孫雨辰　張　毓　劉鎮(zhèn)承

上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海，200000

民用飛機(jī)構(gòu)型偏離清單（CDL）項(xiàng)目制定流程與分析方法

孫雨辰張毓劉鎮(zhèn)承

上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海，200000

根據(jù)CCAR25.185和AC25-7C中構(gòu)型偏離清單制定的要求，結(jié)合某型民機(jī)型號工作的經(jīng)驗(yàn)，探索出民用飛機(jī)構(gòu)型偏離清單中項(xiàng)目制定的流程與評估方法，規(guī)定項(xiàng)目制定的原則、項(xiàng)目來源、制定流程、具體分析內(nèi)容方法與試飛驗(yàn)證方法，該項(xiàng)工作能夠?yàn)槊駲C(jī)領(lǐng)域構(gòu)型偏離清單的制定提供有益參考。

構(gòu)型偏離清單 評估流程 分析方法 試飛驗(yàn)證方法

本文基于型號工作經(jīng)驗(yàn)，對構(gòu)型偏離清單的研究工作進(jìn)行了初步研究，其內(nèi)容能夠?qū)ζ渌吞柮駲C(jī)相關(guān)工作的開展起到指導(dǎo)作用，也有利于提高國產(chǎn)民用飛機(jī)在航線運(yùn)營過程中的簽派率。

1　和項(xiàng)目制定原則

依據(jù)AC25-7C《運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南》中§235節(jié)“與設(shè)計(jì)小改（外形）及構(gòu)型偏離清單項(xiàng)目有關(guān)的性能降低的考慮”和§236節(jié)“構(gòu)型偏離清單”的要求和型號工作的開展，確定制定飛機(jī)構(gòu)型偏離清單的基本原則如下：

a） 構(gòu)型偏離清單中任意項(xiàng)目缺失不會(huì)影響飛行安全；

b） 構(gòu)型偏離清單中口蓋的缺失應(yīng)不能影響飛機(jī)閃電防護(hù)安全；

c） 構(gòu)型偏離清單中項(xiàng)目不包含結(jié)構(gòu)主承力零部件；

d） 構(gòu)型偏離清單中任意項(xiàng)目缺失應(yīng)能夠在航前外部目視檢查過程中探測到；

e） 任何系統(tǒng)缺失零部件數(shù)目不得超出構(gòu)型偏離清單中最大限制，同一系統(tǒng)缺失多個(gè)部件時(shí)，應(yīng)說明這些部件所處位置有何特定要求；

f） 可以同時(shí)缺失不同系統(tǒng)的部件；

2　項(xiàng)目來源

可以作為飛機(jī)構(gòu)型偏離清單項(xiàng)目的來源包括：

a） 已有機(jī)型數(shù)據(jù)支持

已有機(jī)型的數(shù)據(jù)對初步劃定構(gòu)型偏離清單初步評估范圍具有良好的指引作用，對于相似機(jī)型CDL列出的項(xiàng)目，需要具體分析其工作環(huán)境是否相同，系統(tǒng)構(gòu)型是否相似等因素，區(qū)別差異，仔細(xì)評估；

b） 系統(tǒng)專業(yè)工程分析

各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門根據(jù)系統(tǒng)零部件在系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的功能、承載的大小、缺失后對系統(tǒng)的影響，以定性和定量的方法對系統(tǒng)所有零部件進(jìn)行分析，初步列出允許缺失的構(gòu)型項(xiàng)目；

c） 試飛現(xiàn)場數(shù)據(jù)

在飛機(jī)首飛以后，根據(jù)試飛現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)、搜集到的飛機(jī)零部件缺失統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，作為構(gòu)型偏離清單項(xiàng)目的輸入；

3　評估流程

a） 初步制定構(gòu)型偏離參考清單

根據(jù)飛機(jī)各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)型初步篩選出符合CDL制定原則的項(xiàng)目，內(nèi)容僅需包括系統(tǒng)/部件章節(jié)編號、允許缺失零部件名稱。以便各個(gè)系統(tǒng)專業(yè)進(jìn)行構(gòu)型偏離清單的進(jìn)一步制定與篩選；

b） 系統(tǒng)專業(yè)確認(rèn)并完善

各個(gè)系統(tǒng)專業(yè)依據(jù)各個(gè)系統(tǒng)所包含飛機(jī)外部零部件的位置、功能、承載方式、對系統(tǒng)重要度對參考清單中的零部件進(jìn)行確認(rèn)并完善，添加或刪除項(xiàng)目，同時(shí)提供零部件編號、放行允許缺失數(shù)目，缺失后對系統(tǒng)功能的影響，并說明是否需要額外限制條件，同時(shí)提供零部件在飛機(jī)所處位置清晰指示圖和零部件二維圖；

c） 安全性影響評估

對允許缺失的零部件進(jìn)行安全性影響評估，說明項(xiàng)目缺失的危害等級、對飛行安全性的影響和航路并發(fā)故障影響，從中篩選并刪除對飛機(jī)安全性有不利影響的項(xiàng)目；

d） 閃電防護(hù)影響評估

由E3專業(yè)針對允許缺失的零部件進(jìn)行閃電防護(hù)分析，只有能夠分析證明在飛機(jī)暴露于閃電環(huán)境期間和之后，允許缺失的外部零部件之內(nèi)的電子電氣系統(tǒng)不會(huì)受到不利影響，才能作為構(gòu)型偏離清單項(xiàng)目；

e） 重量重心影響計(jì)算

計(jì)算每項(xiàng)零部件最大允許數(shù)目缺失后對飛機(jī)空載狀態(tài)下重心改變量的影響，從中篩選并刪除對飛機(jī)重心位置影響較大的項(xiàng)目；

f） 氣動(dòng)阻力增量計(jì)算

對每個(gè)缺失的零部件進(jìn)行氣動(dòng)阻力增量計(jì)算，從中篩選并刪除對低速和高速特性影響較大的項(xiàng)目；

4　分析方法

對于納入構(gòu)型偏離清單候選項(xiàng)目的缺失零部件，需要對其進(jìn)行系統(tǒng)功能評估、氣動(dòng)阻力評估、氣動(dòng)性能影響評估、飛機(jī)重心改變量評估，并通過試飛驗(yàn)證進(jìn)行篩選，本章節(jié)對具體評估內(nèi)容與方法進(jìn)行了詳細(xì)論述。

4.1系統(tǒng)功能評估

對于擬納入構(gòu)型偏離清單的零部件，需要從系統(tǒng)功能上對其進(jìn)行評估，具體包括零部件在飛機(jī)上的安裝位置、缺失對系統(tǒng)功能影響、是否為結(jié)構(gòu)主承力件。此外，需要對零部件的缺失進(jìn)行安全性影響評估，包括項(xiàng)目缺失的危害等級、對飛行安全性的影響和航路并發(fā)故障影響，從中篩選并刪除對飛機(jī)安全性有不利影響的項(xiàng)目。

4.2飛機(jī)氣動(dòng)阻力影響評估

部分零部件的缺失會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)氣動(dòng)阻力的變化，評估時(shí)要按照缺失零部件的結(jié)構(gòu)特征和不同屬性分別對氣動(dòng)力的改變進(jìn)行分析，具體分類如下：

a） 外漏的空腔

在飛機(jī)發(fā)生某些外部面板、口蓋缺失時(shí)，會(huì)在機(jī)身外表面形成外露的空腔，破壞飛機(jī)原有光潔氣動(dòng)外形，產(chǎn)生額外的阻力，常見的缺失零部件包括：燈罩、面板、勤務(wù)門。

b） 環(huán)控系統(tǒng)排氣格柵

飛機(jī)的環(huán)控系統(tǒng)工作是通過沖壓空氣管路將外界空氣引入，對發(fā)動(dòng)機(jī)引氣進(jìn)行降溫，從而為機(jī)內(nèi)提供溫度適宜的空氣，沖壓空氣管路包括進(jìn)氣門、排氣格柵、熱交換器和循環(huán)風(fēng)扇。進(jìn)氣口或排氣風(fēng)門結(jié)構(gòu)有缺損，都會(huì)影響到環(huán)控系統(tǒng)管路的壓強(qiáng)變化。

c） 整流裝置

整流裝置的缺失必然會(huì)導(dǎo)致氣動(dòng)阻力的增加，常見的整流裝置包括襟翼滑軌整流罩、做動(dòng)器整流板、反推整流罩等。整流裝置的缺失導(dǎo)致氣動(dòng)阻力增量為缺失整流罩后外漏設(shè)備產(chǎn)生的阻力與保留整流罩的阻力差值。

整流裝置的缺失導(dǎo)致氣動(dòng)阻力增量的計(jì)算方式如下：

d） 尾椎蓋

保守起見，認(rèn)為飛機(jī)尾椎蓋的丟失導(dǎo)致底部阻力的增加，其數(shù)值取決于尾椎尺寸、機(jī)身等效直徑、摩擦阻力和粘性壓差阻力。

4.3氣動(dòng)性能降級評估

對飛機(jī)氣動(dòng)阻力有影響的項(xiàng)目，需要分析其對飛行性能的影響，計(jì)算時(shí)依據(jù)AC25-7C中要求進(jìn)行保守計(jì)算，即將阻力增量乘以2，再計(jì)算單發(fā)時(shí)的性能影響。

4.3 飛機(jī)重心改變量評估

零部件缺失如果對飛機(jī)重心有較大的改變，將不能作為構(gòu)型偏離清單項(xiàng)目。在飛機(jī)空載狀態(tài)下，零部件缺失對航向重心影響最大，因此以空機(jī)零部件缺失對航向重心影響量作為評估標(biāo)準(zhǔn)。

4.4試飛驗(yàn)證方法

對CDL中項(xiàng)目試飛驗(yàn)證，以證明某一項(xiàng)目缺失后不會(huì)對飛機(jī)操穩(wěn)特性產(chǎn)生影響。試飛科目需要至少包括過載桿力梯度-機(jī)動(dòng)特性、抖振特性、高速特性-縱橫向顛傾，以證明所評估的項(xiàng)目缺失后，直到VMO/MMO速度，飛機(jī)沒有明顯的飛行特性變化或不利于適航性的影響。進(jìn)一步根據(jù)試飛結(jié)果，分析證明飛機(jī)對直到VD/MD 速度飛機(jī)的操縱特性沒有惡化。

為了研制項(xiàng)目缺失對飛機(jī)操縱穩(wěn)定性的影響，需要至少開展以下科目的試飛驗(yàn)證：

a） 抖振特性和空速檢查

該科目試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱藱z查飛機(jī)加速到VMO/ MMO 的任一速度的直線飛行中是否出現(xiàn)可察覺的抖振。試飛方法是以飛機(jī)的巡航馬赫數(shù)建立初始配平狀態(tài)，以最大連續(xù)推力以1.0g加速到VMO/MMO，檢查在該過程中是否出現(xiàn)可覺察抖振。科目通過驗(yàn)證的可接受判據(jù)為：飛機(jī)在任何很可能的運(yùn)行情況下，都不會(huì)發(fā)生任何妨礙繼續(xù)安全飛行的振動(dòng)和抖振，空速檢查時(shí)，左右空速差異可接受。

b） 高速特性-縱橫向顛傾

該科目試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱蓑?yàn)證突風(fēng)顛傾時(shí)飛機(jī)的高速特性。試飛方法是在俯仰姿態(tài)已建立但在達(dá)到VMO/MMO之前，使飛機(jī)滾轉(zhuǎn)15°～25°，應(yīng)保持既定姿態(tài)直到超速警告發(fā)出后3 s，然后改出，改出過程中過載不大于1.5g?？颇客ㄟ^驗(yàn)證的可接受判據(jù)為：機(jī)動(dòng)過程中張益達(dá)速度不超過VDF-9Kn/MDF-0.015M；機(jī)動(dòng)動(dòng)作完成后，不需要特別大的駕駛桿力或特殊技巧能使飛機(jī)恢復(fù)正常姿態(tài)；飛行過程中不出現(xiàn)會(huì)削弱駕駛員判讀儀表或操縱飛機(jī)恢復(fù)正常能力的抖振。進(jìn)行該科目試飛驗(yàn)證時(shí)，為了確保飛機(jī)處于最不利條件，對構(gòu)型偏離清單中位于機(jī)翼、增升裝置、操縱舵面等對橫航向氣動(dòng)可能產(chǎn)生影響的項(xiàng)目進(jìn)行單側(cè)拆除。

c） 縱向配平

試飛方法是在給定配平狀態(tài)下松桿飛行20s，檢驗(yàn)高速飛行時(shí)馬赫數(shù)配平正常工作?？颇客ㄟ^驗(yàn)證的可接受判據(jù)為：飛機(jī)配平后，主操縱裝置或其它相應(yīng)的配平機(jī)構(gòu)不再移動(dòng)時(shí)，飛機(jī)的縱向是可以維持配平的。

5　結(jié)論

飛機(jī)的構(gòu)型偏離清單的內(nèi)容涉及全機(jī)所有系統(tǒng)，范圍很廣，需要評估的內(nèi)容多，其詳細(xì)程度直接影響到飛機(jī)在運(yùn)營過程中的簽派率。針對構(gòu)型偏離清單的制定與深入研究對民用飛機(jī)的簽派率與運(yùn)營成本有重要意義，在今后工作中有必要通過分析允許缺失零部件屬性，劃定可能納入構(gòu)型偏離清單的潛在項(xiàng)目的范圍，同時(shí)通過對簽派可靠度開展分析，并結(jié)合飛機(jī)運(yùn)營后數(shù)據(jù)，評估得到CDL的完善程度對簽派可靠度的影響。

（References）

［1］中國民用航空局.2011.CCAR25-R4中國民用航空規(guī)章運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］中國民用航空局.2012.AC25-7C運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南［S］.

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7　結(jié)論

利用金屬粉末注射成型技術(shù)（metal injection molding MIM）燒制的氣體動(dòng)壓軸承TiC基金屬陶瓷坯件成型精度高，顯著減少加工余量，零件加工成本大幅度降低；在軸承加工方面，解決了亞微米級尺寸、形位公差的加工難度；在軸承組套技術(shù)方面，實(shí)現(xiàn)了最佳工作間隙的控制并且軸承起浮性能好。因此TiC基高強(qiáng)度金屬陶瓷材料在氣體動(dòng)壓軸承研制中具有較好的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)（References）

［1］王云飛.氣體潤滑理論與氣體軸承設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

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［3］郭秀中．慣性系統(tǒng)陀螺儀理論［M］．北京：國防工業(yè)出版社，1996 （7）.

［4］孫新民.對小型靜電陀螺儀球形轉(zhuǎn)子的研磨技術(shù)［J］.新技術(shù)新工藝，2000（4）.