前面几篇文章我们详细介绍了适航管理的各种程序——从型号审定到生产许可,从零部件批准到委任代表。但所有这些审定工作,依据的是什么?
答案是:适航标准。
适航标准是局方开展审定工作的法律依据,也是保证民用航空器实现适航性的最低安全标准。在所有航空器中,运输类飞机最为复杂、研制难度最大,其适航标准也最为严格。本文就以CCAR-25部《运输类飞机适航标准》为例,带你了解这套“安全底线的制定逻辑”。
一、三大适航标准体系:FAA、EASA与CAAC
FAA的FAR25:修正案驱动的海洋法系
当前世界各国的适航标准,很多都参考了美国FAA的规章。20世纪60年代,FAA以早期CAR4b为基础,制定并发布了FAR25部“运输类适航标准”。
FAR属于海洋法系,修订采用修正案形式。FAA基于新技术应用或航空事故教训,针对具体条款提出修订建议,广泛征求意见后形成修正案。每一条款都可以追溯到修订背景及其对安全的影响——这保证了相关人员能够深入理解和认同适航要求。目前,FAR25已发布144个修正案。
此外,FAA还发布咨询通告(AC)、审定政策、备忘录等指导材料,为工业界和审定人员提供操作指引。
EASA的CS25:附带解释说明的大陆法系
EASA将适航标准定义为合格审定规范(CS)。与FAR不同的是,CS除法规正文外,还包含可接受的符合性方法(AMC)和指导材料(GM)。
CS25适用于大型涡轮动力飞机,2003年首次颁布,目前已修订20次。经过多年协调,CS25与FAR25已经基本一致——CS25的Book1是适航标准,结构与FAR25几乎相同;Book2则针对主要条款给出了解释说明。
CAAC的CCAR25:以FAR25为蓝本
我国的CCAR-25部是基于FAR25制定的,并主要随FAR25的修订而修订。CCAR-25最初颁布于1985年,至今已进行4次修订。现行CCAR-25-R4等效于FAR25的第125号修正案,同时参考了第128号修正案的部分内容。
我国自行研制的ARJ21-700依据CCAR-25-R3进行型号合格审定,而C919则依据现行CCAR-25-R4审定。
二、适航标准是如何发展的?
适航标准的制订与修订,大致有四个动因:航空事故总结、航空科技发展、文字修订完善、国际标准协调。其中,前两个是最主要的推动力。
1.航空事故的推动:EWIS的诞生
1996年,一架波音747在纽约上空起火爆炸,230人遇难。事故分析表明,燃油箱中可燃蒸汽被点燃,而点火源极可能是电缆失效产生的火花。两年后,一架MD-11在大西洋上空失事,229人遇难,客舱娱乐系统的电弧被怀疑是火灾源头。
更令人警醒的是,2005年10月到2006年3月的半年内,某型支线飞机连续起火6次。调查发现,所有火灾都源于同一个电气接触器内的潮气导致短路。同时,老龄机队普遍存在电气线路退化、腐蚀、安装不当等问题。
为此,FAA于2007年在FAR25中新增H分部“电气线路互联系统(EWIS)”,包含系统分离、防火、电气接地等17个条款,从根本上解决了电线失效引发的火灾隐患。
2.新技术的推动:驾驶舱语音记录器的升级
驾驶舱语音记录器(CVR)用于记录机组通话和驾驶舱环境声音,是事故调查的关键设备。1988年之前,普遍使用标准驾驶舱区域话筒(CAM)录音,音频质量较差。
随着技术进步,吊杆式、氧气面罩式话筒能够将每个机组人员的音频信号分通道连续记录,清晰度大幅提升。FAA据此发布第65号修正案,要求安装新型话筒——这是新技术推动标准升级的典型案例。
三、CCAR-25的架构与安全理念
规章架构:9个分部、408个条款
CCAR-25-R4共计408个条款,由9个分部和15个附录组成:
分部 | 名称 | 条款数 |
A | 总则 | 3 |
B | 飞行 | 42 |
C | 结构 | 66 |
D | 设计与构造 | 91 |
E | 动力装置 | 90 |
F | 设备 | 64 |
G | 使用限制和资料 | 34 |
H | 电气线路互联系统 | 17 |
I | 附则 | 1 |
四大安全支柱
在CCAR-25中,运输类飞机的安全由四个方面共同保证:
1.飞行特性
适航标准要求针对所有结构布局和发动机状态给出完整的性能数据,考虑温度、压力、跑道条件、风等各种因素,并确定发动机停车对性能的影响。飞行试验不仅要演示原型机的安全飞行特性,还要提供用于计算飞行手册的数据。
2.结构安全
结构安全的核心是“强度储备”。飞机必须能承受可能出现的最大载荷(限制载荷),且在此载荷下不发生永久变形;在极限载荷(限制载荷的1.5倍)作用下,结构不应破坏。强度储备系数必须大于1.0。
3.系统安全性
现代飞机各系统功能相互关联——自动着陆、自动驾驶、失速保护等都与电气、液压、计算机等系统交叉耦合。CCAR-25要求对每个系统进行失效分析,确保单个元件失效不会导致更重要的系统失效。多余度设计和风险评估是主要手段。
4.客舱安全
客舱安全旨在提高事故中乘员的生存机会,包括:结构的抗坠毁性、对乘员的约束、无伤害环境、防火装置、应急撤离等。燃油系统要尽可能远离乘客,应急出口的数量和类型必须满足规章要求。
总结
从FAA的FAR25到EASA的CS25,再到中国的CCAR-25,运输类飞机适航标准经历了近百年的演进。每一次重大修订的背后,要么是血的教训,要么是技术的飞跃。
这408个条款构成的“安全底线”,不是为了束缚设计人员,而是为了确保:当一架运输类飞机冲上云霄时,它的飞行特性是可控的、结构是可靠的、系统是安全的、客舱是能保护生命的。这,就是适航标准的终极使命。