适航符合性验证方法浅析

适航符合性验证方法浅析

巩艳秋

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 ，黑龙江 哈尔滨 150066

摘要:适航符合性验证是民用发动机研制的特点,符合性是验证的目的,验证方法是确定验证对象是否具有符合性时所用的手段。本文通过介绍十种适航符合性验证方法以及对符合性验证方法的选用原则进行分析,对符合性验证方法作了较详细的介绍，可供发动机设计、适航技术人员参考、借鉴。

关键词:民用发动机  适航  符合性验证方法  验证试验

0概述

适航符合性验证是为了保障民用航空活动安全,采用不同的说明和验证方法获得所需的证据资料向审查方表明产品对于适航条款的符合性,只有全面完成符合性验证才能取得民航适航证,只有取得各类适航证的产品才能合法进入市场。

1适航符合性验证方法

1.1 适航符合性验证方法概述

符合性验证是指采用各种验证手段,以验证的结果证明所验证的对象是否满足民用发动机适航条例的要求,检查验证对象与适航条例的符合程度,贯穿民用发动机研制的全过程。常用的符合性验证方法根据实施符合性验证的形式分为四大类:工程评审、试验、检查、设备鉴定。

为了统一审查双方的认识，便于信息交流，在整理以前的审查经验和借鉴国外的管理成果的基础上，将符合性验证方法汇总十种，每种符合性方法赋予相应的代码为MC0～MC9。

1.2 符合性验证方法的应用说明

1.2.1 MC0——符合性声明

通过引用型号设计文件(如图纸、技术条件、技术说明书)等手段来定性地说明型号设计符合相应的适航条款要求。

1.2.2 MC1——说明性文件

通过向适航部门提交有关型号设计资料(如说明、图纸、技术文件等),由其组织,以工程评审的形式来确定有关设计是否符合相应的适航条款要求。

1.2.3 MC2——分析/计算

通过分析和计算的手段(如载荷、静强度和疲劳强度、性能、统计数据分析、与以往型号的相似性)来证明有关设计符合相应的适航条款要求。

1.2.4 MC3——安全评估

通过FMEA、FTA等故障分析手段(如初步风险分析、故障树分析、失效模式影响和关键性分析/FMECA,软件质量计划)对有关设计进行安全性评估,验证其对于相应适航条款的符合性。

1.2.5 MC4——试验室试验

通过试验室试验(如静力和疲劳试验,环境试验…)来验证有关设计对于相应适航要求的符合性,试验可能在零部件、分组件和完整件上进行。

1.2.6 MC5——地面试验

在发动机在地面进行适当的试验（持久试验、环境、温度试验等）来验证有关设计对于相应适航要求的符合性。

1.2.7 MC6——飞行试验

通过随飞机在飞行中进行适当的试验来验证有关设计对于相应适航要求的符合性。该方法在规章明确要求时或用其他方法无法完全演示符合性时采用。

1.2.8 MC7——航空器检查

通过适航部门专家在样机或飞机上进行检查的方式来验证有关设计对于相应适航要求的符合性。

1.2.9 MC8——模拟器试验

通过在工程模拟器上进行适当的模拟试验来验证有关设计对于相应适航要求的符合性。该方法一般不单独使用,而是配合其它方法一起使用。

1.2.10 MC9——设备合格性

通过向适航部门提交航空设备(包括材料)的合格证明文件的方式来表明对于相应适航要求的符合性,一般用于装机设备(或材料)的符合性验证。

2 适航符合性验证方法的选用

各种符合性验证的方法可以叠加使用,审查中根据适航条款的具体要求选取其中的一种或多种组合的方式来满足条款的要求。一般而言,涉及面广的、比较重要的条款往往需要使用多种符合性方法来验证。

MC0多用于“总则”一类的条款,MC3主要用于要求进行故障分析的条款,MC7适用于有具体测量方法规定的条款,MC9一般用于装机设备(或材料)的符合性验证,所有“试验”类的符合性验证方法(MC4、5、6和8)在实施前都要编制试验大纲,并经适航部门批准后才能够进行相应的试验,试验后及时编写试验报告和对应的符合性报告,对试验结果进行分析,对试验判据进行说明等。

适航符合性验证方法选用的一般原则是:

1)符合性方法的选择,原则上以最低成本来满足条款要求,不是验证试验项目越多越好,而是符合性方法尽可能简单、少；

2)对于新型号符合性方法MC0用于不适用条款的说明。当采用MC1阐述对于相关条款在技术方案中考虑时,不再使用MC0；

3)MC2不但包括用计算方法表明符合性,而且包括同型号验证或使用经验和相似性分析。MC1中不包括相似性分析；

4)对条款中明确有失效、故障影响、概率极小、危害最小等措辞的,必须进行系统安全性分析,采用符合性方法MC3；

5)对于条款中有演示、试验、试验和分析相结合等要求,应选择符合性方法MC4、MC5和MC8等，对于不在用于飞行的飞机上作的试验,均采用MC4或MC8；

6)对于实验室试验能够符合的,可用MC4和MC8,尽可能不选MC5和MC6，对于符合性方法已选用MC5或MC6的,原则上不必同时用MC4,避免重复；

7)MC8主要用于对操纵特性和驾驶特性评估；

8)对于机载设备,要求供应商提供设备验证所需的分析、计算和鉴定试验报告,必要时审查代表还要目击鉴定试验,这些均包括在MC9中。条款中有明确规定需批准的设备,必须采用TSOA设备。

3 试验验证要求及必要性

发动机研制中要经过大量的部件、材料、整机、地面模拟和飞行试验模拟才能确定发动机的性能、耐久性和操纵性。相邻部件的相互影响、外界条件变更引起的发动机性能和稳定性的改变，主要是靠试验确定。

目前，民用航空发动机适航规章主要是CCAR-33R2航空发动机适航规定，其中明确规定了振动试验、持久试验、超温/超转/超扭试验、工作试验、寿命试验、系统和部件试验等适航验证试验。同时，针对其他有关条款，也应进行相应的试验验证，具体试验项目应在符合性验证计划中明确。

试验的必要性主要表现在以下几方面：

1）获取用理论计算不可能得到的技术数据。例如，确定压气机和涡轮叶片的自振振型和自振频率，作用在发动机元件上的振动载荷，压气机稳定工作边界和容忍进气畸变的能力，发动机过渡过程的性能参数，空中工作特性参数和机动飞行中载荷的确定等。

2）为了查明外部作用对发动机主要技术参数的影响，在发动机上各个部件相互关联、相互影响的情况下，外部作用会引起发动机气动力、强度和使用性能变化的二次效应，诸如飞鸟、杂物和雨滴进入进气道，结冰，大角度俯冲造成的过载，飞行员急收油门造成的燃烧室极大贫铀等都必须通过试验来检验其对发动机各种性能的影响。

3）检查和修正用计算方法算得的特性和参数，验证发动机设计和制造工艺，当通过试验发现录取的特性和参数不符合技术要求时，便随时调整发动机。

4）新机研制中通过大量的新材料试验、创新部件可行性试验、核心机和验证机试验来最终确定新机的设计、技术指标和综合实施的可能性。其中以核心机为基础衍生发展各类发动机是当今新机研发的有效途径。核心机-验证机匹配试验，考查各部件的工作协调性是其主要目的。

4 结语

本文研究了十种符合性验证方法MC0～MC9，结合民用航空发动机研制过程，对其具体的选用原则和试验的必要性做了简要分析，可为发动机设计、适航技术人员从事型号合格证取证工作指导。

参考文献

[1]中国民用航空局.AP-21-AA-2011-03-R4航空器型号合格审定程序.2011

[2]中国民用航空局.CCAR-33R2航空发动机适航规定[S].2011.