金 鐳 苗延青 胡 濤

（中航工業(yè)綜合技術研究所，北京 100028）

國內輕型運動飛機（固定翼）適航取證分析研究

金 鐳 苗延青 胡 濤

（中航工業(yè)綜合技術研究所，北京 100028）

梳理了當前我國輕型運動飛機適航取證政策要求，以固定翼輕型運動飛機為例，分析梳理輕型運動飛機取證適航管理要求、適航性技術要求，從審定基礎、設計保證體系構建、適航性設計和符合性驗證、符合性驗證試飛、制造符合性等方面進行分析研究，梳理固定翼輕型運動飛機取證需注意的問題，為固定翼輕型運動飛機研制單位適航取證提供參考。

輕型運動航空器；輕型運動飛機；適航取證；符合性

隨著我國低空空域的逐步開放，通用航空產業(yè)迎來了快速發(fā)展，在通用航空器制造方面，尤其是小型航空器領域民企的強勢介入，使得通航制造業(yè)愈加繁榮。由于航空產品研制過程及產品復雜程度的不同，通用航空器的適航管理與公共運輸航空器相比在適航技術要求及管理程序方面均有一定的差異。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國通用航空器研發(fā)制造項目中，輕型運動飛機項目占比近60%。相對于CCAR-23-R3《正常類、實用類、特技類和通勤類飛機》規(guī)定的飛機類型，輕型運動飛機雖然構型更簡單，但其適航管理和技術方面的要求也有鮮明的特點。

與國外較為開放的空域相比，國內通航改革還在穩(wěn)步的推進，遠未達到開放的程度，為保證公眾利益、推動通航業(yè)的發(fā)展、規(guī)范產品研制過程，國內適航當局頒布了相關的審定程序及指導文件，本文以固定翼輕型運動飛機為例，梳理輕型運動飛機取證適航管理要求，分析其適航性技術要求，梳理固定翼輕型運動飛機取證需注意的問題，為固定翼輕型運動飛機研制單位適航取證提供參考。

1 輕型運動航空器的定義

AC-21-AA-2015-25R1《輕型運動航空器適航管理政策指南》定義的輕型運動航空器包括固定翼輕型運動飛機（以下簡稱輕型運動飛機）、滑翔機、旋翼機和輕于空氣的航空器。本文以固定翼輕型運動飛機為例進行分析研究，作為固定翼輕型運動飛機還應滿足如下條件：

—— 最大起飛重量不超過

· 600 公斤（1320 磅）的輕于空氣的航空器；

· 600 公斤（1320 磅）的不用于水上運行的航空器；或者

· 650 公斤（1430 磅）的用于水上運行的航空器。

—— 在海平面標準大氣條件下，最大連續(xù)功率狀態(tài)下最大平飛空速（VH）不超過120 節(jié)校正空速；

—— 在最大審定起飛重量和最臨界的重心位置，并不使用增升裝置的條件下，航空器最大失速速度或者最小定常飛行速度（VS1）不超過45 節(jié)校正空速；

—— 包括飛行員的最大座位數(shù)不超過2 座；

—— 如果是動力航空器，為單臺活塞式發(fā)動機；

—— 如果是除動力滑翔機外的動力航空器，為定距或者槳距可地面調節(jié)的螺旋槳；

—— 如果具有座艙，為非增壓座艙；

—— 除了用于水上運行的航空器或者滑翔機外，為固定起落架；

—— 對于用于水上運行的航空器，為固定或者可重新定位起落架；

2 輕型運動飛機適航管理要求

我國民航局頒布關于輕型運動飛機取證的適航管理文件包括：

CCAR-21-R3《民用航空產品和零部件合格審定規(guī)定》、AP-21-AA-2015-37R1《輕型運動航空器型號設計批準審定程序》、AC-21-AA-2015-25R1《輕型運動航空器適航管理政策指南》和AP-21-AA-2010-04R4《生產批準和監(jiān)督程序》

下面對幾個管理要求作進一步的分析。

2.1 CCAR-21-R3《民用航空產品和零部件合格審定規(guī)定》

輕型運動航空器按照限用類航空器進行監(jiān)管。CCAR-21-R3第21.25條“型號設計批準書的頒發(fā)：限用類航空器”給出了限用類航空器的取證政策，并明確指出限用類航空器指僅供專門作業(yè)用的某種類別的航空器。21.25條是輕型運動航空器取證和作業(yè)范圍的頂層要求。

2.2 AC-21-AA-2015-25R1《輕型運動航空器適航管理政策指南》

該咨詢通告提供輕型運動航空器型號合格審定、生產許可審定、適航審定等相關的適航管理政策指南。提供輕型運動航空器可接受的型號合格審定、生產許可審定和適航審定的方法。其中在型號合格審定中，AC-21-AA-2015-25R1規(guī)定輕型運動類航空器的審定基礎以ASTM系列標準（表1）為主體，審定程序依據(jù)AP-21-AA-2015-37R1。在生產許可審定方面，可以滿足AP-21-08《僅依據(jù)型號合格證生產的審定和監(jiān)督程序》、AP-21-AA-2010-04R4《生產批準和監(jiān)督程序》或適用的ASTM標準。

2.3 AP-21-AA-2015-37R1《輕型運動航空器型號設計批準審定程序》

該程序規(guī)定了輕型運動航空器型號設計批準書的申請和受理、批準審查組、型號設計批準書的審定程序、型號設計批準書的證后管理等內容，并給出了符合性檢查清單模板、建議局方參與的關鍵符合性驗證項目、設計保證系統(tǒng)的要求等內容。

2.4 AP-21- 04-R3《生產許可審定和監(jiān)督程序》

該程序規(guī)定了民用航空產品生產許可證的審定、審查和頒發(fā)要求，以及對生產許可證持有人的管理和監(jiān)督規(guī)定。AC-21-AA-2015-25R1規(guī)定輕型運動飛機可以參考該程序取得生產批準。對于輕型運動飛機來說，質量控制系統(tǒng)、制造符合性檢查以及供應商控制等方面可參考該程序。

3 輕型運動飛機適航性技術要求

AC-21-AA-2015-25R1規(guī)定，輕型運動航空器設計批準必須滿足CCAR-21-R3第21.25條要求，以及作為輕型運動航空器設計、生產、運行和維修標準的美國試驗和材料標準協(xié)會（ASTM）的相關標準。不同類型輕型運動航空器適用的ASTM標準及其版本如表1所示。這些規(guī)章條款要求和適用的ASTM標準外加必要的專用條件就構成了型號的審定基礎。表1對輕型運動飛機適用的ASTM標準及幾份標準的關鍵內容進行了梳理。

表1 輕型運動飛機適用的ASTM標準及關鍵內容梳理

續(xù)表1 輕型運動飛機適用的ASTM標準及關鍵內容梳理

4 輕型運動飛機取證過程中需注意的問題

輕型運動飛機在適航取證過程中，需要開展多個方面的技術工作，本文結合型號實踐，從設計保證體系構建、適航性設計和符合性驗證以及其他方面分析輕型運動飛機取證過程中需注意的問題。

4.1 設計保證體系構建方面

設計保證體系構建工作主要可以分為兩個方面：設計保證手冊的編寫和底層程序的編寫。AP-21-AA-2015-37R1《輕型運動航空器型號設計批準審定程序》附錄3對輕型運動飛機設計保證系統(tǒng)給出了構建要求，雖然其設計、適航、獨立監(jiān)督等3大職能和組織機構、職責、程序、資源等4大要素的構建要求與AP-21-AA-2011-03-R4相比得到了簡化，但這些要求依然應得到申請人設計保證系統(tǒng)的覆蓋。

申請人應首先參考AP-21-AA-2015-37R1附錄3的要求，對設計保證手冊的頂層要求予以分析，明確設計保證手冊的大綱，然后根據(jù)企業(yè)頂層管理文件、組織結構及職責、研制單位工作程序以及人力資源情況編制設計保證手冊初稿，隨后，在手冊初稿的基礎上，補充設計保證系統(tǒng)框架、補充設計保證系統(tǒng)的組織、職責和資源等內容，補充設計保證系統(tǒng)的底層程序，如型號的構型管理程序、偏離處理程序、設計更改批準程序等等。

4.2 適航性設計和符合性驗證方面

申請人應結合自身型號特點逐一對每個條款進行解讀，同時梳理條款要求應采用的符合性驗證方法，明確應開展的所有符合性驗證工作。在具體的設計和符合性驗證方面，應注意以下問題。

在載荷計算方面，ASTM F2245-14第5章給出了飛機結構載荷計算方面的要求，其中，第5章的5.2.1～5.7.3節(jié)的載荷要求，也可以通過附錄X1～X7提供的簡化設計載荷準則來實現(xiàn)。附錄X1簡化設計載荷準則是一套簡化的載荷計算方法，該準則在內容上與CCAR-23-R3附件A簡化設計載荷準則是相似的。一般情況下，如該簡化設計準則適用，輕型運動飛機的載荷計算工作將得到簡化。

在試驗室試驗和整機地面試驗方面，ASTM F2245-14第5章給出的飛機結構方面的要求很多需要通過實驗室試驗或整機地面試驗進行驗證，如機翼強度試驗、發(fā)動機架強度試驗、應急著陸載荷試驗等等。應注意輕型運動飛機結構由于大量采用復合材料而對試驗提出的特殊要求。例如，ASTM F2245-14 5.8.1.1條要求計算地面載荷系數(shù)，作為起落架地面載荷符合性驗證的輸入。計算地面載荷系數(shù)需要得到復合材料起落架的壓縮行程，而復合材料壓縮行程很難準確給出，就很難準確得到地面載荷系數(shù)。所以該條款對于復合材料起落架與金屬起落架不建議采取相同的驗證方法，可以將該條款與后續(xù)幾個條款合并，以落振試驗的方式驗證符合性。

在飛行試驗方面，ASTM F2245-14第4章給出了飛機飛行方面的適航性要求，主要包括飛行速度限制、重量重心限制、螺旋槳和槳距限制、性能、操縱性和機動性、穩(wěn)定性、振動和抖振等要求。這些要求以及F2245第6章空速指示系統(tǒng)校準要求，一般通過飛行試驗的方法進行符合性驗證。有的要求如空速和高度校準試飛，失速速度和失速特性試飛等可以作為獨立的科目試飛，而有的要求如螺旋槳轉速和槳距限制、螺旋槳—發(fā)動機—機身相互影響等可以在這些試飛科目過程中進行驗證。試飛過程中駕駛員對于飛機操縱性、穩(wěn)定性、機動性等的評價和駕駛體驗尤為重要，部分條款要求的符合性也是通過飛行員的評判來確定，需要針對每項科目及時進行記錄。例如，在振動方面，條款所要求的在任何VS至VDF速度范圍內“不應出現(xiàn)驗證的抖振、過度的機身或控制面振動、顫振或者操縱發(fā)散”的符合性就是通過試飛員的觀察和操縱體驗來確定。

4.3 其他方面

除了上述方面之外，還有一些問題也需要予以關注。

例如在構型管理方面，構型管理工作要求并沒有簡化，只是輕型運動飛機的構型相對于民用公共運輸飛機來說更簡單。構型管理工作需要制定專門的管理程序，納入設計保證系統(tǒng)之中。

在標準件方面，國外輕型飛機往往采用大量不同規(guī)格的標準件，不利于型號構型管理，一般宜減少標準件的規(guī)格。

在質控體系方面，建議申請人在TDA取證階段就嚴格按照AP-21-04《生產許可審定和監(jiān)督程序》中ACSEP評審大綱的要求逐步構建質量控制系統(tǒng)，完善質量手冊、程序及作業(yè)文件等，其中應特別注意對金屬和復合材料等非金屬零部件生產的檢驗工作，尤其是零部件的檢驗程序和檢驗標準體系的構建，從而大量減少PC取證階段的工作量。

在制造符合性檢查方面，局方對輕型運動飛機的制造符合性檢查要求與CCAR 23、25部飛機的制造符合性檢查的要求是一致的，只是在檢查對象上有所區(qū)別。申請人也應按照AP-21-04-R3程序做好制造符合性檢查準備工作。

5 結論

目前，我國已規(guī)定了輕型運動飛機專門的適航管理程序和適航性技術要求，輕型運動飛機的適航取證工作需要注意一系列的適航管理和技術問題。研制企業(yè)要深入理解國內輕型運動飛機的適航技術標準及管理程序，注意汲取經(jīng)驗和教訓，更好地推進輕型運動飛機的適航取證工作。

（編輯：雨晴）

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1003-6660（2016）06-0028-04

10.13237/j.cnki.asq.2016.06.007