CCAR25.1441适航条款符合性验证思路

CCAR25.1441适航条款符合性验证思路

方姝卢夏摘要本文对CCAR25.1441氧气设备和供氧条款的要求进行了分析，并给出了符合性验证方法的建议。Key氧气设备;供氧;适航条款;符合性：V245.31

：ADOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.15.080AbstractThispaperanalyzestherequirementsofCCAR25.1441oxygenequipmentandoxygensupplyclause，andgivesrecommendationsforcomplianceverificationmethods.KeyWordsOxygenequipment;Oxygensupply;Airworthinessterms;Compliance0概述适航标准是保证民用航空器适航性的最低安全标准，CCAR25部是运输类飞机的适航标准。我国民用飞机申请型号合格证必须符合CCAR25部中的条款要求，通过适航审查获得适航当局颁发的型号合格证，这是民用飞机生产及投入商业运营的前提。CCAR25.1441条款氧气设备和供氧是适用于氧气设备的适航条款，该条款的目的是为了保证如果飞机型号设计中包含补氧设备，氧气设备能保护乘客和机组免受缺氧的影响。本文将对CCAR25.1441条款的要求、来源以及建议的符合性验证方法进行说明。1CCAR25.1441适航条款对飞机氧气设备的技术规定主要由适航规章中的条款以及技术标准规定（CTSO）组成。运输类飞机适航规章对氧气设备的要求主要有防护性呼吸设备、最小补氧流量、判断供氧的措施以及防止氧气设备破裂的规定等。具体适用的适航条款需根据型号设计的不同进行综合确定。25.1441条款内容如下：（a）如果申请装有补氧设备的合格审定，则该设备必须满足本条和第25.1443条至25.1453条的要求。（b）氧气系统本身、其使用方法以及对其他部件的影响必须均无危险性。（c）必须具有使机组在飞行中能迅速确定每个供氧源可用氧量的装置。（d）如果飞机按在12000米（40000ft）以上运行申请合格审定，则其氧气流量和氧气设备必须经过批准。2条款来源CCAR25.1441条款来源于美国发布的FAR25.1441条款，FAR25.1441由CAR4b.651（a）转换而来，是对氧气设备和供氧提出的专门要求。CAR4b于1953年颁布，是专门用于运输类飞机适航审定的规章。随着航空科学技术的发展，CAR4b进行了多次修订。此外，随着涡轮发动机在运输类飞机中的应用，美国适航当局于1957年发布了SR422，并于1959年发布SR422B，用以对CAR4b中性能要求部分全面修订。1965年美国联邦航空局（FAA）基于CAR4b-16和SR422B，正式制定FAR25部，作为运输类飞机适航审定标准。其中FAR25.1441条即为CCAR25.1441条款的来源。3CCAR25.1441条款解析25.1441（a）条款规定了飞机在申请合格审定时，若装有补氧设备，则该设备必须满足25.1441（a）、（b）、（c）要求的同时，还需满足25.1443及15.1453条的要求。25.1443条款是对最小补氧流量进行的规定。该条规定是为了保证氧气分配设备能防止乘客和机组受到缺氧的影响。25.1453条则是对防止氧气设备破裂的规定，该条款对加压氧气瓶和氧气瓶与切断阀之间的管路强度以及阻燃性能等做出了具體要求。25.1441（b）条款要求氧气系统本身、其使用方法以及对其他部件的影响必须均无危险性。FAA在AC25-22中指出，为了满足25.144（b）款，飞机制造商需在氧气系统上安装压力释放管路，通常是通过不锈钢管通向飞机外。FAA已经批准了没有机外排放管路的医疗急救用单个高压氧气瓶，为了确定是否需要排放管路来符合25.1441（b）款的要求，应当考虑压力释放装置将气瓶内的所有容量排放到舱内的后果，如舱内过压或暴露在油脂、可燃液体和点火源中。气瓶上一般都有高压关断阀，用来将气瓶与氧气系统隔离。在一个并联系统上，这些阀门通常用保险丝锁定在打开位置。气瓶的关断阀在压力释放装置的下游，以便当气瓶与系统隔离（关断阀关闭）并暴露在热环境中或过压时防止气瓶爆炸。通常，工业界将氧气系统和点火源隔离，点火源包括泵、马达和电气设备。25.1441（c）条款要求氧气设备必须有在飞行中可迅速确定可用氧量的装置。对于气态氧，这种装置一般为氧气压力表、发动机显示和机组警告系统（EICAS）显示等。FAA在AC25-22中指出，FAA审查时发现，在某些申请人计划的旅客氧气系统上，提供的措施是飞行机组可见的氧气瓶和流量控制阀之间管路上的压力指示。系统有若干个氧气瓶，每个都有各自的关断阀，并联在一起。如果在维护过程中，所有气瓶上的关断阀被关闭并且保持在该位置，但是气瓶和流量控制阀之间的管路不受影响，管路内的压力读数仍然会和气瓶上的阀门打开时一样。因此，驾驶舱内会错误地指示氧气是可用的。如果减压事件发生，乘客会无法获得规章要求的补充氧气，可能会造成失去意识甚至死亡。这种情况对飞机本身来说通常没有风险，因为飞行机组有单独的氧气系统，如果动能正常的话，飞机会快速下降到安全高度并在就近机场着陆。因此，旅客补充氧气不可用不会直接威胁继续安全飞行和着陆。但是，AC25.1309-1A中保证失效安全理念的一种设计原则是容错，允许设计、试验、制造、运行和维护期间可以预见的错误可能造成的不利影响，而上面提到的系统不符合这个原则。另外，AC25.1309-1A还指出，对于必须要求机组成员进行非计划着陆的故障，需要提供告警，以减少在更危险失效条件下的暴露。因此，旅客氧气不可用的告警是25.1309（c）款所规定的，结合25.1309（c）条款的要求，氧气设备必须有在飞行中迅速确定可用氧量的装置，同时也必须在旅客氧气不可用时提供告警。在对此条款进行分析时，如果出现截流在关断阀和流量控制阀之间的氧气所导致氧气压力误指示的情况，如果出现这种情况，只有在发生座舱减压或者在机务进行一些维护工作时才能发现氧气是关闭的，所以在对该条款进行符合性分析时同样需要考虑人为因素。25.1441（d）条款要求，在评估所需的氧气流量和设备性能标准时，应当考虑发生未经表明是极不可能的失效而导致座舱失压后，最临界的座舱高度-时间历史。4符合性验证方法说明型号合格审查过程中，为取得有效且足够的数据来表明对适航要求的符合性，申请人通常需要采用不同的方法，而这些方法统称为符合性验证方法，简称为符合性方法（MeansofCompliance，简称MOC）。从实际工作形式划分，一般分为以下四大类：（1）工程评审;（2）试验;（3）检查;（4）设备鉴定。根据《航空器型号合格审定程序》（AP-21-AA-2011-03-R4）中对于符合性方法的定义，归纳出十种经适航部门认可的符合性验证方法。具体定义见表1。对于25.1441（a）条款，一般可以用系统原理图样、设计说明、分析计算、试验室试验，即可选择MOC1、MOC2、MOC5或这几种结合的方式来标明该设备符合最小补氧流量与防止氧气设备破裂的规定。对于25.1441（b）条款一般可通过设计说明和安全性分析的方法，即选择MOC1、MOC3来表明符合性，证明氧气系统不造成危险的影响。对于25.1441（c）条款一般可通过设计说明和机上检查来表明符合性，即选择MOC1、MOC7的方法证明飞行机组能在飞行中迅速确定可用氧量。对于25.141（d）条款可使用设备鉴定试验来表明符合性，即选择MOC9的方法标明符合性。对于氧气设备批准的标准通常包括CTS0-C64B、CTSO-C78a、CTS0-C89a、CTSO-C99a和CTS0-C116a等，可通過设备单独的CTSO适航取证来表明符合性。5结论本文概述了对25.1441条款的来源，并详细说明了该条款的基本要求，同