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国产大飞机,何时能上天?
送交者: wwwyu[♂★★★★声望勋衔17★★★★♂] 于 2019-12-01 22:51 已读 855 次  

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不久前,中国商飞校园巡展首站来到了我们中航大,一架我国自主研发的ARJ21在校园内隆重展出。无数同学前来观摩这一大国重器,大家都赞叹道“不愧是我们阿中,我们这一代人一定要再接再厉,让阿中成为民航强国!” 6park.com

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除此之外,还有不少同学们满怀期待地问道,我们国家自主研制的这些飞机,什么时候才能正式投入使用呢?

实际上,这是一个漫长的过程。一架新型号的客机,从开始研发到正式商用,往往要经过十年多的时间,这其中,适航审定的过程是至关重要的。

什么是适航?

适航是适航性(Airworthiness)—词的简称,民用航空器的适航性指航空器在预期的服役使用环境中和使用限制下,飞行的安全性和物理完整性的一种品质。这种品质要求航空器始终处于保持符合其型号设计标准和始终处于安全运行状态,以保持乘坐飞机出行和自驾飞机飞行的人们可接受的安全水平。

维基百科对适航性的定义:Airworthiness is the measure of an aircraft's suitability for safe flight.

根据美国联邦航空局(FAA)的说法,“is when an aircraft or one of its component parts meets its type design and is in a condition for safe operation.”

英国国防部(UK MOD)则对适航一词有着更广泛的定义:”Airworthiness is the ability of an aircraft or other airborne equipment or system to be operated in flight and on the ground without significant hazard to aircrew, ground crew, passengers or to third parties; it is a technical attribute of materiel throughout its lifecycle.” 6park.com

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适航取证

适航取证是确保飞机满足按公众要求制定的可接受的最低安全标准(适航标准)的管理和技术实现过程:飞机必须按照适航要求进行设计;必须有合适的体系保证飞机的设计满足适航要求;申请方必须用计算、分析、检查、试验等方式向局方表明其大型客机符合适航要求。只有经过适航审定和验证并取得适航合格证的产品才能进入市场。

民航局通过制定颁布适航标准和规定,对民用航空器设计、生产和使用进行审定、监督、检查和管理,以保证航空安全。同时,航空器设计和制造部门承担表明适航符合性的主体责任,在其航空器设计、制造、试验和试飞过程中,需严格按照适航规章开展设计、制造、试验和试飞工作。 6park.com

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中国民航局和美国联邦航空局颁发的标准适航证

适航审定过程 6park.com

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(1)概念设计阶段。从新型号航空器的初始概念设计开始,飞机研发单位就要和适航审定当局就当前的初始设计进行交流、了解和合作。包括型号审定过程的实施,安全保障合作计划的签署或修订,适用法规的指导,熟悉潜在的审定项目,审定计划的讨论,设计保证体系的初步评估等。

(2)要求确认阶段。随着设计的深入,设计者要针对适航审定条款的内容进行优化设计,提交型号合格证的申请,局方要决策是否受理申请,并为首次TCB(型号合格审定委员会,Type Certification Board)会议做准备,召开首次TCB会议,编制批准的项目计划,按需编制专项合格审定计划草案,专用条件、等效安全和豁免的审批,召开中间TCB会议,然后确定审定基础。

(3)符合性计划制定。研制单位制定审定基础之后,应与适航主管部门进行详细的沟通,讨论最终的审查组干预范围,确定授权和监督的范围,制定制造符合性检查计划,完成审定计划或专项合格审定计划,TCB审议审定计划或专项合格审定计划。

(4)计划实施。依照前期已批准计划进行逐步验证和实施,并邀请局方对符合性试验进行检查,按照适航标准逐条符合之后,适航当局就会颁发型号合格证(Type certificate,TC)或补充型号合格证(Supplemental type certificate,STC)。

(5)证后持续适航阶段。取得型号合格证之后,就要完成型号合格审定总结报告,完成型号检查报告,设计保证系统、手册以及更改的控制与管理,持续适航文件的修订,证后适航文件的修订,证后评定,资料保存,以及交付飞机所需的必要文件。之后就可以按照局方批准过的型号设计资料进行制造生产。当交付用户运营后,就属于持续适航的管理范畴。

适航审定体系

当新研制的机型在概念设计阶段与当局进行接触时,申请人在商定监管政策和审定基础后,向局方提交新机型的型号合格证申请。局方初步评估申请人的资历以及设计保证体系,之后,申请人首先要向适航当局提交合格审定计划,局方对申请人进行预评审,以考虑是否受理申请人的型号合格证申请。局方考核完成正式受理申请后,便立即成立型号合格审定委员会(TCB),并召开首次型号合格审定委员会会议,组建适航审定体系。 6park.com

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审定流程模型

把五个审定步骤和每个步骤的任务综合之后,得到审定流程模型。可以看到,每项过程之间是由型号审定委员会会议来推进的,这体现了会议在组织决策、控制、协调中的重要性。 6park.com

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图源AA-21-AA-2011,航空器型号合格审定程序

C919

C919大型客机,全称COMAC C919,是中国首款按照最新国际适航标准,具有自主知识产权的干线民用飞机,是由中国商用飞机有限责任公司于2008年开始研制的。C是中国英文名称“China”的首字母,也是中国商飞英文缩写COMAC的首字母,第一个“9”的寓意是天长地久,“19”代表的是中国首型大型客机最大载客量为190座。

C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,座级158-168座,航程4075-5555公里,于2017年5月5日成功首飞,截至2018年2月26日累计获28家客户815架订单。

2018年2月6日,中国商用飞机有限责任公司宣布2021年交付首架C919单通道客机。 6park.com

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2017年5月5日 C919首飞成功 6park.com

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MS-21-300、B737 MAX8、A320neo与C919客机数据对比图

C919适航要求 6park.com

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CCAR25.605条款要求飞机的制造方法必须保证能制造出始终完好的结构,新的制造方法必须经试验验证、需严格进行过程控制的工艺必须符合经批准的工艺规范。该要求保证了飞机结构因制造方法的不稳定而失效的概率降至最低。

CCAR25.305条款要求结构必须能够承受限制载荷而无有害的永久变形,在直到限制载荷的任何载荷作用下,变形不得妨碍安全运行;结构必须能够承受极限载荷至少三秒钟而不破坏。

CCAR25.571条款则对飞机主要结构元件的疲劳与损伤容限评定、广布疲劳损伤提出了要求。该条款背后的故事是:1988年4月阿罗哈航空公司的一架B737飞机在飞往火奴鲁鲁的过程中,由于广布疲劳损伤,机身上部5.5米长的一段蒙皮从飞机上脱离,导致一乘务员飞出舱外而亡。 6park.com

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阿罗航航空243号航班事故现场

这些适航要求,饱含对生命的敬畏。它们就像一层一层的网、一个一个盾牌,从不同学科、不同角度为C919飞机在结构强度领域构筑起多重安全保障,将当前认知的可能对飞机安全有不利影响的结构失效因素拦截在外。因此可以这么说,C919飞机一旦满足了审定基础中的适航要求,飞机就具有了坚实的身躯,能为飞机空中飞行安全和应急着陆情况下的乘员生命安全提供保障。 6park.com

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C919模型亮相新中国成立70周年庆祝活动

取证之路仍漫长

民航局2010年底收到中国商飞提交的C919飞机型号合格证申请书,随后受理并授权上海航空器适航审定中心开展C919飞机型号合格审定工作。在概念设计阶段,上海航空器适航审定中心就已经“提前介入”C919研制工作,后来按照法律程序组建了50人的型号合格审查组,审查组分为13个专业/专题组。 6park.com

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数据显示,C919飞机型号合格审定共制订了66份审定计划,编制了表明符合性的文件4302份,确定了1453项表明符合性的验证试验,批准了500余份的试验大纲和20余份试验报告。 至今前3个阶段已经结束,已进入计划实施阶段,也就是取证前工作难度最大的一个阶段,在这期间,C919的适航审定工作还有不少技术难题需要攻克,比如复合材料结构的验证、电传操纵飞行控制率的验证、综合航电系统验证等 。据了解,C919首飞成功后,还要进行729个科目的试飞,预计飞行4200小时、2282架次,才能完成试飞取证任务。

结语

2019年7月22日,民航局冯正霖局长在提升适航审定能力、促进国产民机运行座谈会上指出:“补齐适航短板,提升适航审定能力”是民航强国建设的重要责任。如今,C919已经到达了取证前最艰难的阶段,更需要民航工作者们扛起责任,做好每一项C919的适航审查工作,补齐适航短板,为C919飞机安全翱翔蓝天努力,为民航强国建设奉献!

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