适航概论课件：航空器适航要求

航空器适航要求飞行特性内 容适航规章关于飞行特性要求关于机体结构要求动力系统机载系统适航要求的符合性回顾：

为什么全世界建立了民用航空适航体系？其收益？

适航是什么？——是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（CAAC）。

适航管理：分为（初始）适航和持续适航，依据规章进行管理。

适航规章要求：最低安全要求，符合适航规章要求是为了最大限度地避免事故教训的重复发生。1.

适航规章中国民用航空适航规章中国民用航空规章(CCAR)是由中国民用航空（总）局(CAAC)发布的部门规章，与FAA的体系（FAR）接近，其中与适航有关的规章17部（增长中）:民用航空产品和零部件合格审定规定正常类、实用类、特技类、通勤类飞机适航标CCAR-21-R3CCAR-23-R3准CCAR-25-R4CCAR-26CCAR-27-R1CCAR-29-R1CCAR-31CCAR-33-R2CCAR-34CCAR-35运输类飞机适航标准运输类飞机的持续适航和安全改进规定正常类旋翼航空器适航标准运输类旋翼航空器适航规定载人自由气球适航规定航空发动机适航标准涡轮发动机飞机燃油排泄和排气排出物的规定螺旋桨适航标准中国民用航空适航规章CCAR-36-R1CCAR-37CCAR-39CCAR-45-R1CCAR-53CCAR-55CCAR-183航空器型号和适航合格审查噪声规定民用航空材料零部件和机载设备技术标准规定民用航空器适航指令规定民用航空器国籍登记规定民用航空用化学产品民用航空油料适航管理规定民用航空器适航委任代表和委任单位代表的规定与FAA类似，中国民航与规章配套的重要支持材料包括咨询通告（Advisory

Circular,

AC，规章要求的符合性方法建议和解释性材料）、技术标准规定（Technical

Standard

Order,

TSO，引用一些工业标准作为机载设备的适航标准）欧洲适航规章21部——航空器及其产品、零部件和机载设备以及设计、生产机构的合格审定；以及作为适航规章的合格审定规范（Certification

Specification,

CS）：CS-P（螺旋桨）CS-25（大飞机）CS-ETSO（欧洲技术标准规定）CS-APU（辅助动力装置）CS-AWO（全天气运行）CS-E（发动机）CS-22（滑翔机和动力滑翔机）CS-23（正常类、实用类、特技类和通勤类飞机）CS-27（小旋翼机）CS-29（大旋翼机）CS-VLR（甚轻型旋翼机）CS-VLA（甚轻型飞机）与美国的适航规章体系不同，欧洲将类似咨询通告类型的法律文件作为规章的一部分列在规章中，称为可接受的符合性方法（Acceptable

Meansof

Compliance,

AMC）和指导材料（Guidance

Material,

GM）。CCAR-23/25

CCAR-23-R3《中国民用航空规章

第23部正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航标准》（2004.10.12

）正常类/实用类/特技类飞机：座位设置（不包括驾驶员）9

座或以下，最大审定起飞重量5700

公斤（12500

磅）或以下，用于非特技/有限特技/不加限制（但试飞表明必要的限制除外）的飞机。通勤类飞机：座位设置（不包括驾驶员）19

座或以下，最大审定起飞重量8618

公斤（19000

磅）或以下，用于非特技飞行的螺旋桨驱动的多发动机飞机。

CCAR-25-R4《中国民用航空规章

第25部运输类飞机适航标准》（2011.11.17）运输类飞机适航规章特点考虑整体安全性：设计、制造、使用、维修预期的最低安全性水平在可接受性和可实施性之间平衡23部飞机灾难性事故概率：10-6/fh25部飞机灾难性事故概率：10-7/fh适航规章特点丰富的配套文件体系。如FAA体系：咨询通告AC

(Advisory

Circular)规定和通告Order

&

Notice适航指令AD

(Airworthiness

Directive)立法建议通告NPRM

(Noticeof

Proposed

RuleMaking)动态性和实时性：反映经证实的、成熟的技术，而非最新的进展常因航空事故/频发安全事件而修订CCAR-23/25/27/29内容体系内容：A-G等分部和附录/附则

A分部-总则：航空器型号及类别信息

B分部-飞行：针对性能、操纵性、机动性和稳定性等要求

C分部-结构：飞行和地面载荷要求，机身、操纵系统、起落架及其他部件的结构设计要求，适坠性、疲劳评定、闪电防护等要求

D分部-设计与构造：设计方法、材料、安全因子、操纵系统、起落架设计、需要进行的结构试验、驾驶舱和客舱设计、防火以及颤振要求等

E分部-动力装置：动力系统安装及相关系统（如燃油、滑油、排气系统等）的要求，也包括了动力系统操纵、附件、防火等要求

F分部-设备：功能和安装一般要求，飞行和导航仪表、动力装置仪表、系统安全分析、系统闪电防护要求，仪表安装、电气系统和设备、灯、安全设备、其它设备

G分部-使用限制和资料：为了使航空器正确运行，驾驶员和其他人员必须得到的所有资料要求，包括从标记、标牌到飞行手册内容等

CCAR-25

H分部-电气线路互联系统

附录/附则：有不同的内容，如简化的设计载荷判据、材料可燃性评估的试验程序、持续适航文件和其他信息。内 容适航规章关于飞行特性要求关于机体结构要求动力系统机载系统适航要求的符合性与飞行特性有关的典型示例直升机自动扭转，无法纠正B747进近，风暴+不利参数，紧急撤离水上飞机着水翻转侧风影响A321进近着陆振荡2. 关于飞行特性要求：B分部内容：性能（起飞、爬升、着陆）操纵性和稳定性（配平、操纵、稳定性、失速、地面/水面操纵）其他（振动和抖振、高速特性、失配平特性）使用考虑：重量和重量分布限制螺旋桨：转速和桨距限制使用环境：无冰和结冰条件风场跑道和水上故障运行：发动机失效等2. 关于飞行特性要求：B分部基本概念飞行性能：在外力作用下飞机质心运动的规律。高速/低速边界上升/下降性能续航性能起飞性能着陆性能机动性能飞行性能适航要求关注：起飞速度、距离爬升梯度（起飞、进场、着陆、航路）着陆距离低速：失速/抖振/抖动速度和飞行特性高速：最大速度和增速／恢复特性对于实际使用情况的考虑（现实性）：关键发动机停车风的影响飞机表面结冰跑道状况，等主飞行任务剖面飞行事故统计数据：按飞行阶段统计资料来源：IATA

Report

2008Flight

planningPre-flightEngine

start/departTaxi-outTake-offRejected

take-offInitial

climbEnroute

climbCruiseDescentApproachGo-aroundLandingPost-flightArrival/EngineshutdownTaxi-inFlight

closeGround

servcing内容：性能（起飞、爬升、着陆）操纵性和稳定性（配平、操纵、稳定性、失速、地面/水面操纵）其他（振动和抖振、高速特性、失配平特性）使用考虑：重量和重量分布限制螺旋桨：转速和桨距限制使用环境：无冰和结冰条件风场跑道和水上故障运行：发动机失效等2. 关于飞行特性要求：B分部rudderfinHorizontaltailplane(or

stabilizer)flapsslatsaileronselevatorspoilers常规飞机的操纵首先操纵姿态，进而控制轨迹常规飞机的操纵

t平衡状态参数不随时间变化的飞行。如定常直线飞行、正常盘旋等。不稳定平衡稳定平衡中立稳定平衡瞬态时间稳态增量(平衡)

飞机受到外界扰动后自动恢复稳定性

原来平衡状态的能力。操纵性飞机在驾驶员的操纵下从一种飞行状态过渡到另一种飞行状态的能力。包括稳态增量和瞬态过程。平衡、稳定性和操纵性内容：性能（起飞、爬升、着陆）操纵性和稳定性（配平、操纵、稳定性、失速、地面/水面操纵）其他（振动和抖振、高速特性、失配平特性）使用考虑：重量和重量分布限制螺旋桨：转速和桨距限制使用环境：无冰和结冰条件风场跑道和水上故障运行：发动机失效等2. 关于飞行特性要求：B分部航空器适航要求结构特性内 容适航规章关于飞行特性要求关于机体结构要求动力系统机载系统适航要求的符合性3. 关于机体结构要求示例：MD-80结构安全问题载荷：结构承受的力学环境强度：结构的基本控制目标无缺陷变形体，保证在最大载荷下有足够的强度（应力水平）疲劳：多次载荷作用下如何破坏？关注多次使用载荷作用下的破坏（寿命）损伤容限：有缺陷怎么办？关注材料固有或结构使用中产生缺陷后的结构安全性颤振：结构振动诱发的不安全性闪电：遭遇雷击怎么办？腐蚀：环境因素造成的性能衰减总则§

25.301

载荷§

25.303

安全系数§

25.303

强度与变形§

25.307

结构符合性的证明飞行载荷基本要求、机动和突风发动机扭矩、增压舱等补充情况操纵面和操纵系统载荷地面载荷水载荷应急着陆情况允许损坏，但必须保护成员疲劳评定（

§

25.571

）闪电防护C分部

结构总则§２５．６０１

总则§２５．６０３

材料§２５．６０５

制造方法§２５．６０７

紧固件§２５．６０９

结构保护§２５．６１１

可达性措施§２５．６１３

材料的强度性能和设计值§２５．６１９

特殊系数§２５．６２１

铸件系数§２５．６２３

支承系数§２５．６２５

接头系数§２５．６２９

气动弹性稳定性要求§２５．６３１

鸟撞损伤操纵面和操纵系统起落架、浮筒和船体载人和装货设施应急设施通风、加热、增压防火和其它D分部

设计与构造载荷通常指施加于机械或结构上的外力航空器载荷分类按运行状态：飞行载荷、地面载荷和水面载荷按分析要求：总载荷、部件载荷和其他载荷按产生原因：气动载荷、冲击载荷和操纵载荷CCAR-25-R4

C分部（结构）25.301~25.537条。飞行载荷气动设计 结构设计载荷总载荷稳定俯仰机动非校验机动校验机动滚转机动偏航机动发动机停车阵风载荷部件分布载荷机翼及操纵面——机翼、副翼、襟翼、扰流板水平尾翼及操纵面垂直尾翼及操纵面机身——机头、机身其它载荷操纵系统载荷失事载荷阻力伞驾驶舱和座舱盖载荷——风挡和窗、防鸟撞风挡、驾驶舱、座舱盖发动机装置载荷进气道载荷——机头进气、两侧进气外挂物及其支撑结构零小部件载荷飞机整机结构强度实验——机翼破坏实验静强度试验飞机整机结构强度实验——机身破坏实验静强度试验A380wingstatictestfor

certification静强度试验疲劳失效50年代，英国德

哈维兰“彗星I”

是世界第一型量产商用喷气客气。由于多起重大事故牵动了适航规章的重要发展，奠定了当前仍应用的适航规章体系基础典型记录：1953.5.2，一架“彗星I”型客机从印度起飞遇到强烈热带风暴，6分钟后机身突然在空中破碎，机上43人全部遇难事故原因

机身结构疲劳失效

阵风载荷加重失效适航影响

提出了金属结构疲劳要求

不能沿用船体设计的矩形弦窗，改用圆形窗，避免舷窗区域应力集中船用舷窗空中结构破损圆弧过渡避免应力集中波音777静强度、疲劳试验视频 25.571

结构疲劳和损伤容限评估设计飞机，避免在使用寿命内由于疲劳、腐蚀、意外损伤

导致灾难性结构失效，进行损伤容限评估，并包括声疲劳影响疲劳损伤意外损伤环境损伤离散源损伤损伤容限假定：结构在使用前就带有初始缺陷在使用中不可避免受到外来物的损伤要求：必须把这些缺陷和损伤在规定的未修使用期内的增长，控制在一定的范围内,

使得裂纹不发生不稳定(快速)扩展在规定的未经维修的服役周期内或结束时都应有规定的剩余强度水平设计：对于破损-安全结构，通过使用多路传力或止裂措施,

局部地控制不稳定裂纹扩展对于裂纹缓慢扩展结构,

其疵瑕或缺陷不允许达到不稳定快速扩展所需要的尺寸举例：颤振现象原因：气动-结构弹性的耦合要求：在拟飞行范围和条件下不出现颤振危害

（25.629）颤振问题雷击危害直接危害机体结构间接危害电子设备传输线路（25.581）内 容适航规