运输类飞机风挡抗鸟撞适航符合性验证方法
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随着国内 新 研 的 ＭＡ７００ 客 机 风 挡 鸟 撞 设 计 工作的开展，为了满足 ＣＣＡＲ ２５部的条款要求，尽 可 能 避 免 在 验 证 过 程 中 走 弯 路 ，本 文 通 过 对 某 民 用 飞 机 的 鸟 撞 验 证 经 验 进 行 总 结 ，改 进 设 计 与 验 证 流 程 ，提 出 一 套 满 足 条 款 要 求 的 具 有 可 操 作 性 的 风 挡 鸟撞设计与验证方法，为 ＭＡ７００ 飞机的鸟撞适航 性验证工作提供参考。
第 ２ 期 何 思 等 ：运 输 类 飞 机 风 挡 抗 鸟 撞 适 航 符 合 性 验 证 方 法
１８７
１ 适航条款要求
ＣＣＡＲ－２５－Ｒ４《运输 类 飞 机 适 航 标 准》［６］中，与 风挡鸟撞相关的适航 条 款 为 ２５．７７５（ｂ）和 ２５．７７５ （ｃ）条 。
Ａ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃａｔｅｇｏｒｙ Ａｉｒｐｌａｎｅ’ｓ Ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ
Ｈｅ Ｓｉ，Ｌｉｕ Ｃｕｎｘｉ
（Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｘｉ’ａｎ ７１００８９，Ｃｈｉｎａ）
０ 引 言
随 着 生 态 环 境 的 不 断 改 善 ，全 球 每 年 发 生 多 起 飞 鸟 撞 击 飞 机 的 事 故 。 近 年 来 ，我 国 的 鸟 撞 事 故 呈 明显递增势 态，２０１３ 年 中 国 民 航 共 统 计 的 鸟 撞 事 故 ３ １２４ 起 ，较 上 年 增 长 ２０．０２％ ，占 事 故 征 候 总 数 的５７．９７％，因 鸟 撞 造 成 的 经 济 损 失 约 合 人 民 币 ９ ６７２万元 。 ［１］ 鸟撞事件屡见 不 鲜，将 鸟 撞 损 伤 对 飞 行安全带来的影响减至最小一直是不断追求的目 标 。 ［２］ 传 统 鸟 撞 的 验 证 流 程 为 计 算 － 试 验 － 再 计
图 ２ 主 风 挡 鸟 撞 有 限 元 模 型 Ｆｉｇ．２ ＦＥＭ ｏｆ ｆｒｏｎｔ ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ
参 照 已 经 完 成 的 鸟 撞 研 发 试 验 ，选 取 包 括 主 风 挡顶部前拐角处和风挡玻璃中心在内的共计５个 位置进行鸟撞分 析，并 与 研 发 试 验 结 果 进 行 比 较， 发 现 两 者 基 本 一 致 ，表 明 动 响 应 分 析 结 果 可 以 指 导 设计及改进。
收 稿 日 期 ：２０１６－０２－２４； 修 回 日 期 ：２０１６－０３－１０ 通 信 作 者 ：何 思 ，ｙｕｋｉｋａｚｅ１１５＠１６３．ｃｏｍ
算－再试验。国外对于风挡鸟撞有着成熟的分析 软件和试验技术，且 分 析 结 果 和 试 验 结 果 相 匹 配， 试 验 通 过 率 高 ，能 够 有 效 支 持 其 风 挡 的 设 计 和 适 航 验证 。 ［３－４］ 然而国 内 运 输 类 飞 机 由 于 起 步 较 晚 ，设 计 和 验 证 经 验 不 足 ，鸟 撞 的 软 件 分 析 结 果 和 试 验 结 果吻合度较 差［５］，导 致 试 验 循 环 反 复，周 期 长 且 花 费 巨 大 ，给 民 机 型 号 鸟 撞 的 验 证 工 作 带 来 了 困 难 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｌｏｂａｌ ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ ｔｏ ａｉｒｃｒａｆｔ ｉｓ ｆｒｅｑｕｅｎｔ ｅｖｅｒｙ ｙｅａｒ，ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｆｌｉｇｈｔ ｓａｆｅｔｙ ｌｅａｄｅｄ ｂｙ ｂｉｒｄ－ｉｍｐａｃｔ ｄａｍａｇｅ ｉｓ ａｌｗａｙｓ ｐｕｒｓｕｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ ｂｉｒｄ－ ｓｔｒｉｋｅ ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ＣＣＡＲ－２５－Ｒ４ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃａｔｅｇｏｒｙ Ａｉｒｐｌａｎｅ Ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｉｎ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｉｖｉｌ ａｉｒｃｒａｆｔ ｔｙｐｅ，ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｔｉｓｆｙ－ ｉｎｇ ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａ ｓｅｔ ｏｆ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｗｉｎｄ－ ｓｈｉｅｌｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｈｉｃｈ ｓａｔｉｓｆｉｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｓ ｓｕｍｍａ－ ｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ａ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ＭＡ７００，ａ ｎｅｗ ａｉｒｐｌａｎｅ，ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃａｔｅｇｏｒｙ ａｉｒｐｌａｎｅ；ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ；ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ；ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ；ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
１８８
航空工程进展 第７卷
验所需温度。 （１）试 验 判 据 ①不允许鸟穿透玻璃进入驾驶舱。可以接受
的现象是：当撞击 时 由 于 结 构 变 形，少 量 鸟 的 血 肉 从 缝 隙 流 入 驾 驶 舱 ，不 会 对 飞 行 员 造 成 伤 害 。
②没有因玻璃散落而造成的危险。即外层玻 璃 可 以 被 撞 坏 ，但 是 第 ３ 层 和 第 ５ 层 两 个 结 构 层 中 至少要有一层保 持 完 整，以 确 保 飞 机 能 紧 急 着 陆， 并且玻璃不能在驾驶舱内发生散裂。
（２）试 验 结 果 ① 左 侧 、右 侧 主 风 挡 和 右 侧 通 风 窗 在 试 验 中 没 有 鸟 肉 渗 入 ，玻 璃 和 结 构 均 完 好 ，通 过 了 试 验 验 证 。 ② 左 侧 通 风 窗 外 层 成 放 射 状 碎 裂 ，但 玻 璃 两 个 结构层均完好，试 验 中 有 少 许 鸟 肉 进 入 驾 驶 舱，但 不 会 对 飞 行 员 造 成 伤 害 ，且 结 构 部 件 和 运 动 功 能 未 受可见的影响，满 足 试 验 成 功 的 评 判 标 准，通 过 了 鸟撞试验验证。 试验后的照片如图３所示。
（２）ＣＣＡＲ ２５．７７５（ｃ）条 指 出 某 些 要 害 部 位 的 玻璃在不能保证风挡及其支承结构受到鸟撞还能 保 持 完 整 性 的 情 况 下 ，必 须 有 措 施 将 风 挡 玻 璃 飞 散 碎片伤害驾驶员的危险减至最小。必须通过分析 或鸟撞试验证明风挡玻璃受到鸟撞时破碎是极不 可 能 的 ，否 则 必 须 有 措 施 保 护 驾 驶 员 不 受 玻 璃 碎 片 的 伤 害 。 该 条 中 列 出 了 三 种 安 装 情 况 的 玻 璃 ：位 于 飞 机 正 面 的 ；对 飞 机 纵 轴 倾 斜 １５°或 更 大 的 ；其 某 一 部分的位置会导致碎片伤害驾驶员的。上述情况在 发生鸟撞时，玻璃碎片都有可能伤害驾驶员［７－９］。
（１）ＣＣＡＲ ２５．７７５（ｂ）条 专 门 就 鸟 撞 问 题 对 风 挡玻璃及其支承结构提出要求。安装在驾驶员前 面用来保护驾驶员的风挡玻璃及其支承结构应能 承受飞机速 度 等 于 按 照 ＣＣＡＲ ２５．３３５（ａ）选 定 的 海平面 Ｖｃ值时与１．８ｋｇ（４ｌｂ）重的鸟的撞击。撞 击后，不允许有影 响 飞 机 操 作 的 结 构 破 坏，即 因 玻 璃 或 塑 料 零 件 破 碎 、结 构 元 件 破 裂 而 伤 害 驾 驶 员 和 其他乘员或引起舱内衬板撕掉进而影响正常工作 都是不允许的。
图 １ 主 风 挡 玻 璃 结 构 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆｒｏｎｔ ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ
２．２ 鸟 撞 动 响 应 分 析
按照 ＣＣＡＲ ２５．７７５（ｂ）条 要 求，鸟 体 质 量 为 １．８ｋｇ（４ｌｂ），结 合 飞 机 的 设 计 速 度 包 线，确 定 风 挡 鸟 撞 速 度 为１５１ ｍ／ｓ（２９３ 节 ）。 以 该 飞 机 主 风 挡 为 例 ，风 挡 及 窗 框 的 有 限 元 模 型 如 图 ２ 所 示 。
综上所述：每 个 位 置 鸟 撞 之 后，主 风 挡 的 外 层 玻 璃 均 出 现 破 坏 ，但 中 间 层 及 内 层 玻 璃 最 大 应 力 均 在 其 材 料 极 限 应 力 以 内 ；有 三 个 位 置 的 支 撑 部 件 均 出 现 了 不 同 程 度 的 破 坏 ，因 此 需 要 对 主 风 挡 的 支 撑 部 件 进 行 改 进 。 结 构 改 进 后 重 新 进 行 分 析 ，结 果 表 明该 民 用 飞 机 主 风 挡 能 够 承 受 １．８ ｋｇ 鸟 体、 １５１ ｍ／ｓ速度的撞击，还需通过试验进行验证。
２．３ 鸟 撞 试 验
某 民 用 飞 机 的 鸟 撞 验 证 试 验 按 照 ＡＳＴＭ－ Ｆ３３０ 标 准 中 的 试 验 方 法 在 国 外 进 行 。
参 考 空 客 、波 音 和 其 他 飞 机 的 驾 驶 舱 风 挡 玻 璃 鸟 撞 试 验 ：加 温 状 态 下 最 不 利 的 情 况 是 对 玻 璃 中 心 的 撞 击 ，冷 却 状 态 下 最 不 利 的 情 况 是 对 玻 璃 拐 角 处 的 撞 击 。 故 试 验 选 取 四 处 鸟 撞 部 位 进 行 试 验 ，在 主 风 挡 、通 风 窗 每 块 窗 玻 璃 上 进 行 一 次 撞 击 试 验 。 同 时试验增加 ＣＣＡＲ ２５．７７５（ｄ）条款中要求的“温 度 对玻璃联合作用的 影 响”作 为 试 验 条 件 之 一，并 在 试验前采用电加热毯或充有液氮的制冷箱覆盖在 窗 户 外 表 面 来 对 玻 璃 进 行 加 温 或 降 温 ，从 而 达 到 试
第７卷 第２期 ２０１６ 年 ５ 月
航空工程进展 ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
文 章 编 号 ：１６７４－８１９０（２０１６）０２－１８６－０５
Ｖｏｌ．７ Ｎｏ．２ Ｍａｙ ２０１６
运输类飞机风挡抗鸟Baidu Nhomakorabea适航符合性验证方法
何 思 ，刘 存 喜
２ 某民用飞机风挡抗鸟撞案例
２．１ 风 挡 玻 璃 结 构
某民用飞机主风挡和通风窗均为五层层合结 构。主风挡沿厚度方向分布如图１所示。其中第 １、３、５层为钢化玻璃层，第 ２、４ 层 为 中 间 层 粘 接 材 料 ，第 ６ 部 分 为 风 挡 的 橡 胶 包 边 。 通 风 窗 玻 璃 结 构 与主风挡类似。
（中国航空工业集团公司 第一飞机设计研究院，西安 ７１００８９）
摘 要：每年全球鸟撞飞机事件频 发，将 鸟 撞 损 伤 对 飞 行 安 全 带 来 的 影 响 减 至 最 小 一 直 是 不 断 追 求 的 目 标。 通过对 ＣＣＡＲ－２５－Ｒ４《运输类飞机适航标准》中 与 风 挡 鸟 撞 密 切 相 关 的 适 航 要 求 进 行 解 读 与 分 析 ，并 基 于 某 民 用飞机型号经验，详细说明了如何将鸟撞适航要求融入飞机风挡设计阶段中，总结了一套可操作 的 满 足 运 输 类 飞机适航要求的风挡抗鸟撞验证方法，为新研 ＭＡ７００客机风挡鸟撞的符合性验证提供了参考。 关 键 词 ：运 输 类 飞 机 ；适 航 ；风 挡 ；鸟 撞 ；符 合 性 验 证 中 图 分 类 号 ：Ｖ２７１．２；Ｖ３２８ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．１６６１５／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－８１９０．２０１６．０２．００８
第 ２ 期 何 思 等 ：运 输 类 飞 机 风 挡 抗 鸟 撞 适 航 符 合 性 验 证 方 法
１８７
１ 适航条款要求
ＣＣＡＲ－２５－Ｒ４《运输 类 飞 机 适 航 标 准》［６］中，与 风挡鸟撞相关的适航 条 款 为 ２５．７７５（ｂ）和 ２５．７７５ （ｃ）条 。
Ａ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃａｔｅｇｏｒｙ Ａｉｒｐｌａｎｅ’ｓ Ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ
Ｈｅ Ｓｉ，Ｌｉｕ Ｃｕｎｘｉ
（Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｘｉ’ａｎ ７１００８９，Ｃｈｉｎａ）
０ 引 言
随 着 生 态 环 境 的 不 断 改 善 ，全 球 每 年 发 生 多 起 飞 鸟 撞 击 飞 机 的 事 故 。 近 年 来 ，我 国 的 鸟 撞 事 故 呈 明显递增势 态，２０１３ 年 中 国 民 航 共 统 计 的 鸟 撞 事 故 ３ １２４ 起 ，较 上 年 增 长 ２０．０２％ ，占 事 故 征 候 总 数 的５７．９７％，因 鸟 撞 造 成 的 经 济 损 失 约 合 人 民 币 ９ ６７２万元 。 ［１］ 鸟撞事件屡见 不 鲜，将 鸟 撞 损 伤 对 飞 行安全带来的影响减至最小一直是不断追求的目 标 。 ［２］ 传 统 鸟 撞 的 验 证 流 程 为 计 算 － 试 验 － 再 计
图 ２ 主 风 挡 鸟 撞 有 限 元 模 型 Ｆｉｇ．２ ＦＥＭ ｏｆ ｆｒｏｎｔ ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ
参 照 已 经 完 成 的 鸟 撞 研 发 试 验 ，选 取 包 括 主 风 挡顶部前拐角处和风挡玻璃中心在内的共计５个 位置进行鸟撞分 析，并 与 研 发 试 验 结 果 进 行 比 较， 发 现 两 者 基 本 一 致 ，表 明 动 响 应 分 析 结 果 可 以 指 导 设计及改进。
收 稿 日 期 ：２０１６－０２－２４； 修 回 日 期 ：２０１６－０３－１０ 通 信 作 者 ：何 思 ，ｙｕｋｉｋａｚｅ１１５＠１６３．ｃｏｍ
算－再试验。国外对于风挡鸟撞有着成熟的分析 软件和试验技术，且 分 析 结 果 和 试 验 结 果 相 匹 配， 试 验 通 过 率 高 ，能 够 有 效 支 持 其 风 挡 的 设 计 和 适 航 验证 。 ［３－４］ 然而国 内 运 输 类 飞 机 由 于 起 步 较 晚 ，设 计 和 验 证 经 验 不 足 ，鸟 撞 的 软 件 分 析 结 果 和 试 验 结 果吻合度较 差［５］，导 致 试 验 循 环 反 复，周 期 长 且 花 费 巨 大 ，给 民 机 型 号 鸟 撞 的 验 证 工 作 带 来 了 困 难 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｌｏｂａｌ ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ ｔｏ ａｉｒｃｒａｆｔ ｉｓ ｆｒｅｑｕｅｎｔ ｅｖｅｒｙ ｙｅａｒ，ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｆｌｉｇｈｔ ｓａｆｅｔｙ ｌｅａｄｅｄ ｂｙ ｂｉｒｄ－ｉｍｐａｃｔ ｄａｍａｇｅ ｉｓ ａｌｗａｙｓ ｐｕｒｓｕｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ ｂｉｒｄ－ ｓｔｒｉｋｅ ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ＣＣＡＲ－２５－Ｒ４ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃａｔｅｇｏｒｙ Ａｉｒｐｌａｎｅ Ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｉｎ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｉｖｉｌ ａｉｒｃｒａｆｔ ｔｙｐｅ，ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｔｉｓｆｙ－ ｉｎｇ ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａ ｓｅｔ ｏｆ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｗｉｎｄ－ ｓｈｉｅｌｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｈｉｃｈ ｓａｔｉｓｆｉｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｓ ｓｕｍｍａ－ ｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ａ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ＭＡ７００，ａ ｎｅｗ ａｉｒｐｌａｎｅ，ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃａｔｅｇｏｒｙ ａｉｒｐｌａｎｅ；ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ；ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ；ｂｉｒｄ－ｓｔｒｉｋｅ；ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
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航空工程进展 第７卷
验所需温度。 （１）试 验 判 据 ①不允许鸟穿透玻璃进入驾驶舱。可以接受
的现象是：当撞击 时 由 于 结 构 变 形，少 量 鸟 的 血 肉 从 缝 隙 流 入 驾 驶 舱 ，不 会 对 飞 行 员 造 成 伤 害 。
②没有因玻璃散落而造成的危险。即外层玻 璃 可 以 被 撞 坏 ，但 是 第 ３ 层 和 第 ５ 层 两 个 结 构 层 中 至少要有一层保 持 完 整，以 确 保 飞 机 能 紧 急 着 陆， 并且玻璃不能在驾驶舱内发生散裂。
（２）试 验 结 果 ① 左 侧 、右 侧 主 风 挡 和 右 侧 通 风 窗 在 试 验 中 没 有 鸟 肉 渗 入 ，玻 璃 和 结 构 均 完 好 ，通 过 了 试 验 验 证 。 ② 左 侧 通 风 窗 外 层 成 放 射 状 碎 裂 ，但 玻 璃 两 个 结构层均完好，试 验 中 有 少 许 鸟 肉 进 入 驾 驶 舱，但 不 会 对 飞 行 员 造 成 伤 害 ，且 结 构 部 件 和 运 动 功 能 未 受可见的影响，满 足 试 验 成 功 的 评 判 标 准，通 过 了 鸟撞试验验证。 试验后的照片如图３所示。
（２）ＣＣＡＲ ２５．７７５（ｃ）条 指 出 某 些 要 害 部 位 的 玻璃在不能保证风挡及其支承结构受到鸟撞还能 保 持 完 整 性 的 情 况 下 ，必 须 有 措 施 将 风 挡 玻 璃 飞 散 碎片伤害驾驶员的危险减至最小。必须通过分析 或鸟撞试验证明风挡玻璃受到鸟撞时破碎是极不 可 能 的 ，否 则 必 须 有 措 施 保 护 驾 驶 员 不 受 玻 璃 碎 片 的 伤 害 。 该 条 中 列 出 了 三 种 安 装 情 况 的 玻 璃 ：位 于 飞 机 正 面 的 ；对 飞 机 纵 轴 倾 斜 １５°或 更 大 的 ；其 某 一 部分的位置会导致碎片伤害驾驶员的。上述情况在 发生鸟撞时，玻璃碎片都有可能伤害驾驶员［７－９］。
（１）ＣＣＡＲ ２５．７７５（ｂ）条 专 门 就 鸟 撞 问 题 对 风 挡玻璃及其支承结构提出要求。安装在驾驶员前 面用来保护驾驶员的风挡玻璃及其支承结构应能 承受飞机速 度 等 于 按 照 ＣＣＡＲ ２５．３３５（ａ）选 定 的 海平面 Ｖｃ值时与１．８ｋｇ（４ｌｂ）重的鸟的撞击。撞 击后，不允许有影 响 飞 机 操 作 的 结 构 破 坏，即 因 玻 璃 或 塑 料 零 件 破 碎 、结 构 元 件 破 裂 而 伤 害 驾 驶 员 和 其他乘员或引起舱内衬板撕掉进而影响正常工作 都是不允许的。
图 １ 主 风 挡 玻 璃 结 构 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆｒｏｎｔ ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ
２．２ 鸟 撞 动 响 应 分 析
按照 ＣＣＡＲ ２５．７７５（ｂ）条 要 求，鸟 体 质 量 为 １．８ｋｇ（４ｌｂ），结 合 飞 机 的 设 计 速 度 包 线，确 定 风 挡 鸟 撞 速 度 为１５１ ｍ／ｓ（２９３ 节 ）。 以 该 飞 机 主 风 挡 为 例 ，风 挡 及 窗 框 的 有 限 元 模 型 如 图 ２ 所 示 。
综上所述：每 个 位 置 鸟 撞 之 后，主 风 挡 的 外 层 玻 璃 均 出 现 破 坏 ，但 中 间 层 及 内 层 玻 璃 最 大 应 力 均 在 其 材 料 极 限 应 力 以 内 ；有 三 个 位 置 的 支 撑 部 件 均 出 现 了 不 同 程 度 的 破 坏 ，因 此 需 要 对 主 风 挡 的 支 撑 部 件 进 行 改 进 。 结 构 改 进 后 重 新 进 行 分 析 ，结 果 表 明该 民 用 飞 机 主 风 挡 能 够 承 受 １．８ ｋｇ 鸟 体、 １５１ ｍ／ｓ速度的撞击，还需通过试验进行验证。
２．３ 鸟 撞 试 验
某 民 用 飞 机 的 鸟 撞 验 证 试 验 按 照 ＡＳＴＭ－ Ｆ３３０ 标 准 中 的 试 验 方 法 在 国 外 进 行 。
参 考 空 客 、波 音 和 其 他 飞 机 的 驾 驶 舱 风 挡 玻 璃 鸟 撞 试 验 ：加 温 状 态 下 最 不 利 的 情 况 是 对 玻 璃 中 心 的 撞 击 ，冷 却 状 态 下 最 不 利 的 情 况 是 对 玻 璃 拐 角 处 的 撞 击 。 故 试 验 选 取 四 处 鸟 撞 部 位 进 行 试 验 ，在 主 风 挡 、通 风 窗 每 块 窗 玻 璃 上 进 行 一 次 撞 击 试 验 。 同 时试验增加 ＣＣＡＲ ２５．７７５（ｄ）条款中要求的“温 度 对玻璃联合作用的 影 响”作 为 试 验 条 件 之 一，并 在 试验前采用电加热毯或充有液氮的制冷箱覆盖在 窗 户 外 表 面 来 对 玻 璃 进 行 加 温 或 降 温 ，从 而 达 到 试
第７卷 第２期 ２０１６ 年 ５ 月
航空工程进展 ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
文 章 编 号 ：１６７４－８１９０（２０１６）０２－１８６－０５
Ｖｏｌ．７ Ｎｏ．２ Ｍａｙ ２０１６
运输类飞机风挡抗鸟Baidu Nhomakorabea适航符合性验证方法
何 思 ，刘 存 喜
２ 某民用飞机风挡抗鸟撞案例
２．１ 风 挡 玻 璃 结 构
某民用飞机主风挡和通风窗均为五层层合结 构。主风挡沿厚度方向分布如图１所示。其中第 １、３、５层为钢化玻璃层，第 ２、４ 层 为 中 间 层 粘 接 材 料 ，第 ６ 部 分 为 风 挡 的 橡 胶 包 边 。 通 风 窗 玻 璃 结 构 与主风挡类似。
（中国航空工业集团公司 第一飞机设计研究院，西安 ７１００８９）
摘 要：每年全球鸟撞飞机事件频 发，将 鸟 撞 损 伤 对 飞 行 安 全 带 来 的 影 响 减 至 最 小 一 直 是 不 断 追 求 的 目 标。 通过对 ＣＣＡＲ－２５－Ｒ４《运输类飞机适航标准》中 与 风 挡 鸟 撞 密 切 相 关 的 适 航 要 求 进 行 解 读 与 分 析 ，并 基 于 某 民 用飞机型号经验，详细说明了如何将鸟撞适航要求融入飞机风挡设计阶段中，总结了一套可操作 的 满 足 运 输 类 飞机适航要求的风挡抗鸟撞验证方法，为新研 ＭＡ７００客机风挡鸟撞的符合性验证提供了参考。 关 键 词 ：运 输 类 飞 机 ；适 航 ；风 挡 ；鸟 撞 ；符 合 性 验 证 中 图 分 类 号 ：Ｖ２７１．２；Ｖ３２８ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．１６６１５／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－８１９０．２０１６．０２．００８