江娜

【摘 要】本文研究了CCAR25.1438，F(xiàn)AR25.1438和CS25.1438對(duì)于驗(yàn)證爆破壓力要求的差異性，為民用飛機(jī)對(duì)于25.1438條款的符合性驗(yàn)證提供參考。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)；適航；25.1438

0 引言

民用航空產(chǎn)品的型號(hào)設(shè)計(jì)應(yīng)符合相應(yīng)適航標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)于運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)，適用的適航標(biāo)準(zhǔn)為25部。其中，中國(guó)民用航空總局（CAAC）頒布的為CCAR25部，美國(guó)航空管理局（FAA）頒布的為FAR25部，歐洲航空安全局（EASA）頒布的為CS25部。雖然三大適航標(biāo)準(zhǔn)日益趨于一致，但目前三者仍然有較小的差異。本文的目的旨在研究三者在25.1438條款中對(duì)驗(yàn)證爆破壓力要求的差異，為民用飛機(jī)設(shè)備對(duì)于25.1438條款的符合性驗(yàn)證提供參考。

1 25.1438條款要求

1.1 CCAR25.1438 增壓系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)[1]

（a）增壓系統(tǒng)元件必須分別進(jìn)行壓力值為最大正常工作壓力2 倍的破壞壓力試驗(yàn)和1.5倍的驗(yàn)證壓力試驗(yàn)。

（b）氣動(dòng)系統(tǒng)元件必須分別進(jìn)行壓力值為最大正常工作壓力3 倍的破壞壓力試驗(yàn)和1.5倍的驗(yàn)證壓力試驗(yàn)。

（c）可以用分析或分析和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，來(lái)代替本條（a）或（b）要求的各項(xiàng)試驗(yàn)，條件是適航當(dāng)局認(rèn)為該方法與所要求的試驗(yàn)等效。

1.2 FAR 25.1438 Pressurization and pneumatic systems[2]

（a）Pressurization system elements must be burst pressure tested to 2.0 times，and proof pressure tested to 1.5 times，the maximum normal operating pressure.

（b）Pneumatic system elements must be burst pressure tested to 3.0 times，and proof pressure tested to 1.5 times，the maximum normal operating pressure.

（c）An analysis，or a combination of analysis and test， may be substituted for any test required by paragraph （a） or （b） of this section if the Administrator finds it equivalent to the required test.

經(jīng)比對(duì)，CCAR25.1438與FAR25.1438無(wú)任何差別，本文不再累述。

1.3 CS 25.1438 Pressurisation and low pressure pneumatic systems[3]

Pneumatic systems（ducting and components）served by bleed air， such as engine bleed air，air conditioning， pressurisation，engine starting and hot air ice protection systems，which are essential for the safe operation of the aeroplane or whose failure may adversely affect any essential or critical part of the aeroplane or the safety of the occupants， must be so designed and installed as to comply the CS 25.1309 In particular account must be taken of bursting or excessive leakage.（See AMC 25.1438 paragraph 1 for strength and AMC 25.1438 paragraph 2 for testing.）

翻譯如下：CS25.1438增壓系統(tǒng)和低壓氣動(dòng)系統(tǒng)

使用引氣的氣動(dòng)系統(tǒng)（管路和設(shè)備），如發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)以及熱氣防冰系統(tǒng)等對(duì)飛機(jī)安全運(yùn)行至關(guān)重要，或其失效將對(duì)飛機(jī)任何重要或關(guān)鍵部件或者乘客安全產(chǎn)生不利影響時(shí)，其設(shè)計(jì)和安裝必須滿(mǎn)足CS25.1309的要求，尤其應(yīng)考慮爆裂和過(guò)量泄漏的情況。（參見(jiàn)AMC 25.1438第1段強(qiáng)度部分和AMC25.1438第2段試驗(yàn)部分）

其中在AMC25.1438 中要求：系統(tǒng)的每個(gè)元件（管路和設(shè)備），其失效可能影響飛機(jī)和乘員安全的，都必須滿(mǎn)足如表1所示的極限工況。元件在經(jīng)受下表1工況1后，應(yīng)能正常工作，且無(wú)永久變形，即驗(yàn)證壓力。元件在經(jīng)受下表1工況2后，不會(huì)破裂或過(guò)度滲漏，不要求功能正常，即爆破壓力。

各種發(fā)生可能性定義對(duì)應(yīng)的失效概率如下表3所示：

2 25.1438適航條款差異分析

前文已經(jīng)闡述，CCAR25.1438和FAR25.1438無(wú)任何差別，現(xiàn)將FAR25.1438和CS25.1438的差別匯總?cè)缦隆?/p>

2.1 適用系統(tǒng)

FAR25.1438條款中沒(méi)有直接對(duì)增壓系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)的范圍進(jìn)行定義。根據(jù)AC25-22，氣動(dòng)系統(tǒng)是指發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)和輔助動(dòng)力裝置的引氣系統(tǒng)，特指從發(fā)動(dòng)機(jī)引氣端口到壓力調(diào)節(jié)或切斷閥之間的部分；增壓系統(tǒng)主要是指氣動(dòng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥以后、空氣分配系統(tǒng)中組成空氣分配支系的所有管路和部件[4]。

CS25.1438條款中明確定義了條款的適用范圍：發(fā)動(dòng)機(jī)氣源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)以及熱氣防冰系統(tǒng)等。

對(duì)比可知，F(xiàn)AR25.1438適用于所有的增壓系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)。而CS25部將低壓氣動(dòng)系統(tǒng)和高壓氣動(dòng)系統(tǒng)分開(kāi)，CS25.1438主要適用于低壓氣動(dòng)系統(tǒng)。另外的CS25.1436被用于CS25.1438沒(méi)有涵蓋的系統(tǒng)及設(shè)備，如高壓空器（如儲(chǔ)氣灌、氮?dú)馄浚?。FAR25部則沒(méi)有單獨(dú)的條款。

2.2 驗(yàn)證爆破壓力的確定工況

FAR25.1438中僅需考慮正常工作工況。而CS25.1438則考慮了失效工況，且針對(duì)不同的失效概率區(qū)間分配了不同的壓力系數(shù)。

另外，CS25.1438中還考慮了溫度對(duì)壓力值的影響。條款中并不是要求最大壓力以及對(duì)應(yīng)的溫度，而是最嚴(yán)酷壓力值和其對(duì)應(yīng)的溫度。即，需列出同一種失效概率下所有壓力溫度組，再根據(jù)材料特性，將壓力轉(zhuǎn)化到同一溫度下（通常是室溫）進(jìn)行比較，取大者。而FAR25.1438中沒(méi)有明確溫度影響是否需考慮。

因此，從驗(yàn)證爆破壓力的確定工況來(lái)說(shuō)，CS25.1438要嚴(yán)于FAR25.1438。

2.3 驗(yàn)證爆破壓力系數(shù)

FAR25.1438對(duì)增壓系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)給出了不同的系數(shù)。CS25.1438對(duì)于不同的失效情況給出了不同的系數(shù)。兩者對(duì)于驗(yàn)證爆破壓力的系數(shù)見(jiàn)表4所示。

表4 FAR25.1438和CS25.1438驗(yàn)證爆破壓力系數(shù)

從表4可知，在Normal模式下，CS25.1438要求的驗(yàn)證爆破壓力系數(shù)分別為1.5/3，而FAR25.1438僅對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)要求的驗(yàn)證爆破壓力系數(shù)為1.5/3，對(duì)增壓系統(tǒng)要求的驗(yàn)證爆破壓力為1.5/2。且FAR25.1438對(duì)于非正常模式?jīng)]有要求，即系數(shù)為0。CS25.1438對(duì)于reasonably probable，remote 和extremely remote均有驗(yàn)證爆破壓力要求。因此，從驗(yàn)證爆破壓力系數(shù)取值來(lái)說(shuō)，CS25.1438要嚴(yán)于FAR25.1438。

3 總結(jié)

本文對(duì)CCAR25.1438，F(xiàn)AR25.1438和CS25.1438對(duì)于驗(yàn)證爆破壓力要求的差異性進(jìn)行了研究。得出以下結(jié)論：①CCAR25.1438與FAR25.1438無(wú)差異；②對(duì)于高壓氣動(dòng)系統(tǒng)CS25部有單獨(dú)的CS25.1436條款。而在FAR25部中，未區(qū)分低壓氣動(dòng)系統(tǒng)和高壓氣動(dòng)系統(tǒng)，均須滿(mǎn)足FAR25.1438；③無(wú)論是驗(yàn)證爆破壓力的確定工況，還是驗(yàn)證爆破壓力的系數(shù)取值，CS25.1438的要求都要嚴(yán)于FAR25.1438。

【參考文獻(xiàn)】

[1]CCAR-25-R4 運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].2011年第四次修訂.

[2]FAR25 Airworthiness Standards：Transport Category Airplanes[S].2015年141修正案.

[3]CS-25 Certification Specifications for Large Aero planes[S].2016年第18次修訂.

[4]AC25-22 Certification of transport airplane mechanical systems[S].2000.

[責(zé)任編輯：田吉捷]