張 清，沈錫鋼，牛 坤，李 娜

（中國航發(fā)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)研究所，沈陽 110015）

0 引言

隨著航空領(lǐng)域的快速發(fā)展，鳥類對(duì)飛行的危害不斷凸顯[1-3]。很多國家針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥問題均制訂了相應(yīng)的要求[4-6]，規(guī)定了發(fā)動(dòng)機(jī)在遭遇鳥撞擊后必須具備的基本安全性和工作能力[7-9]，同時(shí)也規(guī)定了考核發(fā)動(dòng)機(jī)具備上述能力所必須開展的驗(yàn)證要求，形成了各自的吞鳥驗(yàn)證體系[10-12]?？偟膩碚f，在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，主要依據(jù)適航規(guī)章開展吞鳥驗(yàn)證[13]，目前應(yīng)用比較廣泛的主要包括美國聯(lián)邦航空局FAA 頒布的FAR-33《航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》、歐洲航空安全局EASA 頒布CS-E《歐洲發(fā)動(dòng)機(jī)合格證規(guī)范》、俄羅斯洲際航空委員會(huì)MAK 頒布的АP-33《航空規(guī)章33部》和中國民航總局CAAC 頒布CCAR-33R2《航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)定》等。在軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，主要依據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范要求開展吞鳥驗(yàn)證，主要包括美國國防部頒布的MIL -STD -3024《推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性大綱》、JSSG-2007B《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合使用規(guī)范指南》、MIL-HDBK-516C《軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則》、英國國防部頒布的DEF STAN 00-970 PART 11《軍用飛機(jī)用設(shè)計(jì)和適航性要求》、EMAR《歐洲軍用適航性規(guī)章》和中國人民解放軍總裝備部批準(zhǔn)的GJB 241A-2010《航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》。

目前，中國首次開展大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)研制，缺少按照適航規(guī)章完成吞鳥驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)，須繼承中國軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)和國外同類型民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥驗(yàn)證成果，建立完善、系統(tǒng)、適用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。吳晶峰等[14]開展了民用適航要求的解讀；丁水汀等[15]、李其漢[16]以安裝性、結(jié)構(gòu)完整性為出發(fā)點(diǎn)開展了民機(jī)適航體系和軍用規(guī)范的分析研究；唐偉等[17]、于宏軍[18]初步開展了適航標(biāo)準(zhǔn)與軍用規(guī)范的對(duì)比分析；于宏軍[19]、李巖[20]、張華等[21]對(duì)國內(nèi)外軍用適航標(biāo)準(zhǔn)和通用規(guī)范進(jìn)行了初步探索；鮑夢(mèng)瑤等[22]對(duì)民航適航規(guī)章衍變與發(fā)動(dòng)機(jī)研制的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了初步分析；晏祥斌等[23]對(duì)軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥適航符合性驗(yàn)證方法開展了研究，但未見到對(duì)國內(nèi)外軍、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥要求衍變過程和內(nèi)容的系統(tǒng)綜合分析，也未見到針對(duì)中國軍用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)研制特點(diǎn)提出的吞鳥適航符合性驗(yàn)證方法。

本文針對(duì)大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥驗(yàn)證需求，對(duì)世界各國的適航規(guī)章和發(fā)動(dòng)機(jī)頂層通用規(guī)范中吞鳥要求的重點(diǎn)衍變過程和衍變內(nèi)容進(jìn)行比較；并提出中國自主研制的軍用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥驗(yàn)證建議，為形成適用于中國軍用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥要求提供參考。

1 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章吞鳥要求衍變

1.1 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章吞鳥要求的衍變歷程

目前，典型的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章吞鳥要求分別在美國的FAR 33.76、歐洲的CS E800、俄羅斯的AP 33.76和中國的CCAR 33.76中提出。

1.1.1 美國的適航規(guī)章[24]

美國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章，最早起源于1937年美國商務(wù)部航空局頒布的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)適航法規(guī)CAR 13。后隨美國民航機(jī)構(gòu)改革，美國聯(lián)邦航空局代替了商務(wù)部，并隨渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的問世和發(fā)展，1965年美國聯(lián)邦航空局FAA 頒布了第1 版FAR-33《航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》。至今已經(jīng)過35個(gè)版本的34次修訂。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，約有15個(gè)系列170型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)按此規(guī)章完成適航取證。美國聯(lián)邦航空管理局FAA 頒布的美國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章吞鳥要求，最早起源于1965年頒布的咨詢通告AC33-1《渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)外物吞咽和轉(zhuǎn)子包容性型號(hào)合格取證方法》，吞鳥要求隨外物吞咽要求與轉(zhuǎn)子葉片包容性一并提出。經(jīng)過2 次修訂后，于1974年首次在FAR 33部中以外物吸入條款FAR 33.77 提出，此時(shí)鳥同水、雹、冰、“砂-沙”混合物和飛失的葉片、輪胎碎片等外物共同納入其中，2000年首次以獨(dú)立的吞鳥條款FAR 33.76提出。

截至目前，美國適航條款吞鳥要求經(jīng)過9 次修正，涉及實(shí)質(zhì)性變化的有6 次，衍變?yōu)楝F(xiàn)行有效的FAR 33.76吞鳥條款，見表1。

表1 FAR 33.76吞鳥條款

衍變內(nèi)容具體來說：

（1）1965年，在AC33-1 中提出吞鳥要求時(shí)，驗(yàn)證類型分為大鳥群和小鳥群，鳥重范圍分別對(duì)應(yīng)0.9～1.8 kg 和56.7～113.4 g，鳥的數(shù)量按照發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口喉部面積進(jìn)行計(jì)算。

（2）1968年，頒布咨詢通告AC33-1A 時(shí)，補(bǔ)充了吞中鳥群要求，驗(yàn)證類型包括了大鳥群、中鳥群和小鳥群，形成了現(xiàn)行吞鳥要求的基礎(chǔ)。

（3）1970年，頒布咨詢通告AC33-1B 時(shí)，首次明確了大鳥數(shù)量減少到1 只，并對(duì)中鳥數(shù)量計(jì)算方法進(jìn)行了優(yōu)化。小鳥的質(zhì)量、數(shù)量要求不變。

（4）1974年，正式頒布FAR33.77時(shí)，再次對(duì)小鳥、中鳥的質(zhì)量和計(jì)算方法進(jìn)行了優(yōu)化，小鳥和中鳥質(zhì)量調(diào)整為唯一值，中鳥數(shù)量計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，其余保持不變。

（5）1984年，在1974年版本基礎(chǔ)上，對(duì)吞中鳥和小鳥驗(yàn)證后增加了持續(xù)運(yùn)行5 min 的要求，以滿足鳥撞后飛機(jī)返場(chǎng)的需求。

（6）2000年，通過AMD 33-20 提出，并于2002年正式以“33.76吞鳥”條款獨(dú)立出現(xiàn)，在大鳥、中鳥和小鳥的驗(yàn)證要求上都發(fā)生了較大變化。

大鳥主要變化是質(zhì)量由統(tǒng)一的1.8 kg 調(diào)整為按照發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口喉部面積選取3 個(gè)等級(jí)；試驗(yàn)程序由吞鳥后無要求調(diào)整為15 s內(nèi)不移動(dòng)油門桿，實(shí)現(xiàn)與整機(jī)包容和轉(zhuǎn)子不平衡要求一致；撞擊位置由最嚴(yán)苛區(qū)域細(xì)化為第1級(jí)轉(zhuǎn)子葉片最危險(xiǎn)的暴露部位。

中鳥是3 種驗(yàn)證類別中變化最大的，鳥的質(zhì)量由統(tǒng)一的0.68 kg 調(diào)整為按照發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口喉部面積在4種質(zhì)量中組合選擇；鳥數(shù)計(jì)算方法進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后同等面積下吞鳥數(shù)量更多；試驗(yàn)程序由吞鳥后持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5 min調(diào)整為20 min，并且給出了具體的運(yùn)行程序；撞擊位置要求也顯著變化，由撞擊進(jìn)口最嚴(yán)苛區(qū)域細(xì)化為撞擊核心機(jī)主流道和1 級(jí)轉(zhuǎn)子葉片暴露的最關(guān)鍵位置。同時(shí)，增加了中鳥群的附加完整性驗(yàn)證，以考核核心機(jī)主流道以外的風(fēng)扇組件最關(guān)鍵部位為目標(biāo)，按照進(jìn)口喉部面積，選取2 種質(zhì)量鳥進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證程序與中鳥群相同。

對(duì)于小鳥來說，撞擊位置優(yōu)化與大鳥相同。試驗(yàn)程序優(yōu)化與中鳥相同。

（7）2007年，通過AMD 33-24，針對(duì)喉道面積≥2.5 m2的發(fā)動(dòng)機(jī)[32-33]，新增了大型群鳥的驗(yàn)證要求。鳥的數(shù)量為1 只，質(zhì)量為按照發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口喉部面積選取3 個(gè)質(zhì)量等級(jí)，撞擊位置為不小于第1 級(jí)暴露的轉(zhuǎn)子葉片50%葉高。

1.1.2 歐洲的適航規(guī)章[34]

歐洲民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章，最早起源于1926年英國民用航空管理局（CAA）頒布的BCAR《英國民航適航性要求》第C 章。1972年，出于民航領(lǐng)域同美國的競(jìng)爭(zhēng)需要，成立了歐洲聯(lián)合航空局JAA，代表歐洲各參與國的民用航空局，并頒布了聯(lián)合適航性要求JAR-E《發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合航空性規(guī)章》[35]替代BCAR，成為歐洲通行的航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航要求，到2003年JAR-E 共經(jīng)歷了13 個(gè)版本12 次修訂。2003年，隨著歐盟國家一體化及歐洲民用航空競(jìng)爭(zhēng)的需要，建立了歐洲航空安全局EASA，并頒布了審定規(guī)范CS-E《發(fā)動(dòng)機(jī)合格證規(guī)范》替代JAR-E，至今經(jīng)過5個(gè)版本的4次修訂，成為現(xiàn)行有效的發(fā)動(dòng)機(jī)合格證規(guī)范。

CS-E 中的吞鳥要求，起源于1972年1月的JARE 的C3-4 第20 章[36]“外物撞擊和吞咽”條款。截至目前，吞鳥要求經(jīng)過涉及實(shí)質(zhì)性變化的4 次修訂，分別對(duì)應(yīng)JAR-E 的1986年change 7[37]、1999年change 10[38]、2003年AMDT12 和2003年頒布的CS-E 800，衍變?yōu)楝F(xiàn)行有效的CS-E 800吞鳥條款，見表2。

表2 CS-E 800吞鳥條款

衍變內(nèi)容具體來說：

（1）1972年，吞鳥隨其他外物一并在JAR-E C3-4第20章“外物撞擊和吞咽”條款提出，對(duì)于鳥的驗(yàn)證類型分為大鳥、中鳥和小鳥。

（2）1986年，JAR-E change7 版中渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的吞鳥要求以C3-4 第20 章“鳥撞”獨(dú)立出來，并提出了中鳥群考核時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)的考核要求。在1990年change8中，以JAR-E 800“鳥撞”重新編號(hào)，內(nèi)容始終不變。

（3）1999年，JAR-E change10 版再次對(duì)JAR-E 800 吞鳥要求進(jìn)行了完善，主要變化在小鳥質(zhì)量、中鳥的數(shù)量和運(yùn)行程序上。變化后要求內(nèi)容，以1984年的FAR33.77 為基礎(chǔ)，吞鳥運(yùn)行程序已經(jīng)與2002年的FAR 33.76 相同，表明該次吞鳥要求提升中，歐洲適航規(guī)章先于美國。

（4）2003年，JAR-E 的第12 次變化后，JAR E 800與2002年的FAR33.76完全相同。

（5）2003年，頒布CS-E 時(shí)，基于第12 次修訂的JAR E 800 中吞鳥要求，并吸納了JAA 的NPA-E-45號(hào)提案公告“大型群鳥”，針對(duì)喉道面積≥2.5 m2的發(fā)動(dòng)機(jī)，新增了吞入大型群鳥的要求，形成了CS-E 800條款。此時(shí)，CS-E 800 與后續(xù)美國于2007年頒布的FAR 33.76要求相同，表明該次吞鳥要求提升過程中，歐洲適航規(guī)章先于美國。

1.1.3 俄羅斯的適航規(guī)章[39]

俄羅斯民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章，最早起源于1967年前蘇聯(lián)民航總局頒布的НЛГС《蘇聯(lián)民航適航性標(biāo)準(zhǔn)》第6 章，經(jīng)7 次修訂后于1984年衍變?yōu)椐ぇ?3《蘇聯(lián)民航適航性標(biāo)準(zhǔn)-3》第6 章[40]。1985年，按照經(jīng)濟(jì)互助委員會(huì)常務(wù)委員會(huì)的計(jì)劃，并與經(jīng)濟(jì)互助委員會(huì)民航常務(wù)委員會(huì)在民用航空方面的合作，將該標(biāo)準(zhǔn)修訂為ЕНЛГ-С《經(jīng)濟(jì)互助委員成員國的民用運(yùn)輸機(jī)適航性統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》第6 章，由經(jīng)濟(jì)互助委員會(huì)民用航空常務(wù)委員會(huì)頒布，作為前蘇聯(lián)正式貫徹執(zhí)行的民航適航性標(biāo)準(zhǔn)。ЕНЛГ-С 與НЛГС-3 的第6 章所有內(nèi)容、引文與條例均相同。1994年，為了向西方國家出口民用飛機(jī)獲得西方國家適航當(dāng)局的認(rèn)可，俄羅斯洲際航空委員會(huì)以FAR-33（1993年1月1日）為基礎(chǔ)，同時(shí)兼顧ЕНЛГ-С《經(jīng)濟(jì)互助委員成員國的民航適航性統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》第6章和JAR-E（change8，1990年3月4日）的要求，首次發(fā)布了俄羅斯AP-33（俄文АП-33）《飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)33 部》[41]，后經(jīng)2003年[42]、2012年2 次修訂形成了現(xiàn)行有效的АP-33。其章節(jié)號(hào)與FAR-33完全相同。

АP-33 中的吞鳥要求，起源于1974年頒布的НЛГС-2 中НЛГС 6.5.2.9 外物吸入條款，鳥隨水、冰雹、冰塊等外物共同納入其中。在條款衍變過程中，1994年頒布的版本AP 33.77 為分界線，吞鳥要求劃分為2個(gè)階段。1994年前，前蘇聯(lián)頒布的適航吞鳥要求與當(dāng)時(shí)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)JAR-E 吞鳥要求一致。1994年及以后，吞鳥要求與當(dāng)時(shí)的美國規(guī)章FAR 33 保持一致，先后在1994、2003、2012年陸續(xù)修訂吞鳥要求，分別與對(duì)應(yīng)時(shí)間的FAR 33.77 和FAR 33.76 相對(duì)應(yīng)，完成了標(biāo)準(zhǔn)的國際化接軌，衍變成現(xiàn)行有效的АP 33.76吞鳥要求，見表3。

表3 АP 33.76吞鳥條款

1.1.4 中國的適航規(guī)章[43]

中國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章，起源于1988年中國民航總局頒布的第1 版CCAR-33 部《航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)定》[44]，主要是參考了美國FAR-33 部33-11修正案制定，之后分別于2002、2012年參考FAR-33部的修正案33-20 和33-24 頒布了CCAR-33R1[45-46]和CCAR-33R2[47]，至今合計(jì)頒布3個(gè)版本。

CCAR-33 中的吞鳥條款，起源于1988年版本的CCAR 33.77 條款，經(jīng)2 次修訂衍變?yōu)楝F(xiàn)行的CCAR 33.76 吞鳥條款，各次衍變過程分別與同時(shí)期美國FAR 33對(duì)應(yīng)內(nèi)容相同，見表4。

表4 CCAR 33.76吞鳥條款

1.2 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航吞鳥要求的衍變階段分析

針對(duì)吞鳥要求，美國、歐洲、俄羅斯和中國的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章雖然起源和內(nèi)容不盡相同，但技術(shù)要求思路基本一致，并經(jīng)各自多年衍變與修訂，趨于一致，各適航規(guī)章吞鳥條款衍變歷程關(guān)系如圖1所示。

圖1 各適航規(guī)章中吞鳥條款衍變發(fā)展

典型適航吞鳥要求從起源開始，總體上可以劃分為6 個(gè)大的階段，并先后于1999、2003 和2012年在內(nèi)容實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一：

（1）第1階段，吞鳥危害性認(rèn)識(shí)起源。

1965～1971年，適航吞鳥要求處于對(duì)吞鳥危害性認(rèn)識(shí)起源階段。以美國和歐洲為代表的國家、地區(qū)開始意識(shí)到發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥的危害，率先啟動(dòng)了吞鳥要求的研究工作，并在這期間按照各自的體系不斷完善要求。

（2）第2階段，規(guī)章條款統(tǒng)一融合。

1972～1983年，適航吞鳥要求處于規(guī)章條款統(tǒng)一融合的階段。以歐洲適航規(guī)章率先提出包含鳥在內(nèi)的“外物吸入”條款為標(biāo)志，吞鳥正式納入各適航規(guī)章要求。美國、俄羅斯適航規(guī)章陸續(xù)增加了包含鳥在內(nèi)的“外物吸入”條款。同時(shí)，美國和歐洲按照各自的研制體系分別完善要求，并相互借鑒和參考，不斷更新，形成了吞鳥條款第1次統(tǒng)一的雛形。

這一階段處于第1 代大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)全面誕生階段，這一階段的產(chǎn)品具有20 世紀(jì)60年代末的設(shè)計(jì)特征。典型民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品JT9D、CF6-6呈現(xiàn)出采用常規(guī)雙轉(zhuǎn)子構(gòu)型、涵道比在5-6 左右、采用凸肩窄弦大尺寸風(fēng)扇葉片的技術(shù)特點(diǎn)。這類產(chǎn)品都是以當(dāng)時(shí)生效的適航吞鳥條款，即對(duì)應(yīng)美國適航規(guī)章FAR 33.77（1974年）內(nèi)容完成吞鳥驗(yàn)證和適航取證。

（3）第3階段，與背景技術(shù)進(jìn)步匹配。

1984～1993年，適航吞鳥要求處于與背景技術(shù)進(jìn)步匹配階段。以美國適航規(guī)章FAR 33.77 率先完成修訂為標(biāo)志，形成了各適航吞鳥條款第1 次統(tǒng)一的基礎(chǔ)。中國參考FAR-33 頒布了第1 版CCAR-33 部，吞鳥要求以“CCAR 33.77 外物吸入”條款提出。1994年前，吞鳥要求以美國和歐洲為代表分別衍變，中國的適航規(guī)章要求始終與美國相同，而俄羅斯的適航規(guī)章要求變化則一直追隨歐洲腳步。

這一階段處于第2 代大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)快速發(fā)展階段，這一階段的產(chǎn)品具有吸取第1 代經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的設(shè)計(jì)特征。典型民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品CF6-80E1、CF6-80C2、CFM56-3、CFM56-3C、CFM56-5A1、PW4000 依然呈現(xiàn)出采用常規(guī)雙轉(zhuǎn)子構(gòu)型、涵道比為5～6、采用凸肩窄弦大尺寸風(fēng)扇葉片的技術(shù)特點(diǎn)。這類產(chǎn)品都是以當(dāng)時(shí)生效的適航吞鳥條款，即對(duì)應(yīng)美國適航規(guī)章FAR 33.77（1984年）內(nèi)容完成吞鳥驗(yàn)證和適航取證。

（4）第4階段，利用規(guī)章實(shí)現(xiàn)國際壟斷。

1994～1998年，適航吞鳥要求處于利用規(guī)章實(shí)現(xiàn)國際壟斷階段。以蘇聯(lián)適航吞鳥要求的修訂完成為標(biāo)志，首次實(shí)現(xiàn)了美國、俄羅斯和中國3 國適航規(guī)章吞鳥要求的統(tǒng)一，條款內(nèi)容上與1984年修訂后的FAR33.77 相同，鳥仍然包含在“外物吸入”條款中。隨后的1999年，歐洲適航規(guī)章“JAR-E 800 鳥的撞擊和吞咽”條款完成衍變，在3 國統(tǒng)一的規(guī)章基礎(chǔ)內(nèi)容上，率先增加了中鳥、小鳥驗(yàn)證運(yùn)行要求，與2000年的FAR 33.76相同。

這一階段處于第3 代大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)初始發(fā)展階段，這一階段的產(chǎn)品具有吸取第2 代經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的設(shè)計(jì)特征。典型民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品CFM56-5B、CFM56-7B 、GE90-90B、Trent700、BR710、CF34-10，隨著大尺寸無凸肩寬弦風(fēng)扇葉片技術(shù)的發(fā)展，呈現(xiàn)出涵道比開始增大的趨勢(shì)，已經(jīng)出現(xiàn)了涵道比8 的產(chǎn)品，同時(shí)風(fēng)扇葉片的應(yīng)用也開始由凸肩窄弦向著無凸肩寬弦葉片發(fā)展。這類產(chǎn)品雖然是按照當(dāng)時(shí)生效的適航條款，即對(duì)應(yīng)美國適航規(guī)章FAR 33.77（1984年）內(nèi)容完成吞鳥驗(yàn)證和適航取證。但已經(jīng)開始按照FAR 33.76吞鳥要求的內(nèi)容進(jìn)行吞鳥能力摸底和探索。

（5）第5階段，適航規(guī)章成熟與廣泛應(yīng)用。

1999～2002年，適航吞鳥要求處于適航規(guī)章逐步成熟與廣泛應(yīng)用階段。以美國率先提出修訂案對(duì)FAR 33.77 條款進(jìn)行修訂，形成了獨(dú)立吞鳥要求FAR 33.76，即為各適航吞鳥條款第2 次統(tǒng)一的基礎(chǔ)。隨后，其他各規(guī)章條款陸續(xù)更新，并紛紛將吞鳥要求獨(dú)立出來，形成了各自的吞鳥條款“CCAR 33.76”和“AP 33.76”，并以2003年俄羅斯AP 33.76條款內(nèi)容更新完成為標(biāo)志，第2 次實(shí)現(xiàn)了吞鳥要求的統(tǒng)一。統(tǒng)一后，條款內(nèi)容上與2000年的FAR33.76相同。

這一階段處于第3 代大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)精細(xì)化設(shè)計(jì)階段，民用發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)迅速發(fā)展。典型民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品GE90-92B、GE90-115B 涵道比達(dá)到8 以上，并且應(yīng)用了無凸肩寬弦風(fēng)扇葉片技術(shù)，以當(dāng)時(shí)生效的適航吞鳥條款，即對(duì)應(yīng)美國適航規(guī)章FAR 33.76內(nèi)容完成吞鳥驗(yàn)證和適航取證。

（6）第6階段，專屬條款升級(jí)和壟斷。

2003～2012年，適航吞鳥要求處于專屬條款升級(jí)和壟斷階段。以歐洲頒布CS-E時(shí)率先在吞鳥條款CS-E 800 中增加多羽毛大鳥要求為標(biāo)志，形成了各適航吞鳥條款第3 次統(tǒng)一的基礎(chǔ)。根據(jù)歐美規(guī)章一體化關(guān)于安全性分析要求，美國等各國陸續(xù)修訂要求，并最終在2012年以俄羅斯適航吞鳥要求修訂完成，實(shí)現(xiàn)了第3 次統(tǒng)一。即全部實(shí)現(xiàn)了要求申請(qǐng)人必須驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)吸入單只大鳥、中鳥群、小鳥群和大鳥群4種類型鳥的能力。

這一階段處于第4 代大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)一體化發(fā)展階段，各類先進(jìn)民用設(shè)計(jì)技術(shù)層出不窮，典型民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品GP7200、Leap-X、GENX、TRENT1000 呈現(xiàn)出涵道比逐步增大到8-10 左右、大量應(yīng)用無凸肩寬弦風(fēng)扇葉片的技術(shù)特點(diǎn)，其中3 型為常規(guī)雙轉(zhuǎn)子構(gòu)型，1 型采用常規(guī)3 轉(zhuǎn)子構(gòu)型。這些產(chǎn)品都是以當(dāng)時(shí)生效的適航吞鳥條款，即對(duì)應(yīng)美國適航規(guī)章FAR 33.76內(nèi)容完成吞鳥驗(yàn)證和適航取證。

由于歐洲與美國在航空工業(yè)技術(shù)實(shí)力上處于同一技術(shù)水平，因此在有關(guān)航空器適航審定上達(dá)成了妥協(xié)和相互認(rèn)可。經(jīng)過二者對(duì)FAR 33.76 和CS-E800的不斷修訂，2項(xiàng)規(guī)章的吞鳥驗(yàn)證要求已經(jīng)一致。

1.3 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航吞鳥要求的內(nèi)容衍變分析

綜觀世界適航規(guī)章吞鳥要求衍變的6個(gè)階段，主要驗(yàn)證參數(shù)要求有8個(gè)版本。以對(duì)應(yīng)美國適航規(guī)章吞鳥要求各版本的內(nèi)容為代表，按照衍變的各階段分別對(duì)應(yīng)為AC33-1、AC33-1A、AC33-1B、FAR 33.77（1974年）、FAR 33.77（1984年）、FAR33.76（2002年）、FAR33.76（2007年）共計(jì)7個(gè)版本參數(shù)。此外，由于缺少與英國適航規(guī)章JAR-E C3-4第20章（1972年）吞鳥參數(shù)對(duì)應(yīng)的美國適航規(guī)章，因此單獨(dú)表達(dá)，具體見表5。

表5 民用吞鳥要求及其等效條款

各適航規(guī)章8 次核心內(nèi)容修訂中，鳥的質(zhì)量、數(shù)量、運(yùn)行程序、驗(yàn)證類型等方面都有了細(xì)化的要求，條款修訂都得嚴(yán)苛程度都在大幅增加，具體如下：

（1）吞鳥驗(yàn)證類型方面，在單只大鳥、中型群鳥、小型群鳥基礎(chǔ)上，從2003年起統(tǒng)一增加了中鳥群的附加完整性驗(yàn)證，從2013年起統(tǒng)一的增加了多羽毛大鳥驗(yàn)證。其中，要求吞入單只大鳥后發(fā)動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生危害性后果，吸入其他鳥型則要求發(fā)動(dòng)機(jī)具有持續(xù)運(yùn)行的能力。

（2）吞鳥驗(yàn)證方法方面，從1994年起統(tǒng)一增加了中鳥群通過可以替代小鳥群試驗(yàn)，從2003年起統(tǒng)一增加了包容性試驗(yàn)通過可以等效大鳥試驗(yàn)的驗(yàn)證方法；

（3）單只大鳥和小型群鳥驗(yàn)證參數(shù)方面，從統(tǒng)一的2003版起，對(duì)鳥重、運(yùn)行程序和撞擊位置進(jìn)行了優(yōu)化。

（4）中型群鳥驗(yàn)證參數(shù)方面，質(zhì)量、數(shù)量和撞擊位置都進(jìn)行了大幅調(diào)整，嚴(yán)苛成度逐漸加大。此外，增加了中鳥群的附加完整性驗(yàn)證，以考核核心機(jī)主流道以外的風(fēng)扇組件最關(guān)鍵部位為目標(biāo)。

2 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范/適航規(guī)章吞鳥要求的衍變

目前，典型的軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)范/規(guī)章吞鳥要求在依據(jù)美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-3024《推進(jìn)系統(tǒng)完整性大綱》、美國軍用適航要求MIL-HDBK-516C《軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則》、英國國防標(biāo)準(zhǔn)Def Stan00-970《軍用飛機(jī)用設(shè)計(jì)和適航性要求》11部、歐洲軍用適航要求EMAR《歐洲軍用適航性規(guī)章》21部、GJB 241A-2010《航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》和GJB 3727-1999《航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)要求》中提出。

2.1 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)范/規(guī)章吞鳥要求的衍變歷程

2.1.1 美國的規(guī)范/規(guī)章

2.1.1.1 美國通用規(guī)范[48]

美國航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范的起源于20世紀(jì)50年代頒布的MIL-E-5007A《航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》，到2008年4月15日頒布軍用通用規(guī)范MIL -STD -3024《推進(jìn)系統(tǒng)完整性大綱》為止，共頒布了14 部，其中包括專門針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)而頒布的3 部結(jié)構(gòu)完整性大綱。主要衍變歷程為，70年代針對(duì)不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)，相繼分別頒布了MIL-E-5007D《航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》和MIL-E-8593A《航空渦槳、渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》[52]；80年代相繼對(duì)MIL-E-5007D 進(jìn)行了2 輪修訂，形成了MIL-E-5007E、MIL-E-5007F，并增加MIL-E-1783 內(nèi)容，合并頒布了MIL-E-87231《航空渦噴渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》，1995年年頒布了JSGS-87231A《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合使用指導(dǎo)規(guī)范》替代MIL-E-87231。1998年經(jīng)過對(duì)JSGS-87231A 修訂形成JSSG-2007《航空渦噴渦扇渦軸渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合使用規(guī)范指南》[49]。進(jìn)入21 世紀(jì)后，2004年經(jīng)對(duì)JSSG-2007 修訂形成了JSSG-2007A，2008年又對(duì)JSSG-2007A 修訂形成JSSG-2007B[50]，并于2008年與MIL -STD -1783《發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱》合并形成了MIL -STD -3024《推進(jìn)系統(tǒng)完整性大綱》[51-52]，作為研制依據(jù)一直延續(xù)至今。

MIL-STD-3024 中的吞鳥要求直接引用JSSG-2007 的吞鳥要求，即對(duì)應(yīng)的3.3.2.1 吞鳥、4.3.2.1 吞鳥試驗(yàn)和對(duì)應(yīng)的A3.3.2.1、A4.3.2.1 條內(nèi)容，要求起源于1973年的MIL-E-5007D 的3.2.5.6.1 吞鳥和3.2.5.6.1吞鳥試驗(yàn)2 個(gè)章節(jié)，后隨通用規(guī)范變更和章節(jié)的合并，衍變?yōu)楝F(xiàn)行有效的軍機(jī)吞鳥要求JSSG-2007的為3.3.2.1 吞鳥、4.3.2.1 吞鳥試驗(yàn)、A3.3.2.1、A4.3.2.1 條吞鳥相關(guān)要求。其間，涉及吞鳥實(shí)質(zhì)性變化的修訂為由MIL-E-5007D到MIL-E-5007E的參數(shù)細(xì)化。

美國軍標(biāo)吞鳥要求提出開始至今，主要內(nèi)容及變化如下：

（1）吞鳥要求在MIL-E-5007D 中提出開始時(shí)，對(duì)于鳥的驗(yàn)證類型也分為大鳥、中鳥和小鳥，形成了現(xiàn)行軍機(jī)吞鳥要求的基礎(chǔ)。

（2）在MIL-E-5007E 修訂吞鳥要求時(shí)，主體要求不變，但細(xì)化了參數(shù)，驗(yàn)證要求更加嚴(yán)格。鳥的質(zhì)量都有所增加。計(jì)算方法改為按照進(jìn)氣道面積或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口面積；撞擊位置方面，強(qiáng)調(diào)了1 kg 以上鳥撞擊進(jìn)口的關(guān)鍵位置；驗(yàn)證程序方面增加了高度的限制。

2.1.1.2 美國適航標(biāo)準(zhǔn)[53]

在軍用航空器適航性方面，美國軍方在20 世紀(jì)90年代初率先提出軍機(jī)適航性的概念，在追求性能指標(biāo)的同時(shí)，提高了安全性要求，并對(duì)F-15、F-16、F-22和F-35飛機(jī)進(jìn)行了適航性審查。2002年10月，美國國防部頒布MIL-HDBK-516《軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則》，隨后分別于2004年2月25日、2005年9月26日、2018年1月、2008年2月，修訂形成MILHDBK-516A、MIL-HDBK-516B、MIL-HDBK-516B1、MIL-HDBK-516C。

MIL-HDBK-516C 中對(duì)于吞鳥要求直接引用了JSSG-2007 的吞鳥章節(jié)和內(nèi)容，在3.3.2.1、4.3.2.1、A.3.3.2.1 和A.4.3.2.1 中體現(xiàn)，具體要求內(nèi)容與JSSG-2007一致，未發(fā)生變化。

2.1.2 歐盟的規(guī)范/規(guī)章

2.1.2.1 歐盟通用規(guī)范[54]

英國國防標(biāo)準(zhǔn)Def Stan00-970《軍用飛機(jī)用設(shè)計(jì)和適航性要求》第11 部起源于1987年5月29日的國防標(biāo)準(zhǔn)Def Stan00-971，2006年1月27日完成更新。

Def Stan00-970 Part11 中吞鳥要求在3.E 800 中體現(xiàn)，具體要求為按照飛機(jī)的類型進(jìn)行分類，內(nèi)容涵蓋CS-E 和JSSG-2007 中吞鳥要求。其中明確，運(yùn)輸機(jī)、海上偵察機(jī)和直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)按照CS-E條款要求，高性能戰(zhàn)斗機(jī)或教練機(jī)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)按照J(rèn)SSG-2007要求。

2.1.2.2 歐盟適航性標(biāo)準(zhǔn)[55-56]

21 世紀(jì)初，歐盟各國分別發(fā)展了自己的軍用航空器適航性準(zhǔn)則。為解決歐盟內(nèi)各國在軍用航空器協(xié)作過程中的問題，歐盟各國成立論壇，參考美國的MIL-HDBK-516B 制定了EMAR《歐洲軍用適航性規(guī)章》和EMACC Hand Book《歐洲軍用適航性審查準(zhǔn)則》，并對(duì)CH-47D（法國），安-70（烏克蘭）、A400M（空客）、臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)等開展了軍用航空器適航性工作。

EMACC 依據(jù)和引用更多現(xiàn)有的規(guī)章條例標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行，如其他MIL 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、JSSG、FAR、TSO、AC等條例。更詳細(xì)地規(guī)定了用于確定所有軍用航空器系統(tǒng)的適航性審查標(biāo)準(zhǔn)，以方便有關(guān)軍事適航當(dāng)局、有關(guān)當(dāng)局或其他實(shí)體用這份文件來界定航空系統(tǒng)適航性審查依據(jù)的基礎(chǔ)文件。

EMAR 規(guī)定了軍用航空器設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、運(yùn)營、適航審定、TC/PC 的取證流程等各項(xiàng)適航性規(guī)章。其中，EMAR 21 是軍用航空器適航性基礎(chǔ)準(zhǔn)則，包含適航技術(shù)和有關(guān)當(dāng)局的程序2 部分。它主要包括了軍用航空器的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、維修等相關(guān)的各項(xiàng)適航技術(shù)要求；軍用航空器型號(hào)合格證/限制型號(hào)合格證/補(bǔ)充型號(hào)合格證的授權(quán)、變更和批準(zhǔn)等。對(duì)于吞鳥的具體要求在涵蓋了JSSG-2007、Def Stan00-970-11、FAR 33和CS-E中吞鳥內(nèi)容。

2.1.3 中國的規(guī)范/規(guī)章[57-59]

中國目前沒有軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則，吞鳥要求在通用規(guī)范和專用軍標(biāo)中提出。

中國航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范起源于1987年2月17日頒布的GJB 241-1987，吞鳥驗(yàn)證的相關(guān)要求完全借鑒了美國MIL-E-5007D；2010年9月16日，頒布GJB 241A-2010，代替GJB 241-1987，吞鳥驗(yàn)證的相關(guān)要求完全借鑒了美國MIL-E-5007E，要求主體不變，在細(xì)節(jié)上按照MIL-E-5007E進(jìn)行了完善。

GJB 3727 是針對(duì)吞鳥的專用要求，規(guī)定了航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，目前頒布的只有GJB 3727-1999 版本。GJB 3727-1999 在編制過程中引用了GJB 241-1987，并參考國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其關(guān)于吞鳥試驗(yàn)條件的要求與GJB 241-1987 一致，另外對(duì)吞鳥過程中的一些細(xì)節(jié)提出了進(jìn)一步說明，如試驗(yàn)設(shè)備及鳥的準(zhǔn)備、試車程序、試車數(shù)據(jù)記錄與整理等。本質(zhì)上來說，其內(nèi)容與MIL-E-5007E 中吞鳥要求相同，亦即與GJB 241A-2010 A 3.8.6.1 和4.4.2.4.5完全相同。

2.2 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)范/規(guī)章吞鳥要求的衍變階段分析

各軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)范/規(guī)章吞鳥要求衍變過程關(guān)系如圖2所示。

軍用吞鳥要求從起源開始，吞鳥要求的變化可以分為4個(gè)階段：

（1）第1階段，軍機(jī)吞鳥要求首次提出。

1951～1979年，從美國軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范MIL-E-5007A 出現(xiàn)開始，于1973年首次在MIL-E-5007D提出吞鳥要求，形成了第1版軍機(jī)吞鳥要求；

（2）第2階段，軍機(jī)吞鳥要求參數(shù)固化。

1980～2001年，以完成參數(shù)細(xì)化的MIL-E-5007E 吞鳥要求為標(biāo)志，形成了現(xiàn)行有效的軍機(jī)吞鳥要求，并一直沿用至今，成為世界通用的軍機(jī)吞鳥驗(yàn)證依據(jù)；

（3）第3階段，軍機(jī)適航規(guī)章陸續(xù)頒布。

2002～2008年，以美國國防部頒布MIL-HDBK-516《軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則》為標(biāo)志，適航理念被引入軍機(jī)研制，開啟了軍機(jī)適航驗(yàn)證階段。后續(xù)，英國和歐洲陸續(xù)頒布了英國國防部標(biāo)準(zhǔn)和歐洲軍用適航性規(guī)章，制定了在原軍用吞鳥要求基礎(chǔ)上增加了民機(jī)適航規(guī)章吞鳥要求的軍機(jī)適航規(guī)章。

（4）第4階段，歐美吞鳥要求自成體系。

2009年至今，以美國和歐洲為代表，軍機(jī)吞鳥要分為2 類各自執(zhí)行。美國軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范和適航規(guī)章中吞鳥要求相同，始終與1980年形成的吞鳥要求相同。英國和歐洲的軍機(jī)吞鳥要求則在美國軍用吞鳥要求上增加了民機(jī)適航要求內(nèi)容，并按照不同飛機(jī)類型執(zhí)行對(duì)應(yīng)的要求。

2.3 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)范/規(guī)章吞鳥要求的內(nèi)容衍變分析

綜觀世界軍機(jī)吞鳥要求衍變歷程，涉及核心驗(yàn)證參數(shù)的主要有3個(gè)版本。以對(duì)應(yīng)美國軍機(jī)通用規(guī)范吞鳥要求內(nèi)容為代表，按照衍變的各階段分別對(duì)應(yīng)MIL-5007D（3.2.5.6.1、3.2.5.6.1）和JSSG - 2007（3.3.2.1、4.3.2.1、A3.3.2.1、A4.3.2.1）條內(nèi)容。此外，由于缺少與英國國防部標(biāo)準(zhǔn)DEF 00-970-11 3.E800 吞鳥參數(shù)對(duì)應(yīng)的美國軍機(jī)通用標(biāo)準(zhǔn)，因此單獨(dú)表達(dá)，具體見表6。

表6 軍用吞鳥要求等效情況

對(duì)于前2 個(gè)版本的吞鳥，要求內(nèi)容基本不變，僅為參數(shù)細(xì)化和圓整。引入適航理念后，美國仍然沿用軍機(jī)通用規(guī)范要求，其他的軍機(jī)適航規(guī)章驗(yàn)證要求在原有基礎(chǔ)上增加了民機(jī)適航條款要求，具體如下：

（1）軍機(jī)吞鳥要求自美國通用規(guī)范MIL-E-5007D 提出，在80年代修訂的MIL-E-5007E 后，吞鳥要求一致持續(xù)至今，吞鳥驗(yàn)證要求在發(fā)展歷程中沒有本質(zhì)變化，并一直作為各國軍機(jī)吞鳥要求的基礎(chǔ)。

（2）軍機(jī)適航規(guī)章從2002年頒布提出開始，美國規(guī)章要求與通用規(guī)范要求協(xié)調(diào)一致；英國國防標(biāo)準(zhǔn)和歐洲軍用適航要求中，吞鳥要求都涵蓋了CS-E 和JSSG-2007 二者內(nèi)容，且給出了根據(jù)不同類型飛機(jī)選擇執(zhí)行的具體內(nèi)容。

（3）中國發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范在修訂過程中主要借鑒美國航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范要求，吞鳥要求與美軍標(biāo)和美軍機(jī)適航規(guī)章保持一致。

3 軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范/適航規(guī)章吞鳥要求內(nèi)容差異分析

隨著英國和歐洲適航規(guī)章的頒布和更新，軍機(jī)適航規(guī)章吞鳥要求已經(jīng)完全涵蓋了民機(jī)適航規(guī)章和軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范的要求。

本節(jié)對(duì)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章和軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范內(nèi)容差異進(jìn)行分析，以民機(jī)適航規(guī)章吞鳥要求8 個(gè)版本內(nèi)容和軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范吞鳥標(biāo)準(zhǔn)3 個(gè)版本內(nèi)容為對(duì)象，對(duì)比軍民機(jī)吞鳥要求的具體差異。吞鳥條款/標(biāo)準(zhǔn)如圖3所示。

3.1 試驗(yàn)類型

民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章和軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范/適航規(guī)章對(duì)吞鳥驗(yàn)證的試驗(yàn)類型都包括了單只大鳥、中鳥和小鳥3 種類型。但民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章的中鳥驗(yàn)證要求包括了2 種驗(yàn)證要求，且從2007年起又增加了大型群鳥的驗(yàn)證要求。

3.2 試驗(yàn)參數(shù)

試驗(yàn)參數(shù)方面包括鳥的數(shù)量、質(zhì)量、鳥速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、撞擊位置。

3.2.1 數(shù)量

FAR 33.76（2007年）版中只是增加了多羽毛大鳥的驗(yàn)證項(xiàng)目，因此對(duì)前8 個(gè)版本的軍民用吞鳥要求的鳥數(shù)進(jìn)行對(duì)比，見表7。

就鳥的數(shù)量來說，軍、民用要求在要求起始時(shí)都是按照面積計(jì)算得到，且計(jì)算方法和結(jié)果基本相同。在后續(xù)衍變過程中，小鳥數(shù)量計(jì)算方法始終相同，大鳥數(shù)量也始終相同，為吞1只。

但對(duì)于中鳥數(shù)量，按照計(jì)算方法軍用要求的數(shù)量始終多于民用。需要注意的是，這只是按照計(jì)算方法得到的結(jié)論，具體到軍用規(guī)范中鳥驗(yàn)證內(nèi)容中，始終強(qiáng)調(diào)的是每次試驗(yàn)吞1只中鳥。

3.2.2 質(zhì)量

就鳥的質(zhì)量來說，軍民用要求起始時(shí)各鳥型質(zhì)量等級(jí)基本相同，見表8。

表8 鳥的質(zhì)量

FAR33.76 條款沒有頒布前，同等驗(yàn)證類型下軍用要求的鳥重高于民用要求。在FAR33.76條款正式頒布之后，中鳥和大鳥的質(zhì)量在原要求質(zhì)量基礎(chǔ)上根據(jù)進(jìn)口面積增加了不同質(zhì)量要求。

3.2.3 驗(yàn)證狀態(tài)

驗(yàn)證狀態(tài)包括鳥速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，具體來說軍用規(guī)范的驗(yàn)證狀態(tài)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章要求。在大鳥驗(yàn)證狀態(tài)二者相當(dāng)，但中小鳥相差較大。

軍用發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范始終要求在3 種狀態(tài)下進(jìn)行驗(yàn)證，分別包括了鳥速等于飛機(jī)起飛飛行速度，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為最大狀態(tài)轉(zhuǎn)速；鳥速等于3000 m 高度內(nèi)飛機(jī)巡航飛行速度，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為巡航規(guī)定轉(zhuǎn)速；鳥速等于1500 m 高度內(nèi)飛機(jī)下滑飛行速度，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為下滑規(guī)定轉(zhuǎn)速。

而民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章始終要求一種驗(yàn)證狀態(tài)，鳥速為反應(yīng)反映從地面到地面上460 m 的正常飛行高度所使用的空速范圍內(nèi)的最嚴(yán)酷條件的，但不應(yīng)小于飛機(jī)的V1最小速度，發(fā)動(dòng)機(jī)在100%起飛功率或者推力條件下進(jìn)行。

3.2.4 撞擊位置

就撞擊位置，隨著民機(jī)適航吞鳥要求的演變，相對(duì)于軍用要求越來越嚴(yán)格，特別是從FAR33.76 頒布以后，明確提出了對(duì)準(zhǔn)核心機(jī)主通道的要求，見表9。

表9 撞擊位置

3.3 試驗(yàn)程序

就試驗(yàn)程序，民用適航吞鳥要求經(jīng)過演變，要求已遠(yuǎn)高于軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范要求。其中，大鳥的驗(yàn)證程序二者沒有明顯差別，中、小鳥的試驗(yàn)程序，民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章對(duì)吞咽后的運(yùn)行狀態(tài)和時(shí)間做出明確的要求，具體如圖4、5所示。

圖4 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范吞鳥運(yùn)行程序

圖5 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)章吞鳥要求運(yùn)行程序

3.4 通過標(biāo)準(zhǔn)

就通過標(biāo)準(zhǔn)來說，軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥要求都分為安全性和運(yùn)轉(zhuǎn)能力2個(gè)方面要求，見表10。

表10 通過標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于大鳥，都要求發(fā)動(dòng)機(jī)不應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致飛機(jī)損壞的危險(xiǎn)性事件，對(duì)于中鳥和小鳥，則都要求吞咽之后具有足夠的推力。所不同的是，推力損失量級(jí)上軍用吞小鳥后的推力損失要求更加嚴(yán)格，而吞咽后的運(yùn)行時(shí)間和程序方面，民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)要求更加嚴(yán)格。

3.5 吞鳥典型案例

本節(jié)通過對(duì)民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)CFM56-5B 吞鳥典型案例介紹，加深對(duì)國外大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥適航驗(yàn)證的印象。

1993年，CFM56-5B 發(fā)動(dòng)機(jī)按照FAR33.77 外物吸入條款完成FAA的適航取證。

采用整機(jī)級(jí)試驗(yàn)完成吞入0.68 kg 中鳥群試驗(yàn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子物理轉(zhuǎn)速5070 r/min 狀態(tài)，在0.3 s內(nèi)6只0.68 kg的鳥先后投射到風(fēng)扇葉片的葉中、凸肩和葉尖位置，發(fā)動(dòng)機(jī)在1.5 s 內(nèi)恢復(fù)穩(wěn)定，通過了試驗(yàn)驗(yàn)證。

同時(shí)，采用部件試驗(yàn)完成了吞入1只1.15 kg中鳥試驗(yàn)。在旋轉(zhuǎn)地坑中采用1 只1.15 kg 中鳥撞擊風(fēng)扇葉片70%葉高位置，并將受損葉片換裝到整機(jī)上驗(yàn)證了87.2%推力。

4 結(jié)論

4.1 適航要求與通用規(guī)范吞鳥要求的關(guān)系[60]

國內(nèi)外適航要求和通用規(guī)范吞鳥要求衍變歷程和應(yīng)用情況對(duì)比分析結(jié)果表明，歐美等國家、地區(qū)，適航規(guī)章、通用規(guī)范研究起步較早，經(jīng)歷了長期的、系統(tǒng)的研究與大量的型號(hào)應(yīng)用驗(yàn)證，規(guī)章的不斷修訂和提高要求，經(jīng)過了多個(gè)型號(hào)驗(yàn)證考核。吞鳥要求的頒布和實(shí)施借鑒了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，與技術(shù)/產(chǎn)品的相互促進(jìn)，并呈現(xiàn)出螺旋式增長關(guān)系。各發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥驗(yàn)證過程中，應(yīng)用的吞鳥要求與同期技術(shù)能力相匹配，而更新內(nèi)容或提高要求的吞鳥要求隨工業(yè)技術(shù)水平的提升推廣應(yīng)用。

俄羅斯和中國的適航規(guī)章制定過程，具有一定的相似性，更多的是借鑒了適航領(lǐng)域更具話語權(quán)的美國和歐洲適航規(guī)章，缺少了適航要求的制定和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)互鎖，發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程和適航要求提高互促的過程，因此在具體的發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證中都沒有嚴(yán)格的執(zhí)行適航要求。

因此，建議現(xiàn)階段中國軍用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥驗(yàn)證應(yīng)用與中國工業(yè)技術(shù)水平或與發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)有技術(shù)能力相匹配的吞鳥要求。

4.2 適航要求與通用規(guī)范吞鳥要求具體參數(shù)的關(guān)系

適航要求與軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范側(cè)重點(diǎn)不同，即適航要求是保障航空發(fā)動(dòng)機(jī)安全的最低要求，是以安全性為導(dǎo)向提出，但具體的應(yīng)用需要考慮各個(gè)航空器制造商技術(shù)差異的平衡與妥協(xié)。軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范是型號(hào)研制的技術(shù)要求，需要考慮的是軍機(jī)指標(biāo)的先進(jìn)性要求。因此，軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范具體要求比民機(jī)適航規(guī)章更加嚴(yán)格。

就國內(nèi)外適航要求和通用規(guī)范吞鳥要求衍變歷程和具體參數(shù)對(duì)比分析結(jié)果來說，從試驗(yàn)類型（科目）、試驗(yàn)參數(shù)、試驗(yàn)程序到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，適航規(guī)章和通用規(guī)范參數(shù)逐步統(tǒng)一，并且呈現(xiàn)出參數(shù)要求越來越嚴(yán)格的特點(diǎn)。

吞鳥參數(shù)變化特點(diǎn)代表了適航規(guī)章和通用規(guī)范對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)研制要求的變化方向。因此，建議制定符合中國國情的軍機(jī)適航規(guī)章，作為未來軍用發(fā)動(dòng)機(jī)研制的依據(jù)和技術(shù)牽引，加速中國工業(yè)技術(shù)水平或發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)能力提升。

4.3 中國軍用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥能力驗(yàn)證建議

從中國適航規(guī)章和通用規(guī)范的發(fā)展歷程來看，均沒有經(jīng)過技術(shù)進(jìn)步的促進(jìn)過程。中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)在吞鳥能驗(yàn)證的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方面，基本沒有可供大涵道比軍用發(fā)動(dòng)機(jī)借鑒的經(jīng)驗(yàn)，且沒有經(jīng)歷過規(guī)范要求與發(fā)動(dòng)機(jī)研制、互相融合與完善的過程，同時(shí)也沒有經(jīng)歷過規(guī)范要求的提高和應(yīng)用隨工業(yè)技術(shù)水平提升的過程。

從中國軍用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)來看，采用了大尺寸凸肩窄弦風(fēng)扇葉片。國外這一技術(shù)特點(diǎn)的民用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)都是依據(jù)與1984年頒布FAR 33.77等效的吞鳥要求開展驗(yàn)證。

因此，建議現(xiàn)階段中國軍用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)按照FAR 33.77條款要求開展吞鳥適航符合性驗(yàn)證。