閆惠芳

摘? 要：文章主要研究了美國(guó)民用航空規(guī)章（FAR）——運(yùn)輸類旋翼航空器適航標(biāo)準(zhǔn)第29.1309條“設(shè)備、系統(tǒng)及安裝”的適航條款，結(jié)合歷次修正背景、修改原因與內(nèi)容，深入研究29.1309條的起源與歷次修正案，使設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確把握適航條款本質(zhì)要求，為適航技術(shù)人員提供工作參考與審查依據(jù)，保證適航標(biāo)準(zhǔn)有要求的設(shè)備、系統(tǒng)與安裝符合適航要求。

關(guān)鍵詞：航空規(guī)章;設(shè)備、系統(tǒng)及安裝;修正案;追蹤

中圖分類號(hào)：V241 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）05-0060-02

美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）是迄今為止最先進(jìn)和成熟的國(guó)家航空管理部門之一，許多國(guó)家的民航管理機(jī)構(gòu)均是效仿FAA構(gòu)建。FAA制定的航空規(guī)章（FAR）也是廣泛征求整個(gè)工業(yè)部門的意見之后發(fā)布，之后的修訂伴隨航空技術(shù)的發(fā)展，民用航空的實(shí)踐，尤其是以空難事故調(diào)查結(jié)果為背景。中國(guó)民航規(guī)章（CCAR）參照FAR制定，并按FAR修正案進(jìn)行相應(yīng)修訂，因此，跟蹤和研究FAR相應(yīng)修正案，將有利于深入理解其背后的安全意圖，針對(duì)性開展適航驗(yàn)證技術(shù)要求。所以本文選取FAR29.1309條“設(shè)備、系統(tǒng)及安裝”，深入研究本條款與歷次修正案，為民用直升機(jī)設(shè)計(jì)人員和適航人員提供參考。

1 條款要求與起源

1958年美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）成立，其前身是美國(guó)商務(wù)部航空司，由于機(jī)構(gòu)上的改動(dòng)，1964年FAA發(fā)布NPRM 64-30，考慮將CAR7的條款要求重新編制成FAR29。1965年，F(xiàn)AA頒布了Final Rule 5084，用FAR29替代CAR7，作為運(yùn)輸類旋翼航空器適航審定標(biāo)準(zhǔn)。1965年2月1日，F(xiàn)AR29正式生效時(shí)，將設(shè)備、系統(tǒng)及安裝由CAR7.606條編制成29.1309條[1]，并糾正了一些明顯的書寫錯(cuò)誤。

2 條款的發(fā)展

FAR29.1309已歷經(jīng)4次修訂，現(xiàn)行有效版本是修正案29-53。下面詳細(xì)分析歷次修訂的修訂背景和原因以及修訂結(jié)果分析。

2.1 FAR 29.1309第29-14修正案（生效日期1977.09.

01）

2.1.1 修訂背景及原因

修正案29-14之前的29.1309對(duì)A類旋翼航空器發(fā)生下列電源失效狀態(tài)下要求能夠向重要負(fù)載供能：（1）雙發(fā)或三發(fā)旋翼航空器上的任何一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效。（2）四發(fā)或更多發(fā)旋翼航空器上的任何兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效。

這就意味著：三發(fā)旋翼航空器上的電源在其中兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效后，不需要向重要負(fù)載供電，也就是在剩余三分之一的動(dòng)力情況下，旋翼航空器不能維持飛行。一般來說，三發(fā)旋翼航空器在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的情況下仍具有可觀的性能，而控制飛行所需的重要負(fù)載必須在單發(fā)工作的情況下獲得電力供應(yīng)。因此，有建議者提出修改上述要求，規(guī)定三發(fā)旋翼航空器上的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效后，重要負(fù)載必須能夠獲得電力供應(yīng)。FAA認(rèn)為這個(gè)建議對(duì)于旋翼航空器是合理的，將確保三發(fā)旋翼航空器在喪失兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)情況下至少能向控制航空器下降到安全著陸的必要負(fù)載供電，F(xiàn)AA采納了這則建議。

2.1.2 修訂結(jié)果分析

1977年9月1日，修正案29-14正式生效。本次修正案的發(fā)布針對(duì)29.1309的d（3）做了如下修訂[2]：（1）雙發(fā)旋翼航空器上的任何一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效，能夠向重要負(fù)載供能。（2）三發(fā)或更多發(fā)旋翼航空器上的任何兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效，能夠向重要負(fù)載供能。

2.2 FAR 29.1309第29-24修正案（生效日期1984.12.

06）

2.2.1 修訂背景及原因

（1）細(xì)化了失效-安全的設(shè)計(jì)原則

使用經(jīng)驗(yàn)表明，在由許多部件組成的復(fù)雜系統(tǒng)中，同一次飛行期間，可出現(xiàn)多個(gè)部件故障。A類運(yùn)輸類旋翼航空器正在采用的在現(xiàn)有法規(guī)難以分析到的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)功能完全喪失將是災(zāi)難性的。所以必須考慮由共因?qū)е碌墓收辖M合和多重故障，以保證充足的可靠性、冗余度和隔離，使其與機(jī)體一樣不可能造成災(zāi)難性系統(tǒng)失效。

此外，有些失效可能導(dǎo)致飛行特性嚴(yán)重降低、機(jī)組人員工作量大幅增加或者應(yīng)急程序難以實(shí)施，如果這類情況與不利的運(yùn)行條件組合，也可能產(chǎn)生危險(xiǎn)。因此，應(yīng)通過提供關(guān)鍵性系統(tǒng)足夠的可靠性或冗余度來將發(fā)生這樣故障的次數(shù)減至最小。由適當(dāng)試驗(yàn)支持的全面系統(tǒng)性故障分析對(duì)于確保滿足安全性目標(biāo)是十分必要的。

使用經(jīng)驗(yàn)還表明，適當(dāng)考慮警告提示、系統(tǒng)控制以及操作程序?qū)τ趯C(jī)組人員誤差減至最小十分必要。同時(shí)建議采用合適的測(cè)試方法來支持全面的系統(tǒng)失效分析，這可以確保實(shí)現(xiàn)安全目標(biāo)。

（2）增加旋翼航空器雷擊保護(hù)

在修正案頒布前，旋翼航空器主要在目視飛行規(guī)則下運(yùn)行，但使用經(jīng)驗(yàn)表明，旋翼航空器不僅在儀表飛行規(guī)則下會(huì)遭遇雷擊，在目視飛行規(guī)則下同樣也會(huì)遭遇雷擊。FAA注意到：一個(gè)1980年獲得合格證的美國(guó)制造的直升機(jī)系列，到現(xiàn)在為止遭遇過四次雷擊。這個(gè)系列的直升機(jī)數(shù)量非常有限，主要運(yùn)行在比正常的不利氣象環(huán)境更差些的環(huán)境條件下。雷擊僅造成輕微的損害，因?yàn)橹鄙龣C(jī)制造商自愿采用了好的閃電防護(hù)設(shè)計(jì)并通過適用的適航規(guī)章審查，而當(dāng)時(shí)的適航規(guī)章并無閃電防護(hù)要求。

FAA預(yù)測(cè)到2000年旋翼航空器機(jī)群規(guī)模將翻倍，接近20000架。另外，旋翼航空器安裝更復(fù)雜、全儀表飛行是一個(gè)大的趨勢(shì)，這將導(dǎo)致直升機(jī)將更多的運(yùn)行在不利的天氣條件下，包括結(jié)冰，且更容易遇到雷擊。

新技術(shù)在旋翼航空器上的應(yīng)用也是需要考慮閃電防護(hù)的一個(gè)原因。旋翼航空器結(jié)構(gòu)使用復(fù)合材料將成為一種趨勢(shì)。這些材料是不導(dǎo)電的，必須增加預(yù)防措施確保形成適當(dāng)?shù)拈W電電路通道，以便保持結(jié)構(gòu)的完整性并對(duì)安裝的系統(tǒng)提供保護(hù)。許多25部飛機(jī)遭受過雷擊，但幾乎沒有導(dǎo)致過災(zāi)難性失效。因此，F(xiàn)AA決定將25部標(biāo)準(zhǔn)延伸到旋翼航空器，以便遭遇雷擊時(shí)，旋翼航空器與固定翼航空器具有相同的安全水平。

2.2.2 修訂結(jié)果分析

1984年12月6日，修正案29-24正式生效。本次修正案的發(fā)布針對(duì)29.1309做出如下修訂[3]：

（1）29.1309（a）刪除冗余文字“功能和可靠性”。

（2）修訂了29.1309（b）安全性要求分類，按A類和B類旋翼航空器區(qū)分，增加（b）（1）和（b）（2）。

（3）新增29.1309（c），要求增加提供告警信息。

（4）新增29.1309（d），要求通過分析或必要的試驗(yàn)來表明滿足（b）（2）的要求。

（5）修訂了29.1309（g）的要求，要求電氣系統(tǒng)和設(shè)備通過環(huán)境試驗(yàn)、計(jì)算分析或參考其他航空使用經(jīng)驗(yàn)來表明滿足（a）（b）的要求。

（6）新增29.1309（h），要求依據(jù)29.610條來考慮閃電的影響。

2.3 FAR 29.1309第29-40修正案（生效日期1996.08.

08）

（1）修訂背景及原因

29.1309（h）引用了29.610條來要求防止由于雷擊而造成災(zāi)難性系統(tǒng)故障。29.1309（h）適用于系統(tǒng)和設(shè)備的雷擊防護(hù)，而29.610適用于結(jié)構(gòu)雷擊防護(hù)，所以不需要引用適用于結(jié)構(gòu)雷擊防護(hù)的29.610。因此建議將刪除29.1309（h）中對(duì)29.610的引用。FAA采納了建議。

（2）修訂結(jié)果分析

1996年8月8日，修正案29-40正式生效。本次修正案的發(fā)布針對(duì)29.1309做出如下修訂[4]：

修訂了29.1309（h）的要求，刪除“依據(jù)29.610條”等文字。

2.4 FAR 29.1309第29-53修正案（生效日期2011.08.

08）

（1）修訂背景及原因

美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）根據(jù)25部合格審定的飛機(jī)上安裝的電子電氣系統(tǒng)的雷擊防護(hù)規(guī)定，對(duì)23部、27部和29部合格審定的航空器上安裝的電子電氣系統(tǒng)創(chuàng)建新的雷擊防護(hù)規(guī)定來修訂現(xiàn)有的閃電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)系統(tǒng)功能失效的后果（災(zāi)難性的后果，將妨礙航空器繼續(xù)安全飛行和著陸;危險(xiǎn)或嚴(yán)重后果，將降低航空器的性能或飛行機(jī)組應(yīng)對(duì)不利運(yùn)行狀態(tài)的能力）為航空器系統(tǒng)建立兩級(jí)雷擊防護(hù)。新的適航標(biāo)準(zhǔn)為電子和電氣系統(tǒng)建立一致的雷擊防護(hù)要求。

FAA將頒布新的閃電防護(hù)要求條款，即29.1316，其他相關(guān)條款包括29.1309條也要做適用性更改。

（2）修訂結(jié)果分析

2011年8月8日，修正案29-53正式生效。本次修正案的發(fā)布刪除了29.1309（h）款[5]。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章選取FAR 29.1309，對(duì)條款進(jìn)行了深入的追蹤研究，以各次修正案為條款發(fā)展節(jié)點(diǎn)，深入剖析了各次修正案的背景、修改內(nèi)容和修改原因。通過分析，可以看出新的修正案大大提高了運(yùn)輸類旋翼航空器的安全水平。跟蹤和研究FAR29.1309相應(yīng)修正案，將有利于深入理解FAR29.1309及其背后的安全意圖，為現(xiàn)在或?qū)硇卵兄频拿裼眠\(yùn)輸類旋翼航空器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和相關(guān)適航工作提供了指導(dǎo)，保證新機(jī)型能夠順利通過適航審查。

參考文獻(xiàn)：

[1]Amendment No. 29-0， Part 29-Airworthiness Standards： Transport Category Rotorcraft [New].FAA， 1964.12.

[2]Amendment No. 29-14， Aiworthiness Review Program，Amendent NO.5;Equipment and system Amendents. FAA， 1977.7.

[3]Amendment No. 29-24， Rotorcraft Regulatory Review Program;Amendent NO.2. FAA， 1984.11.

[4]Amendment No. 29-40， Airworthiness Standards; Transport Category Rotorcraft Performance. FAA， 1996.5.

[5]Amendment No. 29-53， Airworthiness Standards; Electrical and Electronic System Lightning Protection;FAA， 2011.6.