2014-07-18 11:50 中国商飞网站 我要评论0 字号：
出行使用什么交通工具最安全？根据英国环境交通区域部（DETR）公布的数据，如果选择步行，每十亿千米死亡率为54.2，自行车为44.6，轿车3.1，公交车0.4，铁路0.6，轮船2.6，飞机仅0.05 。从上述数据可以看出，在同等距离下外出，飞机是最安全的交通工具。作为一个由上百万零件组成的“大家伙”，这样的安全性从何而来？
这就不得不提到一个民机专业词汇——适航。字面理解，适航就是适于航行的意思，它指的是航空器在预期环境中安全飞行的固有品质。只有严格按照适航规范制造的民用飞机，才能够有安全性的保证。
一架客机在运营之前，必须通过我国的民用航空局取得三个证件才算“合法”，分别是型号合格证（TC证）、生产许可证和适航证。只有取得了适航证，飞机才可以飞行和运营。适航标准体系主要有欧美两大体系，美国负责适航标准的是美国联邦航空管理局（FAA），欧洲是欧洲航空安全局（EASA），各国都是在此基础上附加要求再建立自己的适航标准体系。
我国对民机适航标准的探索、研究和应用，始于上世纪70年代运10飞机研制时期。
1985年10月10-15日，西子湖畔，当时的中国民航总局在这里召开“民航适航规章审议会”，审查讨论由运十飞机总设计师马凤山任主编，上海飞机研究设计所（现中国商飞上海飞机设计研究院）各专业40余位适航技术骨干参加编写的《中国民用航空规章第25部——运输类飞机适航标准》（CCAR-25）。
同年12月31日，中国民航总局正式将其颁布实施，宣告中国第一部适航规章CCAR-25部诞生。
初 识：从苏英美三份资料着手研究
上世纪70年代初，我国开始自行研制大型客机运10。研制初期，面临一项重大的挑战就是要确定供型号设计用的强度设计规范。当时我国没有自己的民机设计规范，参与型号研制的设计人员开始搜集和分析国外相应资料。
摆在设计人员面前有三份资料：一份是苏联1953年制定的《飞机强度设计指南》（简称“五三年指南”），一份是英国的British Civil Airworthiness Requirements 即《英国民航适航性要求》（BCAR），另一份是美国的Civil Aviation Manual-4b 即《民航手册》(CAM-4b，FAR前身）。
对于第一份资料，设计人员比较熟悉；对于后两份资料则完全陌生，但它们恰恰是适用于民机设计的适航性标准，设计人员对此给予高度重视，并加以重点研究。正是这项研究工作，让设计人员第一次认识了“Airworthiness”即“适航”或“适航性”。
对于当时的中国民机制造业而言,“适航”是个新鲜而神秘的事物。初识“适航”，设计人员开始只是从字面上理解为：所谓适航就是指“适于航线飞行”。随着适航研究的不断深入，设计人员逐步认识到按照适航标准开展民机研制，并且只有通过国家适航当局适航审定，获取型号合格证和适航证的飞机才能投入商业运营。
通过分析，设计人员认定后两份资料符合民机设计特点，并将其大胆地试用在供运10飞机强度设计用的原始数据选取中，从而完成了我国第一份符合英美民机适航标准的《运10机强度计算原始数据计算》报告。
抉 择：以英美适航标准为蓝本
虽然这些原始数据是合理的，但当应用这些数据计算运10飞机外载荷时，设计人员却发现对进一步计算出具体外载荷的方法很不熟悉，最后还是决定选用比较熟悉的苏联“五三年指南”，作为运10飞机的强度设计规范进行外载荷计算，只是原始数据使用了按英美适航标准的计算结果。
但是，按照苏联“五三年指南”开展强度外载荷计算的结果数据偏大，结构设计部门反馈这样偏大的外载荷，根本无法设计出符合设计性能要求的运10飞机。
于是设计人员回过头来，再次对英美适航标准进行认真的研究和分析。在与苏联“五三年指南”的对比中，发现两者之间的重大差异，特别在外载计算的初始状态即设计情况选取的规定上就有明显的不同。
例如，“五三年指南”要求飞机在进行以大过载、大速压，做小攻角曲线飞行，即“俯仰机动”的同时，还要求急剧偏转方向舵进行“偏航机动”，按这样的设计情况计算出来的载荷当然会比较大，而在英美适航标准中根本就没有这种复合机动的情况，而是将“俯仰机动”与“偏航机动”按两种设计情况分别计算，因此每种设计情况计算出来的载荷必然小于复合机动的载荷。复合机动反映了军机的特点，而在民机实际飞行中是不可能存在的。
在安全系数的选取上，前苏联与英美的标准也有明显不同。“五三年指南”规定得比较保守，有1.5、1.65、1.8、2.0，而英美适航标准均取1.5。较大的安全系数当然计算出较大的载荷。通过分析得出的结论是：要研制一架具有先进水平的运10飞机，只能按照英美适航标准来设计。
设计人员随即将此情况向运10飞机总设计师马凤山作了汇报，马凤山当即拍板，决定摒弃苏联“五三年指南”，改用英美适航标准作为运10飞机的设计规范。
这个重大决策具有历史意义，在我国的航空史上正式开启了我国民机适航研究和应用的大门，标志我国民机适航工作正式起步。
研 究：掀起翻译学习消化普及热潮
运10飞机选用英美适航标准始于强度设计的需要，然而英美适航标准的内容涵盖民机设计的总体、气动、结构、强度、系统、材料、标准、试飞等各个专业领域，是一部完整的民机设计基本准则和标准。一架要经得起未来适航当局审定的运10飞机必须严格按选定的适航标准进行设计，为此要求所有专业设计人员必须深入了解、熟悉和掌握适航标准并应用到实践中去。于是，一场对英美适航标准翻译、学习、消化的“适航”普及热潮，很快在上飞所掀起。
为了掌握国外最新的适航标准，上飞所情报资料部门从国内外的大量资料中搜集了各类适航资料，组织技术人员进行翻译。设计人员先后对英国的BCAR、CAM-4b、美国《联邦航空条例第25部——运输类飞机适航标准》（FAR-25）、国际民航组织的《适航技术手册》（ATM）等适航标准进行翻译，总数达156万字。限于当时的条件，所有这些资料都在上飞所内油印出版，广为分发。为了能够设计出符合适航标准的运10飞机，全所各专业人员通过自学和集体讨论相结合的形式，刻苦学习、潜心钻研、消化吸收这些资料，取得了积极的成效。尤其是在1972年8月，运10飞机总体方案评审会明确以FAR-25作为运10飞机适航标准以后，进一步推动了上飞所适航研究工作持续深入地展开。
运 用：按FAR-25完成运10静力试验
经过一段时间的学习，设计人员对FAR-25相应条款有了更多的认识和了解，但要真正落实这些设计标准决非易事。FAR-25条款仅仅给出能保证飞行安全的最低设计要求，并没有给出满足此要求的具体设计方法，而国内又没有任何按英美适航标准设计大型民机的经验。于是设计人员成了中国民机研制第一批吃“螃蟹”的人。
运10飞机驾驶舱的外形设计是一个突出的例子。FAR-25要求该外形设计应保证驾驶员有足够宽阔的视界，但是没有界定“足够宽阔”是多少。后来设计人员在CAM-4b中找到了规定的驾驶员视界包线图，显然这个定量的指标给驾驶舱外形设计工作带来依据。然而要在运10飞机上设计出符合该定量指标的驾驶舱外形谈何容易。设计人员计算了波音707飞机的驾驶员视界，发现它并没有满足这个指标。要不要按CAM-4b要求设计？设计人员作出了大胆的肯定。波音707是50年代研制的飞机，而60年代出版的适航标准则反映了最先进的国际水平，70年代起步设计的欧美新机视界都是符合该要求的，同在70年代起步设计的运10飞机也必须符合这个要求。最后经过设计人员全力以赴协调多方技术上的矛盾，终于设计出与波音707完全不同的符合最新适航标准的运10驾驶舱外形。
运10飞机的静力试验是国内第一次完全按FAR-25要求进行的一项重大试验，如何编制出符合适航标准的静力试验大纲又是设计人员遇到的难题。FAR-25在其C分部即结构分部中“强度与变形”一节仅有6项原则性条款，但是凭借设计人员的不懈努力，还是编制出了一份持续三年半试验周期的《运10飞机静力试验大纲》。
然而当《运10飞机静力试验大纲》正式被送到负责飞机静力试验的单位协调时却遭遇到质疑。承担运10飞机静力试验的单位，第一次接触到完全按FAR-25要求编制的试验大纲，他们在这项从未涉足的领域面前感到困惑，于是疑问一个接一个：试验情况太多；极限载荷试验加载到100%时要求保持载荷三秒钟有困难；限制载荷试验时，要求有人进入驾驶舱去检查操纵系统无人敢进入, 难以实现；要求机身增压舱进行两倍的正常充压载荷试验，可能会爆炸。
可是这些试验要求是FAR-25明文规定的，必须不折不扣执行。最后设计人员终于说服了试验单位，在他们的理解和配合下开始了运10飞机的静力试验，并且获取了全机静力试验以100.2%破坏载荷一次成功的优异成绩。
在要求机身受载情况下有人进入驾驶舱检查操纵系统能否正常工作的试验中，上飞所负责操纵系统设计的顾瑾担起了试验任务，勇敢地进入驾驶舱并成功地完成了该项试验工作；在要求机身增压舱进行两倍充压载荷试验可能会引起爆炸的问题上，大家决定将试验件带回上海，在上海飞机制造厂（现中国商飞上海飞机制造有限公司）配合下独立进行试验并最终圆满完成。就这样，历经一千多个日日夜夜的奋战，参与试验的设计人员百分之百地完成了FAR-25所要求的全部静力试验任务，为确保运10首飞一次成功打下了坚实基础。
（中国商飞公司适航管理部持续适航处对本文亦有贡献）
链接 >>>
研制运10促成CCAR-25诞生
1970年至1980年的十年，是研制运10飞机最艰苦的十年，也是广大设计人员潜心钻研，探索英美适航标准的十年。十年的奋斗，不仅使我们完全按照美国运输类飞机的适航标准研制出了我国第一架大型喷气客机，而且也培养出了一支充满活力的适航队伍。
为了总结各专业在运10飞机设计中应用FAR-25的成功经验，也为了编写出一本将对FAR-25条款的理解和在民机设计中具体应用方法结合在一起的手册性资料，1979-1980年间，在马凤山总设计师的支持下，上飞所完成了《中国民航适航性要求》的编写工作，这是我国第一部由中国人自己编制的供民机设计用的适航性资料。
1983年4月，哈飞公司生产的通用类飞机运12，向当时的中国民航总局提出型号合格证审请，在我国适航当局尚未建立的情况下，中国民航总局委托航空工业部民机局组织型号合格审定的审查，上飞所20余位适航技术骨干被航空工业部任命为适航工程代表（AER）参与审定工作。按美国的“正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航标准”（FAR-23）条款，历时两年半完成了对运12飞机的型号合格审定。之后上飞所又派出人员完成了对运7-200A和运8飞机的型号合格审定。
1985年，受中国民航总局委托，上飞所几易其稿，高质量完成了我国第一部适航规章——《中国民用航空规章第25部：运输类飞机适航标准》（CCAR-25）编制工作。
1987年，航空工业部决定开立“民用飞机适航技术研究”项目，在上飞所设立项目管理办公室，全面负责全国范围内展开的适航技术研究的管理工作。其后此项研究工作持续十年，在跟踪国外适航技术和适航标准的发展、开展适航技术专题研究、普及适航知识、出版《适航技术资料汇编》等方面取得了显著成绩，为我国适航体系建设提供了成功经验。
可惜的是运10飞机由于种种原因最终未能进入适航管理环节，没有走完合格审定试飞和适航取证的全过程。但始于运10飞机蓬蓬勃勃展开的适航研究，催生了我国适航管理工作的启动与发展。1989年11月30日，作为我国适航当局的中国民航总局适航司（CAAC-AAD）正式成立，中国民机适航工作从此进入一个新的发展阶段。 |
发表于 2014-7-18 14:26
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