民机驾驶舱人为因素适航符合性验证与审定方法
民机材料适航符合性验证方法和技术发展
民机材料适航符合性验证方法和技术发展金海鹏*, 叶 雷, 刘世英, 李嘉荣（中国航发北京航空材料研究院, 北京100095）摘要：通过梳理民机产品所用材料的适航批准方式，综述民机材料适航符合性验证方法和技术发展现状，解析中国民用适航规章中对民用飞机、发动机、直升机等民机产品用材料的2X.603、2X.613和33.15等直接相关条款要求，结合已取得型号合格证民用飞机和直升机材料符合性验证技术发展实际，阐明相应条款的符合性验证方法和验证技术。
材料适航符合性验证中，基于统计分析的方法建立标准（规范）是材料符合性验证的核心，随型号批准的材料主要采用MOC1、MOC2、MOC4方法进行适航符合性验证。
面向未来，具有自主知识产权材料的应用，材料自主验证技术和能力的建设，是实现先进民机产业化发展的关键。
关键词：民机；材料；适航；符合性方法；验证技术doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000043中图分类号：V250;V262;V263 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2022)03-0001-11《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》指出：深入实施制造强国战略，提升制造业核心竞争力，在航空发动机及燃气轮机领域，加快先进航空发动机关键材料等技术研发验证，推进民用大涵道比涡扇发动机CJ1000产品研制，突破宽体客机发动机关键技术，实现先进民用涡轴发动机产业化。
民用航空器适航技术作为民航安全保证的基础，其应用贯穿设计、制造和管理运行的全过程，有效保障了航空器的高安全水平[1]。
适航性是民用航空器（包括其部件及子系统）整体性能和操纵特性在预期运行环境和使用条件限制下安全性和物理完整性的一种品质。
这种品质要求航空器在全寿命阶段内始终保持符合其型号设计要求和始终处于安全运行状态[2]。
适航涉及民用航空产品本质安全，涉及民用航空工业话语权，是国家民用航空工业核心竞争力的重要组成部分[3]。
民机座舱通风适航符合性验证MOC2方法研究
湿目＜ ７０ 米 （ 毫巴 ２ 牛／ ２ ： ０ ７ ）
Ｉ
汽 压
ｌ
７
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、 ～ ＿
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９０
时间 一 分钟 时间 一温度 关系曲线
合成具有一定 温湿度和压力水平 的空气供 通风使用 。空调系统制冷包 通常有 两套相 同的制冷组件 ， 从设计 上保证在单 套组件 失效 时仍可 提 供充分 的通风 能力 。当两套 制组件 均失效或 出现其他应 急情况时 ， 设计要 求飞机立 即降低至 安全飞行高 度 ， 闭空调系统并 打开应急通 关 风， 仍可保证通风量满足设计要求 。 如果供 给座舱 的气流完全 采用舱外 新风 ， 加大从 飞机 气源系统 会 的引气 量 ， 造成 不必要 的能 源浪费 ， 降低飞机经济 性 ， 同时由于舱 内气 流流速 很低 ， 洁能力弱 ， 清 不利于污染 物和病菌 的排除 ， 因此座舱通 风 设计时 会利用一部 分座舱排气 ， 通过 再循环加净 化过滤 的方 式与来 自 空调系统的新鲜空气混合后 实现通 风。 ２适航条款和咨询通告 中的相关 要求及理解 ．
用 ＭＯＣ２ 法 验 证 条 款 符 合 性 的验 证 思路 和 过 程 。 方
［ 关键词 ］ 民机
适航性是航空器 能在预期的环境和运行 限制下安全飞行 的固有 品 质， 是公众利益 的需要 ， 也是航空工业发展 的要 求。适航标准是保证 民 用航空器适航性 的最低安全标准 。民机 的设计 制造必须符合相关型号 所采用 的适航标 准中各条 款的规定 。随着 民机技 术 的不 断进步 ， 座舱 内空气 品质越来越 受到人们关注 。座舱 内的空气品质与噪声 、 振动 、 气 流组织 以及灯光 、 娱乐系统 等密切相关 ， 涉及 医学 、 声学 、 体丁程学 、 人 心理学等学科 ， 关系到机上乘员 的健康 、 全和舒适 。其 中最为关键 的 安 是座舱通风条件 ， 它受空气流速 、 温度分 布 、 湿度范围 、 内噪声及污染 舱 物（ Ｃ Ｃ ， 如 Ｏ、 Ｏ 、 、 ０ 清清剂） 的影 响。 目前有关座 舱通风控制技术在 我 等 国地 面空调系统 中得到一定 的应用 ， 但以 民机座 舱为对象 的研究却 未 见报道 。因此 开展 民机座舱 内通风条件 和通风适航符合性验证技术研 究， 是研制具有 国际竞争力 的民机需要 考虑的重要因素。 在 民机 型号审查 过程 中 ， 需要采用 不 同方法 说明和验证 产品对 于 适航 条 款 的符合 性 。 常用 方法 有 ＭＯ （ Ｃｌ设计 说 明） ＭＯ ２分析 和计 、 Ｃ（ 算１Ｍ Ｃ （ 、 Ｏ ４实验 室试 验１ Ｃ （ 、 ＭＯ ５机上 地面试 验）Ｍ Ｃ （ 、 Ｏ ６飞行 试验） 以及 Ｍ Ｃ （ 备鉴定） Ｏ９ 设 方法等 。对 于复杂条款和同一验证对象相关 的验证 活 动， 可采用几种验证方法叠加验证其 符合性 。 Ｍ Ｃ 方法是通过分析 和说 明的手段（ 能计算 、 Ｏ２ 如性 等效分析 、 统计 数据分 析和 与以往 型号 的相 似性类 比） 来证 明有关设 计符合 相应 的适 航条款 要求 。该方 法在 降低 型号设计 成本 、 缩短 设计验证周 期方面具 有明显优势 ， 因此为各大 民机设计单 位广泛采用。
对民机机载设备适航审定的思考
对民机机载设备适航审定的思考随着民航领域的不断发展，机载设备的适航审定愈发重要，这是为了保证飞机的安全、航行的顺畅以及乘客乘务的正常进行。
以下是我对民机机载设备适航审定的几点思考：一、核心理念机载设备的适航审定，应该以保障空中安全为核心理念。
确保飞机上的每一台机载设备优质、稳定、有效地发挥作用，同时还需要确保机载设备与整个航空器及其相关系统的协调、互通，以保证乘客的安全。
二、科学评估机载设备的适航审定也是需要考虑多方面因素进行科学评估的，如人性工程学角度，审定设备的设计是否符合驾驶员的操作习惯。
此外，还需考虑设备在极端高低温、高海拔等不同环境下的使用情况，以评估其在各种情况下的可靠性和有效性。
三、法规标准机载设备的适航审定需要遵循法规标准。
国际民用航空组织、美国联邦航空局等全球机载设备适航监管机构已经制定了一系列的法规标准，在进行机载设备适航审定时，必须符合这些标准。
四、完善的制度体系机载设备的适航审定需要建立完善的制度体系。
机载设备适航审定要统一规范，一些机载设备适航审定至今仍在使用过时的标准，因此需要制定完善的标准，按照其中规定的要求进行进行审定工作。
五、技术更新机载设备的适航审定需要不断进行技术更新。
机载设备适航审定的第一要素是科技创新，随着科技的不断发展，适航审核工作必须与时俱进。
通过新技术更新，我们可以更深入地思考和设计机载设备，同时为机长和乘务人员带来更好、更高效、更安全的操作标准。
总的来说，民机机载设备适航审定是保障航班安全的重要环节，这不仅关系到民航事业的利益，更与广大乘客的安全息息相关。
期待相关机构在未来的发展中能够不断增强适航审定的监管作用，建立更为健全的机载设备适航审定制度，促进适航审核工作的规范化和合理化，并开展技术更新来提升适航审定工作质量及单机状况。
民用客机人机工效学适航认证及对策
［ Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ］Ｈ ｕ ｍａ ｎ Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ； Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ｆ ａ ｔ ； Ａ ｉ ｗｏ ｒ ｒ ｔ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｅ ｔ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｆ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｄ ｅ ｃ ｋ ； Ｈｕ ｍ ａ ｎ － ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ 作， 航 空工 业界 （ 例 如波 音 Ｂ ｏ ｅ ｉ ｎ ｇ ） 也 积 累 了一 定 的 实践 经验 。这项 工作 在 中 国 尚处 于起 步 阶段 ， 充 分
认证 工作 和今后 这方 面工作 的深入开 展 。
Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ， 也 称人 为 因素 ） 适航 条 款 的符 合性 认证 。飞 行 员人 为 差 错 已成 为 目前 民用 客 机 发 生 重 大 事 故
的主要 原 因 ， 人 机工 效 学 在 民用 客 机 研 制 中 的应 用
适 航认 证 中 的应 用 现 状 决 定 了 民用 客机 人 机 工 效
学适航认证工作所具 有的特点和挑 战。美 国联邦 航 空局 （ Ｆ Ａ Ａ） 、 欧 洲 航 空安 全 局 （ Ｅ Ａ Ｓ Ａ） 和 航 空 人
机 工效 学 界 近 些 年 来 针 对 这 些 挑 战 开展 了 一 些 工
分析 民用 客机 人机 工效 学适航 认证 的特 点 和挑 战 ， 讨 论 国际适 航 当局 、 人机 工 效 学 学术 界 和航 空 工 业界 近 些年 来针 对这 些挑 战所 开展 的一些研 究 和实践 。结 合参 与 国产 民用 客机 研 发 的体会 ， 对 当前 国产 民用 客机 驾驶 舱人 机工 效学 型号适 航认 证 的工作 流程 和方法 提 出建议 ， 并 对今 后 这方 面 工作 的深 入 开 展提 出较 为 系 统 的框架 性对 策 。
民用飞机适航符合性验证方法探讨
接受 的适航符合性验证方法 既是设计人员进行飞机设计的职责 ， 也是保障飞机安全飞行的重要前提。
关键字 ： 民用飞机 ； 适航 ； 符合性验证方法
引 言
随着航空 事业 的迅猛 发 展 ， 机安 全 性 飞
符 合性验证 是指 采 用各 种 验证 手 段 ， 以 验证 的结果证 明所验证 的对 象是否满 足 民用
纲， 并经适航 部 门批准 后 才能 够 进行 相 应 的
试验， 试验 后及 时 编写 试 验报 告 和对 应 的符
合性 报告 ， 对试验结 果进行 分析 ， 对试验 判据 进行 说 明等 。试验 报告要经 适航 部 门审批 认
可 ， 验过 程 中适航 部 门认 为必要 时还 可 派 试
满足上 述要求 。
外壁上 能提供通 向外部 的无 障碍 开 口的活动 舱 门或 带 盖 舱 口。 在 验 证 型号 设 计 对 该 条 ”
款 的符 合性 时 ， 选择 “ ０ 的符 合 性 验证 可 ＭＣ ” 方法 ， 用飞机 的总体 布置 图 、 应 座舱布 置图及 相应 的图纸来说 明该 飞机 的应 急 出 口的设计
安 全的最低标 准 ， 进行 适航管 理 。
适航符 合性 验证 的基 础 就是 审定 基 础 ， 即民用飞 机型号 设计 适用 的适航 条 款 （ 包括
豁 免条款 的考虑 ） 以及为 该 型号 设计 增 加 的 专 用条件 。 在 民用 飞机 型 号审 查 过 程 中 ， 了获得 为
ＭＣ ９
航空器检查
设 备 合 格 性
观察／ 检查报告 制造符合性检查记录
见“ ” 注
注： 设备鉴定过程可能包括前面所有的符合性验证方法 。
所 有 “ 验 ”类 的 符 合 性 验 证 方 法 试 （ ４ ５ ６和 ８ 在 实施 前 都 要 编 制 试 验 大 ＭＣ 、 、 ）
谈谈适航符合性验证试验
我 们可 以 引 申 出适 航 符 合 性 验 证 试 验 的 定
义 ： 明并证 实 产 品 的 设计 符 合 适 用 的适 航 表 要求 、 向适 航 部 门 演 示 这种 符 合 性 的试 验 即
称 为适航 符 合性 验 证 试 验 ， 称 适 航 验 证 试 简
验 装置 和环 境进 行 制造符 合性 检查 ；
试验前 如 何表 明符 合性 的说 明等 。
材 料进 厂 复 验 数 据 、 艺 及 工 序 单 、 产 记 工 生
６ 试 验 件 设 计 、 造 和 制 造 符 合 制 性 声明
序号 １
２ ３
录 、 验记 录 、 离处 理 文 件 、 格 证 明等 等 检 偏 合
的资料 。
对 于在 申请 人生 产试 验设施 以外 的试验
表１ Ｘ Ｘ验证 试 验计 划
试验工作 编制试验任务书提交审查
编 制 试 验 大 纲 提 交 审 批 完 成 试 验 件 图 样 和 试 验 文 件 提 交 审 批
任务 试 验任务书
试 验 大 纲 图 样 和 文 件
完成 日期
或其 授权 人签署 。
试验 大纲 的内容 主要 有 ： 验 目的 、 验 试 试
依据 、 目名称 、 验 步骤 、 录项 目、 验设 项 试 记 试
当进行 制造 符 合 性 检 查 的 时候 ， 申请 方
必须要 提供 产 品制 造 涉 及 的所 有 资 料 ， 括 包
备清 单及 校验 批准 说 明 、０ ｛ 试设 备及 其精 度 、 ＝ 贝
试 验 记 录
确定 目击项 目
１ Ｏ
２ ０
请人 承 诺 该 试 验 件 已经 准 备 好 并 提 请 检 查 时 ， 应 向审 查 代 表 递 交 一 份 制 造 符 合 性 都
民用飞机设计人为因素适航关键点解析
人为因素设计工作在项目开发各阶段的关键工作点
人为因素适航审查的重点：新颖设计特征
波音和空客两大民用飞机主制造商在新技术使用方面都很谨慎。
与人为因素相关的新颖设计特征是人为因素适航审查(下转第
解决广西高校无机非金属材料专业研究生具有一定借鉴意义。
13页)的重点关注项，
也是需要申请人详细描述和进行验证的重要内容，
人为因素设计开发中采用的适航验证方法一般有：作性分析、相似性分析、重要事故针对性分析、操作信息完整性分析、任务分析、故障模式和故障树分析、操作程序分析、工作量分析等。
对
于成熟的传统设计特征，可能采用一种或者二种方法进行验证就能获
得局方的认可，但是对于新颖设计局方通常都需要进行全程关注，
行系统的验证。
新颖设计特征的判断是新颖设计人为因素适航验证的辨别新颖设计不能单纯的判断是否是第一次使用的设备或者技术，而要通过回答一下几个问题来判断：（1）是否改变了操作方式是否改变了操作程序？（3）是否改变了飞行机组与设备的交互）是否改变了飞行任务和飞行机组的职责？差错管理
处理飞行机组与设备交流而导致的
（在服役中可合理预期的）是一个重要的安全目标，差错管理主要包括纠错、容错和防错三种处理方法。
差错管理的适航要求来源于对服役中人机界面交流差错案例统计分析，适航条款和咨询通告并未对需要进行差错管理的人机界
本文提出了人为因素适航审查和符合性验证关键点，
希望能为我国民用飞机人为因素适航相关从业者提供些许帮助。
图1多功能运动轮椅设计简图
防撞圈改进设计。
经过广泛调研及分析发现，现有的防撞圈有CATIA 所示。
. All Rights Reserved.。
民用飞机适航符合性验证方法
民用飞机适航符合性验证方法航空器制造厂家在所申请型号航空器交付或者首次颁发标准适航证之前，运行和持续适航文件应当获得适航审定部门的批准和航空器评审组的认可；航空器制造厂家在所申请型号航空器交付时，应当向航空器所有人或运营人提供运行和持续适航文件文件。
运行文件为航空运营人提供基础标准化飞行操作程序，以及关于偏差放行、客舱安全和装载安全的使用程序和信息，以保证其在批准运行范围内获得正确使用航空器的关键信息，并作为制定相关标准化操作程序的依据和参考。
持续适航文件为航空运营人提供航空器使用、维修及其他保持航空器持续适航的限制、要求、方法、程序和信息；航空器所安装的发动机、螺旋桨、机载设备与航空器接口的信息；航空器机载设备和零部件的维修方法、程序和标准。
本文所述的运行和持续适航文件主要针对除适航审定部门批准文件以外的持续适航文件。
1.运行和持续适航文件运行文件的范围包括与航空器飞行和载运旅客或货物所用设备有关的使用和操作说明；不包括与航空作业（如摄影、探矿等）和所涉及特殊任务设备有关的使用和操作说明。
运行文件的分类有飞行手册（适航审定部门批准--这里不包括）、飞行机组操作手册、快速参考手册、载重平衡手册、偏差放行指南、客舱机组操作手册等。
持续适航文件的范围包括航空器使用、维修及其他保持航空器持续适航的限制、要求、方法、程序和信息；航空器所安装的发动机、螺旋桨、机载设备与航空器接口的信息；航空器机载设备和零部件的维修方法、程序和标准，可以直接使用机载设备和零部件制造厂家编制的单独手册。
对于某些运输类飞机，还可能因设计特性、运行种类等特别要求编制某些特殊内容。
持续适航文件的分类有一般分为维修要求、维修程序和构型控制几类。
需要获得局方批准的手册或内容包括：适航性限制项目（ALI）、审定维修要求（CMR）、计划维修要求（SMR）、结构修理手册（SRM）等，其中，ETOPS运行涉及的构型、维修和程序，CCAR-26涉及的特殊运行和持续适航文件等需要适航审定部门批准。
民用飞机有限元模型的适航符合性验证
第10卷增刊12019年5月航空工程进展A D V A N C E S I N A E R O N A U T I C A LS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N GV o l .10S u p pl .1M a y 2019收稿日期:2019-01-16; 修回日期:2019-01-30通信作者:隋立军,l js u i @163.c o m 引用格式:隋立军,邱弢,马健.民用飞机有限元模型的适航符合性验证[J ].航空工程进展,2019,10(增刊1):6-11.S u i L i j u n ,Q i uT a o ,M a J i a n .A i r w o r t h i n e s s c o m pl i a n c e c e r t i f i c a t i o n o f f i n i t e e l e m e n tm o d e l (F E M )f o r c i v i l a i r c r a f t [J ].A d v a n c e s i nA e r o n a u t i c a l S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,2019,10(S 1):6-11.(i nC h i n e s e )文章编号:1674-8190(2019)S 1-006-06民用飞机有限元模型的适航符合性验证隋立军,邱弢,马健(中国民用航空适航审定中心西安航空器审定中心,西安 710065)摘 要:在民机结构强度设计及优化中,有限元模型作为一种数值计算方法已被广泛应用,并被业内所认可,但至今仍缺乏一套有效的有限元模型适航验证方法㊂从适航规章角度出发,探讨有限元模型的验证思路和要求,梳理验证要素,并给出验证评价体系,可用于指导后续民机设计有限元模型适航符合性验证㊂关键词:有限元模型;适航;符合性;验证中图分类号:V 215.5 文献标识码:A D O I :10.16615/j.c n k i .1674-8190.2019.S 1.002A i r w o r t h i n e s sC o m pl i a n c eC e r t i f i c a t i o no f F i n i t eE l e m e n tM o d e l (F E M )f o rC i v i lA i r c r a f tS u i L i ju n ,Q i uT a o ,M a J i a n (X i ’a nA i r c r a f tC e r t i f i c a t i o nC e n t e r ,A i r w o r t h i n e s sC e r t i f i c a t i o nC e n t e r o fC A A C ,X i ’a n710065,C h i n a )A b s t r a c t :A s o n e o f t h en u m e r i c a l c a l c u l a t i o nm e t h o d s ,t h eF i n i t eE l e m e n tM o d e l (F E M )h a s b e e nu s e d a l o t i nt h e c i v i l a i r c r a f t s t r e n g t hd e s i g n a n d s t r u c t u r e o p t i m i z a t i o n ,a n d a l s o b e e n r e c o g n i z e d a s t h em o s t u s e f u l n u m e r i -c a l c a l c u l a t i o nm e t h o d s i n t h e a v i a t i o n d o m a i n .B u t u p t o n o w ,t h e r e i s n o o n e e f f e c t i v ew a yt o v a l i d a t eF E Mf o r a i r w o r t h i n e s s c e r t i f i c a t i o n .T h eF E M a i r w o r t h i n e s sc e r t i f i c a t i o nr e q u i r e m e n t sa n dt h o u g h t sa r ee x p l o r e df r o m t h e a i r w o r t h i n e s s r e g u l a t i o n t o m a k es u r e t h ec e r t i f i c a t i o n p o i n t sa n de s t a b l i s ht h ec e r t i f i c a t i o ne v a l u a t i o ns y s -t e m.T h em e t h o do f v e r i f y i n g t h eF E Mf o r c e r t i f i c a t i o n c a nb eu s e d f o r t h e f u t u r e c i v i l a i r c r a f t d e s i g n .K e y wo r d s :f i n i t e e l e m e n tm o d e l (F E M );a i r w o r t h i n e s s ;c o m p l i a n c e ;c e r t i f i c a t i o n 0 引 言有限元法作为一种求解微分方程的数值计算方法,具有理论完善㊁物理意义直观㊁计算效率高等优点㊂自20世纪60年代正式提出以来,伴随着电子计算机技术的发展和应用,基于有限元方法的计算机辅助工程(C o m p u t e r -A i d e d E n g i n e e r i n g ,简称C A E )应用越来越普及,并成为飞机结构设计的主流工具,在结构优化设计及减重方面发挥了不可替代的作用,提高了飞行器的可靠性,缩短了新机型研制周期[1]㊂目前在国内外飞机强度设计领域,有限元方法已成为了一种不可或缺的重要分析手段㊂民机强度分析大部分采用基于有限元的工程分析方法进行,其结构内力取自全机有限元内力计算结果;对于局部结构,则取全机有限元计算结果为边界条件进行细化模型分析㊂因此,作为飞机结构强度分析的输入条件,有限元模型是飞机结构强度分析中的一个至关重要的环节㊂对于民用飞机,其结构强度设计必须满足相关的民用航空适航规章㊂民用航空适航规章对机体结构强度提出了全面㊁系统的设计及验证要求,当中包含了对强度分析方法(包括有限元分析方法)的验证要求[2-5],要求有限元分析方法及模型必须有效㊁合适㊁可靠,并经验证㊂使用有限元分析方法及模型来表明飞机结构强度对适航规章的符合性在国外已取得初步成果,波音㊁空客等大型飞机制造商均大量使用有限元模型及分析表明对适航规章的符合性[6],英国韦斯特兰公司研制的WG-30直升机通过有限元分析方法代替试验验证取得了适航证件[7],大大缩短了飞机研制周期,节省了研制成本㊂由于载荷与强度分析方法㊁模型简化方法的各异性,加之国外公开发表的相关资料较少,目前国内飞机结构强度的适航符合性表明仍以M C4㊁M C5及M C6试验验证为主,局方还未接受用有限元分析来全面代替试验验证来表明对规章的符合性;国内也鲜有有限元分析方法及模型验证方面的研究,吴存利[7]从分析与建模流程㊁建模技术㊁软件的完整性及可靠性等方面初步探讨了有限元模型的验证技术问题,但未提出明确的验证要素;刘国方等[8]从有限元建模的质量检查角度出发,给出了有限元模型质量的检查标准与方法,但其未能给出有限元分析方法及模型有效性㊁合适性㊁可靠性的检查标准与判据㊂本文从适航规章及适航要求的角度出发,探讨有限元模型的验证思路和要求,梳理有限元模型十二项评价要素及具体内容,并给出验证评价标准,以期指导后续民机设计有限元模型适航符合性验证㊂1 有限元模型验证的适航要求作为国际主流适航当局,中国民用航空局(C i v i lA v i a t i o n A d m i n i s t r a t i o no fC h i n a,以下简称C A A C)的C C A R(C i v i lA v i a t i o nR e g u l a t i o no f C h i n a)系列规章㊁美国联邦航空局(F e d e r a lA v i a-t i o n A d m i n i s t r a t i o n,以下简称F A A)的F A R (F e d e r a lA v i a t i o nR e g u l a t i o n)系列规章及欧洲航空安全局(E u r o p e a nA v i a t i o nS a f e t y A g e n c y,以下简称E A S A)的C S(C e r t i f i c a t i o nS p e c i f i c a t i o n s)系列规章是民用飞机设计与制造主要依据,其中均包含了对有限元分析及模型的要求㊂以C A A C发布的C C A R-25部R4‘运输类飞机适航标准“[2]为例,载荷和静强度对有限元模型验证的相关条款如下:第25.301条载荷(b): 除非表明确定受载情况的方法可靠,否则用以确定载荷大小和分布的方法必须用飞行载荷测量来证实”;第25.305条强度和变形(b)(3): 所用的方法和假设足以计及这些变形影响”;第25.307条结构符合性的证明(a): 只有在经验表明某种结构分析方法对某种结构是可靠的情况下,对于同类的结构,才可用结构分析来表明结构的符合性 ”㊂C A A C发布的管理程序A P-21-A A-2011-03R4‘航空器型号合格审定程序“[3]中也明确指出: 使用好的分析技术不足以保证分析结果的有效性,因此申请人必须表明数据是有效的㊂审查代表在审查工程分析时,要负责检查确认数据的准确性㊁适用性以及所做的分析未违背原问题的假设条件㊂”F A A发布的F A R25部[4]及O r d e r 8110.4C[5]中要求与C A A C要求基本相同㊂此外, F A A还专门发布了题为‘F i n i t eE l e m e n t M o d e l V a l i d a t i o n“的问题纪要[9],要求当申请人应用有限元模型来表明对于§25.305(强度和变形)和§25. 307(结构符合性的证明)的符合性时,需起草问题纪要来建立符合性方法㊂依据以上法规和问题纪要,局方明确要求在有限元模型应用于结构分析之前,必须对有限元分析结果的有效性㊁合适性㊁可靠性和保守性进行验证,以表明该有限元模型及采用的分析方法或假设有足够的精确度或足够保守㊂2 有限元模型的验证思路2.1 有限元建模过程有限元方法实质上是把具有无限个自由度的连续系统,理想化为只有有限个自由度的单元集合体,使问题转化为适合于数值求解的结构型问题㊂通过假想把连续系统分割成数目有限的单元,单元之间只在数目有限的节点相互连接,构成一个单元集合体来代替原来的连续系统㊂在节点上引进等效载荷(或边界条件),代替实际作用于系统上7增刊1 隋立军等:民用飞机有限元模型的适航符合性验证的外载荷(或边界条件),每个单元内则按一定的规则建立求解未知量与节点相互作用之间的关系(如力-位移)㊂把所有单元的这种特性关系按一定的条件(变形协调条件㊁连续条件或变分原理及能量原理)集合起来,形成并求解一组以节点变量为未知量的代数方程组㊂强度分析已有多种商业成熟的有限元分析程序,目前在航空领域中应用较多㊁国际通用的是M S C.P A T R A N和N A S T R A N㊂飞机全机有限元分析一般包括全机有限元模型建立㊁组装和更新㊁有限元节点载荷生成㊁有限元计算㊁有限元结果处理等过程㊂有限元建模通常应基于结构总体受力情况初步分析与预判,在不改变结构总体传力路线的前提下选取结构分析区域并进行适当简化,根据结构细节特征和应力梯度变化等情况划分适当的网格及密度,选取适当的单元类型和材料属性参数,保证简化后的单元刚度等效并能反映节点的真实(连续或不连续)位移情况㊂此外,载荷施加和边界约束的处理也应在符合结构真实支持状态前提下进行适当简化㊂2.2 有限元模型的验证思路目前,新型民机研制中由于有限元模型㊁载荷及分析结果轮次多㊁数据量大,因而处理过程繁琐,特别是全机有限元数据常常涉及到不同部门或多个研制供应商之间大量的分析结果传递,一旦分析结果处理有误,将直接影响设计质量并拖延全机各部段/部件的设计㊁分析进程㊂因此对有限元模型进行必要的验证,保证模型及采用的分析方法或假设有足够的精确度或足够保守就显得至关重要㊂根据局方相关要求及有限元分析过程,验证可从以下方面开展:分析选取的代表性的模型几何尺寸是局部细节模型或全机模型?材料数据是否准确?是否来源于局方认可的资料或申请人试验获得的数据?需结合对结构受力情况做出适当的假设与简化,选取单元类型(如杆单元㊁壳单元㊁梁单元㊁实体单元等)㊁位移插值函数等是否合适?有限元模型的连续性能否保证?单元局部坐标系是否正确?载荷施加方式㊁约束与支持方式/边界条件是否正确?网格密度是否合适?有限元方法选取的数值计算方法的精度如何(商业有限元软件一般不涉及,自开发的有限元程序需要考虑)?申请人在有限元方法成为局方可接受的分析方法之前,可以将有限元分析结果与经典或已知的解析解进行比对㊁验证,以证明模型是否需考虑非线性情况㊁偏心效应及产生的次生弯矩㊂以悬臂梁分析为例,不同的单元简化可能得到不同的分析结果,因此可将不同的有限元模型与解析解进行对比,以验证模型的有效性㊁合适性,具体如表1所示㊂对于悬臂梁而言,通过对比,梁单元㊁壳单元及实体单元三种模型中,梁单元模型是一种较为理想的有限元模型㊂表1 悬臂梁有限元模型的验证模型类型最大应力/M P a最大变形/mm最大应力误差/%解析解290.10-38.5-梁单元290.14-38.90.01壳单元298.00-38.72.65实体单元327.00-38.711.28 此外,申请人可使用真实试验情况来验证有限元模型,例如在静力试验或飞行试验过程中使用加速度传感器㊁位移传感器㊁压力传感器㊁应变片等手段来实测相关数据与有限元分析结果比对,来验证有限元模型㊂因实际试验中可能存在间隙㊁残余应力及滞后效应,实测值应排除这些因素后再与有限元结果进行比对㊂上述方法中应用最普遍的方法是在指定区域粘贴应变片进行应变值测量,并将有限元模型预测值与实测值进行对比㊂因高应力区或结构复杂区域应力梯度变化较大,无法真实反映结构受力,应选取应力梯度较小的区域的应变值进行比对,同时还需考虑此处的应力主方向和结构各种严酷载荷情况㊂若偏离较小(如误差在10%以内)㊁吻合度较好,如图1所示,则意味着模型尺寸㊁施加的外载荷㊁模型刚度(节点与单元)与边界条件是可接受的,该有限元模型即可被接受而无需更多评估㊂8航空工程进展 第10卷图1 有限元分析结果与试验结果对比判据3 有限元模型的验证3.1 验证要素有限元模型方法作为一种高度软件工程化的数值方法,其验证可以划分为两部分,一部分是有限元软件本身的验证,这些验证与通常的软件鉴定差别不是很大;另一部分是对有限元方法的验证㊂文献[8]㊁[10]㊁[11]中虽然介绍了一些验证要素,但基本还是基于软件应用对建模过程的验证,而局方明确要求的有限元模型应用于结构分析之前对有限元分析结果的有效性㊁合适性㊁可靠性和保守性的验证,更着眼于分析结果与试验结果的接近或吻合程度㊁分析模型与真实飞机受力情况的差距㊂依据对有限元建模过程的梳理,其验证要素及验证过程可按表2中的评价体系开展㊂其中共有12个检查要素,对应有3级评价结论,分别为 好”㊁ 一般”㊁ 差”,对应的分值分别为2分㊁1分㊁0分,检查时每一项要素分别对应到3级标准,填写相应数值㊂其中第1项㊁第2项㊁第3项及第9项检查要素要特别关注,必要时应反复检查㊂根据评价的总分及其对应标准,可对有限元模型进行评价与判断,并对有限元模型进行相应的修改完善㊂表2 有限元建模验证评价表序号检查要素检查判据评价结论好(2分)一般(1分)差(0分)1结构传力分析飞机整体传力路线是否清楚?2建模目的该有限元模型要获取的输出结果是否清楚?能否在试验中获取?3模型简化分析选取的模型几何尺寸(局部细节模型或全机模型)是否真实考虑了结构的传力特性㊁非线性特性?4材料数据材料数据是否来源于局方认可的资料或申请人试验获得的数据?5单元类型选取单元类型(如杆单元㊁壳单元㊁梁单元㊁实体单元等)㊁位移插值函数等是否合适?刚度是否等效?6网格密度网格密度是否合适?7节点布置模型的连续性能否保证?是否有奇异点或硬点?8单元坐标系单元局部坐标系是否正确?9载荷与边界条件载荷施加方式㊁约束与支持方式/边界条件的假设与简化是否正确?10数值计算方法有限元方法选取的数值计算方法的精度如何?11分析结果验证经典算例的有限元分析结果与已知经典解是否吻合?12分析结果验证有限元分析结果与试验结果吻合度如何?合计总分:总分评价结论:0-6有限元模型差,无法用来表明对§25.305(强度和变形)和§25.307(结构符合性的证明)的符合性㊂6-20有限元模型较好,但若用来表明对§25.305(强度和变形)和§25.307(结构符合性的证明)的符合性,仍需进一步完善有限元模型㊂20-24有限元模型好,可以用来表明对§25.305(强度和变形)和§25.307(结构符合性的证明)的符合性㊂9增刊1 隋立军等:民用飞机有限元模型的适航符合性验证3.2 验证实例以前文中论及的悬臂梁有限元模型为例,使用表2中的12项检查要素与要求,对梁单元㊁壳单元和实体单元三种有限元模型进行评估㊂本例中悬臂梁的受力情况与传力分析十分清晰,当一端简支㊁自由端施加通过刚轴的垂向集中力时,梁的任意截面上有正应力及剪应力,同时梁不发生扭曲变形㊂假定三种有限元模型的材料数据均合理正确,均为各向同性材料(MA T1),网格密度均能反映真实应力水平,单元坐标系设置正确㊂梁单元模型建模选用的单元类型为C B A R单元,可以模拟弯曲变形状态,其单元计算输出结果为梁单元两个计算平面内的轴力与弯矩㊂壳单元模型建模选用的单元类型为C Q U A D4四节点单元㊂实体单元模型建模选用的单元类型为C T E T-R A4四面体单元㊂通过悬臂梁受力分析,三种单元相比较,梁单元最适宜模拟这种受力形式,在不考虑结构细节及连接的情况下,该种建模方式是最有效㊁最经济的㊂壳单元适宜用于模拟薄壁结构,当梁截面的缘条及腹板厚度较小时,壳单元计算得到的应力值与理论值较接近,但由于壳单元的单元刚度要大于梁单元,所以计算得到的最大挠度要小于梁单元计算结果㊂实体单元是通过直接求解刚度矩阵方程求解单元位移,进而求解单元应力㊂对于复杂结构及厚度较大的结构,实体结构能较为准确模拟其受力,特别对结构细节的应力场分布模拟准确㊂当结构厚度较小时,单元畸变较为严重,收敛率较差㊂上述三种模型的评价结论如表3所示,因无试验实测数据,故分析结果验证仅对比理论解与有限元计算解㊂可以看出:梁单元有限元模型能较为真实反映结构实际受力情况,比壳单元及实体单元模型更有效㊁更合适㊂表3 悬臂梁有限元模型的验证序号检查要素检查判据评价结论梁单元模型壳单元模型实体单元模型1结构传力分析飞机整体传力路线是否清楚?211 2建模目的该有限元模型要获取的输出结果是否清楚?能否在试验中获取?2223模型简化分析选取的模型几何尺寸(局部细节模型或全机模型)是否真实考虑了结构的传力特性㊁非线性特性?2114材料数据材料数据是否来源于局方认可的资料或申请人试验获得的数据?2225单元类型选取单元类型(如杆单元㊁壳单元㊁梁单元㊁实体单元等)㊁位移插值函数等是否合适?刚度是否等效?211 6网格密度网格密度是否合适?222 7节点布置模型的连续性能否保证?是否有奇异点或硬点?211 8单元坐标系单元局部坐标系是否正确?2229载荷与边界条件载荷施加方式㊁约束与支持方式/边界条件的假设与简化是否正确?211 10数值计算方法有限元方法选取的数值计算方法的精度如何?221 11分析结果验证经典算例的有限元分析结果与已知经典解是否吻合?211 12分析结果验证有限元分析结果与试验结果吻合度如何?///合计总分2216154 结束语本文通过对有限元分析方法及模型验证的适航要求进行梳理,探讨了有限元模型的验证要求及验证思路,并提出了有限元模型验证的12项检查要素㊂使用该方法能够定量地评估所建立的有限元模型的有效性㊁合适性㊁可靠性和保守性,为进一步修改㊁完善有限元模型提供了依据和指导㊂国内01航空工程进展 第10卷新型民机研制中应加快推进有限元技术发展与应用,对有限元模型进行充分验证,充分利用有限元模型方法代替试验验证来表明对适航规章的符合性㊂参考文献[1]关玉璞,陈伟,崔海涛.航空航天结构有限元法[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2009.[2]F A A.O r d e r8110.4C.T y p e c e r t i f i c a t i o n[S].U S A:F A A,2007.[3]中国民用航空局.A P-21-A A-2011-03-R4航空器型号合格审定程序[S].北京:中国民用航空局,2011. [4]中国民用航空局.C C A R-25-R4中国民用航空规章第25部运输类飞机适航标准[S].北京:中国民用航空局,2011.[5]F A A.F A R-25.A i r w o r t h i n e s sS t a n d a r d s:T r a n s p o r tC a t e-g o r y A i r p l a n e s[S].U S A:F A A,2016.[6]陈智恒.有限元数值分析方法在适航符合性验证中的应用研究[D].南京:南京航空航天大学,2018.[7]吴存利.浅谈民机强度有限元分析适航认证技术[J].航空科学技术,2011(2):36-39.[8]刘国方,孙惠敏,李真,等.民用飞机有限元模型质量检查探讨[J].民用飞机设计与研究,2013(3):28-30.[9]F A A.T r a n s p o r tA i r p l a n e I s s u e s L i s t:F i n i t eE l e m e n tM o d-e lV a l i d a t i o n[S].U S A:F A A,2016.[10]J o h nB a r l o w.Ar o l em o d e l f o r q u a l i t y m a n a g e m e n t i n f i n i t ee l e m e n t a n a l y s i s[C]∥I t a l y:T h e70t hM e e t i n g of t h e S t r u c-t u r e s a n d M a t e r i a l sP a n e l o fA G A R D,1990. [11]A l a nES t o c k w e l l.Av e r i f i c a t i o n p r o c e d u r e f o rM S C/N A S-T R A Nf i n i t e e l e m e n tm o d e l s[R].U S A:N A S A,1995.作者简介:隋立军(1986-),男,硕士,高级工程师,主要研究方向:民用飞机载荷强度适航审定㊂邱 弢(1963-),男,学士,高级工程师,主要研究方向:民用航空器适航审定㊂马 健(1966-),女,硕士,高级工程师,主要研究方向:民用飞机结构强度适航审定㊂(编辑:沈惺)(上接第5页)[4]G B J5435.3无人机强度和刚度规范[S].北京:国防工业大学出版社,2005.[5]谢传峰,王琪.理论力学[M].北京:高等教育出版社,2009:37-40.[6]‘飞机设计手册“总编委.‘飞机设计手册“第9册 荷载㊁强度和刚度[M].北京:航空工业出版社,2001.作者简介:顾项颖(1993-),女,硕士研究生㊂主要研究方向:飞机载荷分析与计算㊂宋 晨(1982-),男,博士,讲师,硕士生导师㊂主要研究方向:飞行器气动弹性分析与设计㊁无人机结构强度分析与设计等㊂马铁林(1978-),男,博士,副教授,硕士生导师㊂主要研究方向:无人机总体设计㊁总体气动优化设计等㊂张晓鸥(1972-),女,硕士,副教授㊂主要研究方向:飞行器结构强度分析与设计等㊂(编辑:赵毓梅)11增刊1 隋立军等:民用飞机有限元模型的适航符合性验证。
适航审定的理念和原则
2007年7月 民航总局适航司
CAAC
三、申请人/持证人和局方的责任和义务
• 1、公众的投票方式
CAAC
一、适航的来源及其发展
• 4、FAA适航审定的发展历史简介
– 1903年莱特兄弟首次航空飞行 – 1926年美国在商务部成立航空司（Aeronautic Branch），并颁发第7号航空通报（基本要 求），对飞行员、航图、导航、适航标准进行 管理 – 第一架飞机Buhl Airstar得到了型号合格审定， 并颁发了飞机设计手册。
• 1、适航的定义
– 航空器能在预期的环境中安全飞行（包括起飞 和着陆）的固有品质，这种品质可以通过合适 的维修而持续保持。
2007年7月
民航总局适航司
CAAC
一、适航的来源及其发展
• 2、从适海到适航
– SEA-WORTHINESS 适合于在海上航行，值得 在海上航行。 – AIR-WORTHINESS适合于在空中飞行，值得 在空中飞行。
CAAC
一、适ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的来源及其发展
• 7、小结
– 适航来源于公众利益的需求，以及航空工业发 展的需求。 – 适航随着航空工业的进步而发展，航空工业是 适航发展的基石，适航为航空工业的发展保驾 护航。
2007年7月
民航总局适航司
CAAC
二、适航标准要求的安全水平
• 1、举例 • 2、确定的安全水平 • 3、现代民用飞机的实践活动所表现的安全 水平 • 4、小结
民用飞机适航审定流程体系
汇报人：
2023-12- • 初步审查 • 详细审查 • 审定试验与验证 • 适航审定结论 • 后续监管与监督
01
适航审定概述
适航标准与规范
中国民用航空局(CAAC)适航规章
中国民用航空局根据国际民用航空组织(ICAO)的适航标准和规范，结合中国实际情况，制定了一系列的适航规章 ，如《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》(CCAR-121)等。
03
持续适航文件的更新可能涉及到飞行员培训内容的变更，飞行
员需接受相关培训以确保安全操作。
THANKS
感谢观看
在规定时间内完成整改。
不能投入运营
在未完成整改之前，飞机不能投入 商业运营，否则将被视为不安全。
可能面临处罚
如果审查不合格且未能及时完成整 改，飞机制造商和相关责任人可能 会面临处罚。
补充审查要求
增加审查内容
如果在初步审查中发现存 在需要进一步核实的问题 ，审查组会提出补充审查 要求。
提供额外证据
包括起飞、爬升、巡航、下降、着陆等性能的评 估。
02 操作特性
评估飞机的操作难度、飞行员工作负荷等。
03 运行经济性
评估飞机运行成本、油耗、航程等经济性指标。
飞机结构审查
结构设计
检查飞机结构布局、材料 选用、连接方式等。
结构疲劳
评估飞机在长时间使用过 程中的结构疲劳安全性。
结构强度
验证飞机在各种工况下的 结构完整性和稳定性。
国际民用航空组织(ICAO)适航标准和规范
国际民用航空组织是联合国的一个专门机构，负责制定全球统一的民用航空运输标准和规范，包括适航标准。
适航审定流程目的
保证飞行安全
民用飞机航电系统地面试验室适航符合性验证试验(MoC4)流程的研究
２ ． ３ ． １ 概述
由于在地面试验环境 中 ． 试验设施 模拟 了飞行 环境 ． 包含 了试验 件 的连线 ．以及在试验 件组成 的飞机 系统中加 入的必要 的测试工具 ． 如数据采集 、 故障注入 等 ． 这些都是 造成地面试验 环境与飞行环 境偏 差 的主要来源 ． 因此 ． 说明试验设施 的符合性在整 个符合性说 明中显 得 尤为重 要。试 验设施 的符合性 有以下 几个方 面： １ ） 试验设施ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制造符合性 ： ２ ） ｉ ￣验设施的安装符合性 ａ ３ ） 对偏离的分析 ： ４ １ 通过一些测试来证明符合性 ２ ． ３ ． ２ 试 验设施 的制造 符合性 试验设施 的制造 符合性是 为了说明试验设施 的整个设计 制造流 程是可控 、 可追溯的。 说 明试验设施 的性能指标是满足要求的 可 以通 过提交文件资料的方式说明试验设施 自身的制造符合性 ， 包括 ： １ ） 试验设施 的技术要求 ： ２ ） 试验设施 的制造商提供的制造符合性声明和符合性矩阵 ： ３ ） 经承试单位批准的试验设施的验收测试程序（ Ａ ｒ ｒ Ｐ ） 和验收测试 报告（ Ａ Ｔ Ｒ） ： ４ ） 试验设施制造 商按照适航当局的要求提供 的试验 设施 制造过 程文件和制造商的质量体系文件 ： ５ ） 上述 四条说 明了试 验设 施的制造过程是可控 的． 并 且最终产品 符 合 技 术 规 范 试验设施 的性 能可通过提供试 验台的计量 报告来说 明试 验设施 的性能是满足设计指标（ 试验要求） 的。 一般情况下试验设施的计量每 年进行一次。 ２ ＿ ３ ． ３ 试 验设施的安装 符合性 试验设施的安装符合性是为了说明在试验 室中 ． 被 测系统与试验 ３ 结 论 设 施的安装情况与飞机 是一致 的。 说明 了本次试验的构型是具有代表 本文对民用飞机航 电系统在地 面试 验室开展适航 符合性验证 试 性的（ Ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ） ， 是 的可控 、 可追溯 的。 可以通过提交试验设施的 验的流程 进行 了研究 ，总结 了航 电系统 Ｍｏ Ｃ ４试验的一般试验 流程
民机CCAR25.1309条款符合性验证思路与方法分析
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科技
・
探索・ 争鸣
民机 Ｃ Ｃ Ａ Ｒ 石 （ 上海 飞机 设计研 究 院 四性 与产 品支 援部 。 中国 上 海 ２ ０ １ ２ １ ０ ）
【 摘 ￣ｌ Ｃ Ｃ Ａ Ｒ ２ ５ ． １ ３ ０ ９条款规 定了民机必须 满足的设备 、 系统与安装方面的安全性要 求， 是最具综合性和复杂性的条款之一。 本 文通过对 Ｃ Ｃ ＡＲ ２ ５ ． １ ３ ０ ９条款的解读 ， 分析了民机 Ｃ Ｃ Ａ Ｒ ２ ５ ． １ ３ ０ ９条款符合性 的思路与方法 。
【 关键词】 ２ ５ ． １ ３ ０ ９ ； 符合性 验证 ； 符合一 ｔ ｇ Ａ － ￣
０ 前 言
大型民用运输类 飞机 为表 明其安全性 ， 须验证对 Ｃ Ｃ Ａ Ｒ２ ５部的符 合性 。针对 ２ ５部 的不 同条款 ， 申请人 采用不同的符合性验证方 法， 方 法组合来表明飞机设 计对其符合性 对于各种符合性方法ｌ ｌ １ ． 国内外的 学者和工程技术人员 ， 已对其有较为深入的解读踟． 对于Ｃ Ｃ ＡＲ ２ ５ ． １ ３ ０ ９条 款“ 设备 、 系统及安 装” ． 则多见仅针对 某具体系统 的符合性思路 的介 绍 。作为 Ｃ Ｃ Ａ Ｒ ２ ５部 中最具有综合 性和复杂性的条款之 一 ． １ ３ ０ ９条 ２ Ｃ Ｃ ＡＲ ２ ５ ． １ ３ ０ ９条 款 符合 性 验 证 思 路 与 方 法 款涉及 飞机所有 系统 和设备 ： 其对飞机与系统安全性提 出了纲领性 的 通过对条款的解读 ． 从 民机研制顶 层考 虑． 分析飞机对 ２ ５ ． １ ３ ０ ９ 条 要求 ， 对验证飞机安全性 至关重要 本文件通过对 Ｃ Ｃ Ａ Ｒ ２ ５ ． １ ３ ０ ９ 条款 款的符合性验证通用思路 与方法 的解 读 ． 从 民机全 机层 面综合 考 虑 ． 分 析 民机研制 过 程 中为表 明对 ２ ． １ １ ３ ０ ９ Ｎ ） 条款 １ ３ ０ ９ 条款符合性 的验证思路与方法 为验证对 １ ３ ０ ９ （ ａ ） 的符合 性 ． 需要针对 飞机／ 系统“ 预定功能 ” 等的 １ Ｃ Ｃ ＡＲ ２ ５ ． １ ３ ０ ９条 款解 读 说 明性 文 件 （ Ｍｏ Ｃ １ ） ， 如飞机／ 系统 功 能 定 义 、 描 述类 的文 件 ； 针对“ 可 预 期的运行条件” 和完成 “ 预定功能” ． 应开展必要 的试验（ 包括试验室试 １ ． １ Ｃ Ｃ ＡＲ ２ ５ ． １ ３ ０ ９条 款 内 容 验（ Ｍｏ Ｃ ４ ） ， 地面试验（ Ｍｏ Ｃ ５ ） ， 飞行试验（ Ｍｏ Ｃ ６ ） ￣模拟器试验（ Ｍｏ Ｃ ８ ） ） 和 中国 民用 航 空局 于 ２ ０ １ １年 发 布最 新 的 Ｃ Ｃ ＡＲ ２ ５部 Ｒ ４版 ． 其 机上检查 （ Ｍ ｏ Ｃ ７ ） ． 如 自然结冰飞行试验等 ： 并辅 以相关系统设备的鉴 ２ ５ ． １ ３ ０ ９条款详细内容 如下： 定试验材料 （ Ｍｏ Ｃ ９ ） 第２ ５ ． １ ３ ０ ９条 设备 、 系统及安装 ２ ． ２ １ ３ ０ ９ （ ｂ ） 条款 （ ａ ） 凡航空器适航标准对其功能有要求 的设备 、 系统及安装 ． 其设 根据 Ａ Ｃ ２ ５ ． １ ３ ０ ９的建 议 ． 安全性评估 ｆ Ｍ ｏ Ｃ ３ ） 是验证 １ ３ ０ ９ （ ｂ ） 条款 计必须保证在各种可预期 的运行条件下能完成预定功能 。 的基本必 须方法 ． 如Ｆ ＨＡ、 Ｐ Ａ Ｓ Ａ ／ Ｐ Ｓ Ｓ Ａ、 ＡＳ ＭＳ Ｓ Ａ等． 并辅 以说 明性文 （ ｂ ） 飞机 系统与有关部件 的设 计 ． 在单独 考虑以及与其 它系统一 件： 为确认 和验证安全 眭评估 中失效状态影响等级等 的需要 ． １ ３ ０ ９ ｆ ｄ １ 条 同考虑的情况下 ． 必须符合下列规定 ： 款所指出的试验形式 ．对于部分系统的符合性验证工作也是必要的． 如 （ １ ） 发生任何妨碍飞机继续安全飞行与着陆的失效情况的概率极小 ： Ｉ ＭＡ失效模 拟器试验等 ： 综 合复杂 系统对 １ ３ ０ ９ （ ｂ ） 条款的符合性 验证 （ ２ ） 发生任何降低飞机能力或机组处理不利运 行条件能力的其它 过程 中 ． 应综合 应用研制过程保证 技术与安全性评估技 术 ． 如设备研 失效情况的概率很小 制保证等级 （ Ｉ Ｄ Ａ Ｌ ） 的分 配和验证 ， 并提供 相应 的设备鉴定材料 （ ｃ ） 必须提供警告 信息 ． 向机组指 出系统 的不安 全工作情况 并能 ２ － ３ １ ３ ０ ９ （ ｃ ） 条 款 使机组采取适当的纠正动作 系统、 控 制器件 和有 关的监控与警告装 针对 １ ３ ０ ９ （ ｃ １ 条款 ． “ 系统 的不安 全工作情况 ” 主要通过 安全性评 置 的没计必须尽量减少可能增加危 险的机组失误 估来定义和确认 ． 并通过需求传递落实在飞行手册等说明性文件中： 对 （ ｄ ） 必须通 过分析 ， 必要 时通过适 当的地 面 、 飞行或模拟 器试验 ． 于“ 适 当的纠正动作” 等该条款内容的确认与验证工作 ． 必须开展相应 来表 明符合本条 （ ｂ ） 的规定。这种分析必须考 虑下列情况 ： 的试验和必要 的机上检查 ． 如告警试验 等 （ １ ） 可能的失效模式 ． 包括外界原因造成 的故 障和损坏 ： ２ ． ４ １ ３ ０ ９ （ ｄ ） 条 款 （ ２ ） 多重失效和失效未被检测出的概率 ： １ ３ ０ ９ （ ｄ ） 条款是对 ｆ ｂ １ 条款 的进一步强调 ． 所采用 的思路 和方 法与 （ ３ ） 在各个飞行阶段和各种运行条件下 ． 对飞机和乘员造成的后果 ： ｆ ｂ ） 条款一致。 （ ４ ） 对机组 的警告信号 ， 所需的纠正动作 ， 以及对故障的检测能力 ２ ． ５ １ ３ ０ ９ （ ｅ １ 条款 （ ｅ ） 在表明电气系统和设备的设计与安装符合本条 （ ａ ） 和（ ｂ ） 的规 １ ３ ０ ９ （ ｅ ） 条款是针对 电气系统和设备对（ ａ １ 和（ ｂ 涤 款 的进一步要求 ， 定时． 必须考虑 临界 的环境条件 民用航空规章规定具备 的或要求使 主要 采用说 明性 文件（ Ｍ ｏ Ｃ Ｉ ） 、 安 全性 评估 ． 结 合必要的试验 、 机上检 用 的发电 、 配电和用 电设备 ． 在可预期 的环境 条件下能否 连续安全使 查 以及设备鉴定材料 用． 可由环境试验 、 设计 分析或参考其它 飞机 已有 的类似 使用经验来 ２ ． ６ １ ３ ０ ９ （ ｉ ＇ ） 条 款 表 明． 但适航 当局认可 的技术标准中含有环境 试验程序 的设备除外 １ ３ ０ ９ （ ０ 条款引 向 １ ７ ０ ９ 条款 ． 主要 的符合性方法为安全性评估 ． 并 … 必须按 照 ２ ５ ． １ ７ ０ ９条的要求 对 电气线 路互联系 统（ Ｅ ＷＩ Ｓ ） 进行 辅 以说明性文件 。针对 Ｅ ＷＩ Ｓ安全性评估工作 ． 需 与接 １ ２ １ 系统 的安全 评估 。 性 评估工作结合开展 １ ． ２ 条款解读 另外 ， 对于如相似 性分析 （ Ｍ ｏ Ｃ ２ ） 等 的方法 。 在机型 和运行 条件 、 （ ａ ） 条款 中的“ 可预期 的运行条 件” 是 指可 能的所有 飞机运 行情 环境条件等相近情况可参 考使用 ： 符合性方法也 在创新 ． 在与局方达 况， 包括 飞机正 常运行条件 、 应急构型条件 、 可能 的正常和恶劣环境条 成一致的前 提下 ． 也可应用其它等效方法 件等 “ 预定功能” 即指在飞机系统功能定义时确定的系统功能 （ ｂ ） 条款规定 了失效状态 的影响程度与其失效可能性 （ 概率 ） 之间 ３ 总 结 关系的要 求。 Ａ Ｃ ２ ５ ． １ ３ ０ ９ 对失效概率 的解读 以及与影响程度的关 系作 本文通过对 Ｃ Ｃ ＡＲ ２ ５ ． １ ３ ０ ９条款 的解读．分析 了民机 Ｃ Ｃ Ａ Ｒ ２ ５ ． １ ３ ０ ９ 了详尽描述 。此外 ． Ｃ Ｓ ２ ５ ． １ ３ ０ ９ 条款增 加了“ 灾难性失效状态不能 由单 条款符合性 的思路与方法 。 对于民机不同系统 ， 可结合该思路与方法 ， 选 点失效导致 ” 的要求 择适合于 自身系统 的其 中某一种或几种方法 、 最低成 本地来 满足条款 （ ｃ ） 条款要求了与不安全系统运行条件相关的信息需提供给机组。“ 系 统 的不安全工作情况” 是指可能导致或者与其它继发失效结合导致潜 在危 险／ 灾难性失效 的不安全 陛条件
适航符合性验证方法浅析
适航符合性验证方法浅析摘要:适航符合性验证是民用发动机研制的特点,符合性是验证的目的,验证方法是确定验证对象是否具有符合性时所用的手段。
本文通过介绍十种适航符合性验证方法以及对符合性验证方法的选用原则进行分析,对符合性验证方法作了较详细的介绍，可供发动机设计、适航技术人员参考、借鉴。
关键词:民用发动机适航符合性验证方法验证试验0概述适航符合性验证是为了保障民用航空活动安全,采用不同的说明和验证方法获得所需的证据资料向审查方表明产品对于适航条款的符合性,只有全面完成符合性验证才能取得民航适航证,只有取得各类适航证的产品才能合法进入市场。
1适航符合性验证方法1.1 适航符合性验证方法概述符合性验证是指采用各种验证手段,以验证的结果证明所验证的对象是否满足民用发动机适航条例的要求,检查验证对象与适航条例的符合程度,贯穿民用发动机研制的全过程。
常用的符合性验证方法根据实施符合性验证的形式分为四大类:工程评审、试验、检查、设备鉴定。
为了统一审查双方的认识，便于信息交流，在整理以前的审查经验和借鉴国外的管理成果的基础上，将符合性验证方法汇总十种，每种符合性方法赋予相应的代码为MC0～MC9。
1.2 符合性验证方法的应用说明1.2.1 MC0——符合性声明通过引用型号设计文件(如图纸、技术条件、技术说明书)等手段来定性地说明型号设计符合相应的适航条款要求。
1.2.2 MC1——说明性文件通过向适航部门提交有关型号设计资料(如说明、图纸、技术文件等),由其组织,以工程评审的形式来确定有关设计是否符合相应的适航条款要求。
1.2.3 MC2——分析/计算通过分析和计算的手段(如载荷、静强度和疲劳强度、性能、统计数据分析、与以往型号的相似性)来证明有关设计符合相应的适航条款要求。
1.2.4 MC3——安全评估通过FMEA、FTA等故障分析手段(如初步风险分析、故障树分析、失效模式影响和关键性分析/FMECA,软件质量计划)对有关设计进行安全性评估,验证其对于相应适航条款的符合性。
民用飞机设计人为因素适航关键点解析
民用飞机设计人为因素适航关键点解析作者：沈东来源：《科技视界》2016年第08期【摘要】本文以25.1302条款为基础，从民用飞机设计人为因素适航审查和适航符合性验证的角度出发，提出了民用飞机设计人为因素适航相关的关键点：人为因素设计理念、人为因素设计特征识别及过程介入、人为因素新颖设计特征、差错管理，并对关键点进行了简要解析。
为我国民用飞机人为因素适航相关从业者提供一定的参考作用。
【关键词】人为因素；设计理念；特征识别；新颖设计；差错管理0 概述进入21世纪以来，人们不断以新技术对民用航空安全加以改善，早期引发飞行事故高达80%的技术因素已逐渐降到20%，而人为因素却从20%提至80%，降低人为因素相关的事故率已经成为当前民用航空安全关注的重点[1]。
为了降低人为因素相关的事故率，减少由于设计原因导致的人为因素问题，提出全面系统的适航指导和要求，欧洲航空安全局（EASA）和美国联邦航空管理局（FAA）分别在2007年、2013年发布了CS25.1302条款和FAR25.1302条款，对设计相关人为因素提出了要求[2]。
中国民航局（CAAC）暂未发布此条款，但是引入此条款完善人为因素的适航要求已是大势所趋，未来国内新研制的民用飞机均必须满足此条款的要求，因此，有必要对人为因素适航条款和人为因素适航验证中的重要关注点进行研究。
1 人为因素适航专用条款25.1302与已有人为因素相关条款的关系人为因素适航专用条款：CS25.1302/FAR25.1302：飞行机组使用的安装系统和设备。
本条适用于预期供飞行机组成员在驾驶舱正常就座位置上操纵飞机所使用的安装设备。
这类安装设备必须以单个和与其它此类设备组合的形式表明，它的设计可以使经该设备使用培训的有资格飞行机组成员，在满足下列要求下安全实施与该设备预定功能相关的任务：a）必须安装驾驶舱操纵器件以便完成上述任务，并必须提供完成这类任务所必需的信息。
b）供飞行机组使用的驾驶舱操纵器件和信息必须：（1）以与任务相适应的分辨率和精度，以清晰明了的方式呈现；（2）使飞行机组能够以与其任务的紧迫性、频繁性和持久性相一致的方式进行访问和使用；（3）如为安全运行所必须时，能够使飞行机组知道其行动对于飞机或系统会产生的效果。
民机驾驶舱排烟moc6符合性验证方法研究
关键词：驾驶舱排烟；MOC6；适航验证；飞行试验
0 引言
近 年 来 ，新 闻 报 道 中 多 次 出 现 民 用 航 仅2019年，就有多起民航客机在运行 过程中起火冒烟的事故发生。飞机起火冒烟会给机上的乘员 造成不适和恐慌，若烟气进入到客舱或驾驶舱内部，飞机驾驶 舱中出现烟雾，不仅影响飞行员视界危及飞行安全，而且烟雾 中所含的有害成分会对机组和乘客产生致命伤害。为了保障 旅客和机组的生命安全，中国民航系统制定了非常完善的防 范和应急处置措施，确保在客机着火或出现烟雾时，机组可以 采取有效的措施，及时排出烟雾，最大程度地减小安全隐患。 因此，民用飞机在设计时，就应考虑到飞机舱室排烟能力，并 对其排烟能力进行试验验证。
对 于 十 种 符 合 性 方 法 来 说 ，MOC6 是 专 门 针 对 飞 行 试 验 的 符 合 性方 法 ，该 方 法 是 通 过 飞 机 在 空 中 进 行 飞 行 试 验 来 验 证有关设计对于相关适航条款的符合性。在适航条款明确要 求 或者 其 他 方法 无 法 充分 演 示 对条 款 的 符合 性 时 ，选 择 试 验 MOC6方法进行符合性验证。
民用无人驾驶航空器系统适航审定管理程序
民用无人驾驶航空器系统适航审定管理程序本文旨在介绍民用无人驾驶航空器系统适航审定管理程序。
随着无人机技术的不断发展，越来越多的无人机被用于民用领域，如航拍、物流配送等。
为了保障空中交通安全和保障公共利益，无人驾驶航空器系统必须经过适航审定。
适航审定是指对无人驾驶航空器系统的设计、制造、运营等方面进行审核，确保其满足航空器适航要求，符合航空器设计标准和操作规程。
适航审定由民用航空局负责，其主要内容包括：
1. 适航文件的编制和审批：适航文件是指包括设计、制造、维修和运营等方面的各种文件，如设计说明书、制造规范、操作手册等。
适航文件的编制和审批是适航审定的重要环节。
2. 设计审定：设计审定是指对无人驾驶航空器系统的设计进行审查，确保其满足适航要求和设计标准。
设计审定包括设计说明书的审核、试飞计划的制定等。
3. 制造审定：制造审定是指对无人驾驶航空器系统的制造过程进行审查，确保其满足适航要求和制造规范。
制造审定包括制造质量控制体系的审查、制造过程的监督等。
4. 运营审定：运营审定是指对无人驾驶航空器系统的运营过程进行审查，确保其符合适航要求和操作规程。
运营审定包括操作手册的编制、飞行员资质的认证等。
5. 适航证书的颁发：适航证书是无人驾驶航空器系统进行适航审定后获得的证书，证明其符合适航要求和设计标准，可以投入运营。
民用无人驾驶航空器系统适航审定是确保无人机安全运营的重要环节，应该引起相关部门的高度重视。
CCAR25.1459适航条款符合性验证思路
CCAR25.1459适航条款符合性验证思路CCAR25是中国民用航空适航规定的基础。
CCAR25.1459是其中的一小部分，是关于适航条款符合性验证的规定。
在以下内容中，将从符合性验证的概念、验证过程、验证结果三个方面来阐述关于CCAR25.1459适航条款符合性验证的思路。
一、符合性验证的概念符合性验证是指通过测试、商定、检查或审查，确认某个产品或系统是否符合规范、标准或要求的过程。
符合性验证是确保适航性的重要程序。
根据CCAR25.1459要求，符合性验证应该在适航条款（TSO、STC等）制定之前进行，以确保适航条款符合规范及要求。
二、验证过程1、计划阶段：在这个阶段，需要制定符合性验证计划，并得到适航局的批准。
验证计划应该包括以下内容：• 需要验证的适航条款及相应的验证方法；• 验证执行的人员及负责人；• 验证时间表；• 验证结果的记录和报告；• 结果的分析和处理。
• 确认验证结果是否达到验证计划中的要求；• 如果验证结果不符合要求，需要进行分析和处理；• 进行测试、商定、检查或审查等符合性验证方法。
3、总结阶段：在验证计划执行完毕之后，需要进行总结和报告符合性验证结果。
在总结阶段，应该完成以下内容：三、验证结果符合性验证的结果在适航条款制定之前必须得到确认。
在验证结果中，应该包括以下内容：四、思路总结CCAR25.1459适航条款符合性验证的思路是从符合性验证的概念、验证过程、验证结果三个方面来展开。
在符合性验证过程中，需要制定验证计划，执行验证计划，以及总结验证结果。
验证结果应该包括验证记录、验证报告和验证结果的分析和处理。
通过严格的符合性验证，可以确保适航条款符合规范及要求，也保证了飞行安全。
民航机载设备之试验室适航符合性验证试验(MoC4)
民航机载设备地面试验室适航符合性验证试验（MoC4）流程的研究（中国商飞上海飞机设计研究院，中国上海 201210孟益民）【摘要】本文总结了民用飞机航电系统在地面试验室开展适航符合性验证试验（MoC4）的一般试验流程，详细分析了试验构型的符合性说明方法，从试验件、试验设施、质量体系、试验程序和人员资质等方面详细阐述了其能够满足符合性所应具备的条件关键词：MoC4；航电系统；适航；试验流程作者简介：孟益民（1984.07—），男，湖北黄石人，硕士，工程师，主要研究方向为航电系统集成验证。
0 引言适航符合性验证试验是民用飞机向适航当局表明其对适航条款符合性的重要手段。
根据中国民用航空局（CAAC）的规定，适航符合性验证分为：符合性声明（MoC0）、说明性文件（MoC1）、分析/计算（MoC2）、安全评估（MoC3）、试验室试验（MoC4）、机上地面试验（MoC5）、飞行试验（MoC6）、航空器检查（MoC7）、模拟器试验（MoC8）和设备合格性（MoC9）等十种方法[1]。
由于航电系统功能复杂，与飞机各个系统都有交联关系，很难在地面试验室将航电系统独立出来，因此航电系统的适航符合性验证试验一般多在飞机上进行，即采用机上地面试验（MoC5）和飞行试验（MoC6）的方式。
然而，航电系统的一些功能如机组告警等需要飞机工作在故障状态才会触发，在飞行试验时验证这些功能具有一定的危险性，加上飞行试验本身的成本高昂，目前世界上主要的飞机制造商如美国波音公司、欧洲空中客车公司等越来越多的选择将航电系统的适航符合性验证试验放在地面试验室进行，从而节省大量的飞行小时数，降低制造成本。
我国民用飞机的研制尚处于起步阶段，在航电系统MoC4试验方面尚无成熟的经验，本文针对航电系统MoC4试验的过程和方法开展了研究。
１MoC4试验流程１.1 概述在试验室环境中进行航电系统适航符合性验证试验的流程如图1所示。
首先，飞机制造商编制适航符合性验证计划（CP）。