次结合常规结冰条件下的民机结冰适航验证思路,对SLD结冰的适航验证方法进行了探索;最后,针对未来SLD结冰研究和适航验证工作面临的挑战,提出理论研究与工程实践相结合、加强临界条件验证能力建设、推动SLD结冰适航标准和程序修订的建议,以此突破SLD结冰研究和适航验证面临的瓶颈,解决民机研制和取证中的关键问题。

民机广布疲劳损伤的适航验证

广布疲劳损伤是老龄飞机结构中存在的一种损伤,直接影响到飞机的安全性和可靠性,它的特征是飞机的多个部位存在疲劳裂纹损伤或构件上同时存在多个疲劳裂纹损伤。这些裂纹一旦发生聚合和连通,结构剩余强度就会急剧降低,从而发生灾难性的事故。以美国FAA为代表的国际当局也一直在寻求避免民机发生由广布疲劳损伤导致的事故的方法,在经过多年的研究后,FAA发布了相关文件,对现行规章及指导材料进行了修正,明确了民机验证广布疲劳损伤问题的方法。本文参照文件介绍避免广布疲劳损伤发生的方法及对民机设计与验证的影响。

基于持续适航体系的国产民机服务通告管理研究

服务通告是改善在役机队性能、缓解机队安全风险的重要手段。梳理了国产民机服务通告的相关概念,阐述了持续适航相关风险,分别总结了当前持续适航体系及服务通告编制的具体实践,并着重提出了基于持续适航体系的国产民机服务通告的闭环管理新模式。研究了针对国产民机服务通告的全流程体系监管方式,可实现对国产民机服务通告的全流程监督和管理,并用于指导国产民机服务通告的具体实践。

FAA对于民用航空产品与零部件设计机构批准(CDO)制度的研究

与欧洲适航管理当局EASA使用设计保证系统(Design Organisation Approval,DOA)制度有所不同,美国联邦航空局FAA在其设计批准活动中发展了组织设计批准(Organization Designation Authorization,ODA)制度。FAA意识到ODA制度的过渡性,因此在实施ODA制度的同时,开展了对民用航空产品与零部件设计机构进行设计机构批准(Certified Design Organization,CDO)方面的研究。文章将就FAA对于设计机构批准(CDO)方面的研究作初步的介绍,以供中国民航适航管理当局指导申请人建立设计保证系统时借鉴。

复合材料机身火焰蔓延适航问题研究

大型运输类飞机机身大量采用复合材料将带来新的防火安全问题。本文首先介绍了A380、B787和A350飞机复合材料机身火焰蔓延专用条件差异,通过回顾隔音隔热材料火焰蔓延试验要求的立法历程,介绍了专用条件和符合性验证试验方法的介绍,分析了这些飞机的专用条件存在差异的原因。最后还归纳了复合材料火焰蔓延问题的后续研究方向,并对相关规章修订进行了展望,可供复合材料机身的设计和验证参考使用。

国产运输类飞机服务通告适航管理技术研究与实践

服务通告是飞机交付之后实施改装和检查要求的重要手段和文件载体,为了能够提高飞机产品性能、缓解机队安全风险,需要加强持续适航理念,落实持续适航责任,保障服务通告发布的高效顺畅。中国局方参考借鉴国外适航当局服务通告的适航管理方式,对国产运输类飞机服务通告的适航管理进行了有益的探索,提出了基于持续适航体系构建的国产运输类飞机服务通告适航管理模式,总结了服务通告工作程序、人员培训和适航审查等方面推动服务通告持续改进的实践经验,给出了解决实际运行安全问题的国产运输类飞机典型服务通告的适航管理示例,结果表明通过体系监管和技术审查相结合的服务通告管理模式,不仅抓住了民机产品安全的本质,而且持续提升了适航管理的效能,对于促进中国的航空安全具有重要意义。

审定维修要求(CMR)的产生过程及审查初探

针对民用飞机设计、审定过程中,影响飞机安全性的重大潜在失效问题,研究了如何应用审定维修要求(CMR)来管理该类潜在失效带来的风险。对CMR的产生背景和历史做了简要介绍,对民用飞机机载系统可能存在的潜在失效及重大潜在失效进行了定义,论述了重大潜在失效风险管理措施。对CMR的制定过程和相关概念进行了全面的描述。针对现有CMR制定过程中存在的问题,提出见解和解决思路,包括不应轻易将MSG-3分析得出的维修任务取代CMR项目,重视原始文件,完善文件归档、追溯及共享机制等。

基于最小费用模型的航材调度研究

基于最小费用模型,建立了一定航材供给条件下,单架机缺件和多架机缺件的航材调度总费用函数;同时,考虑航材共享模式解决方案,建立了在航材共享条件下最小费用模型函数,并提出航材物流运输中广义效费比的概念,给出共享模式下广义效费比函数,并应用算例验证了最小费用模型函数和广义效费比函数的有效性和实用性。研究表明,航材共享模式可降低航材调度物流费用。

基于航材保障工程的初始航材推荐清单研究

航材保障是航空公司成本控制最为重要的方面之一,合理的航材保障水平可以降低采购成本、减少库存,从而提高航空公司的综合竞争力。从工程实际应用出发,介绍了航材保障工程的重要意义,基于新机型初始运营的特殊需求,着重探讨了初始航材推荐清单编制的一般方法,并通过具体实例验证了该编制方法的有效性和实用性,可用于指导航空公司初始航材保障工程。

基于内聚力模型的飞机风挡与无人机碰撞仿真及试验验证

为有效支持无人机撞击飞机仿真分析,降低试验研究成本,开展无人机与某型运输类飞机风挡碰撞试验及有限元仿真方法研究。研究建立符合实际尺寸和曲面构型的风挡和无人机的建模方法;考虑到碰撞后风挡玻璃的裂纹萌生和扩展的不可预测性和复杂性,通过Python二次开发在风挡模型中玻璃单元间及玻璃层与胶层间嵌入零厚度内聚力单元,研究给出基于固有内聚力的风挡玻璃有限元模型。研究发现,对应工况的仿真结果与试验结果基本一致,证明内聚力模型应用在该仿真中的有效性。同时相对于常规的单元删除法,基于内聚力模型的仿真结果更加接近试验结果,证明所建立方法的精度更高。

飞机风挡不同位置遭遇轻型无人机高速碰撞损伤敏感性研究

以Phantom 4 Pro典型轻型无人机和某型商用飞机主风挡为对象。通过仿真法研究飞机风挡不同位置遭遇无人机高速碰撞损伤敏感性,分析在高速仿真碰撞过程中无人机撞击各个目标点的接触力变化及其在典型时刻无人机刚性组件序惯撞击目标位置造成的耦合损伤结果,并从多层风挡玻璃及其周边固支结构的吸能变化角度解释了造成风挡不同位置损伤程度差异的原因。研究表明飞机主风挡的中间区域是抗无人机冲击最薄弱的部位,无人机的大质量部件是主要冲击损伤源,风挡玻璃的吸能大小与其损伤程度具有正相关趋势;无人机以平飞姿态与飞机在巡航速度下撞击经过适航验证的飞机风挡结构时,风挡玻璃整体仍然是安全的。研究结果为航空运输实践中新兴出现且越来越频繁的安全隐患提供理性认识和技术预研支撑。

轻型无人机与飞机风挡碰撞风险研究

随着无人机应用的快速增长,机场附近和空域已发生了很多重大航空事故和危险征候,无人机的无序飞行对航空运输安全构成了巨大的潜在威胁。以典型轻型无人机和某型商用飞机及其风挡为研究对象,通过有限元仿真方法得到无人机在最严酷姿态下与飞机风挡最薄弱位置碰撞损伤等级及相应的冲击能量区间,以此保守划分损伤严重性等级。在无空中交通指挥干预的情况下无人机与飞机相互独立运动,考虑两机之间的水平最小安全间隔、侧向最小安全间隔以及垂直最小安全间隔的联合约束,通过蒙特卡洛仿真得到无人机与飞机的碰撞概率,并确定碰撞可能性等级。基于损伤严重性等级和碰撞可能性等级的不同组合形成无人机与飞机风挡碰撞的较为保守的定性风险矩阵。研究结果总体表明:在120 m飞行高度下,两机距离超过3600 m且在典型的俯仰角和航向角工况下发生碰撞风险及其损伤程度较小,否则发生碰撞风险较大且损伤程度较严重。研究结果为无人机的规范性设计制造、局方对无人机运行管控的政策制定以及无人机与载人飞机在同一空域运行的风险评估提供理论依据和实践参考。