FAR 29.785条款追踪分析

辛 勃，荣 华

(中航工业直升机设计研究所，江西景德镇 333001)

0 引言

随着航空科学技术的进步和民用航空的发展以及对航空安全性认识的深化，适航性这个新概念也逐渐发展并被认同，成为了民用航空器安全性品质的体现。为了使民用航空器的安全性得到保障，国家又制定了相应的适航标准作为国家法规的一部分，以此来控制和约束人类进行的民用航空活动实践。为了达到某种适航性，民用航空器必须符合法定的适航标准且处于合法的受控状态。虽然适航标准是一类特殊的技术性标准，仅仅是保证实现民用航空器适航性的最低安全标准，但是，适航标准的严格执行是实现民用航空器适航管理宗旨［2］——“保障民用航空安全、维护公众利益、促进民用航空事业发展”的坚实保障。为此，文章主要选取 FAR 29.785条款为例，对条款进行了深入的追踪研究。

1 条款起源

美国民用航空规章第29部“运输类旋翼航空器适航规章”第785条款(以下简称FAR29.785)的起源最早可以追溯到1956年8月1日生效的美国民用航空规章第7 部第355 条［3］(简称CAR7.355)。而在1956年到1962年的6年时间里，CAR7就被修订了5次，最终形成了1962年版的CAR7－5。然而在1964年初，美国联邦航空局将CAR7进行了转换，形成了新的联邦航空规章 FAR29［4］，CAR7.355条也直接转变成为FAR29.361条，并最终于1964年10月形成了FAR29部的确定版本。此版本中，FAR29.361条也相应地转变成FAR29.785条，形成了现代运输类旋翼航空器适航规章的初始版本，并于1965年2月1日生效。

2 条款的发展

2.1 FAR 29.785 初始条款(生效日期1965.02.01)

初始条款的具体内容如下:

§29.785座椅、安全带和肩带

(a)指定供人在起飞和着陆时占用的每一位置处的座椅、安全带和肩带，以及附近的旋翼航空器部件必须设计成使正确使用这些设施的人在应急着陆中不会因第29.561条规定的惯性力而受到严重伤害。

(b)每一个座椅都必须是经试验验证的。

(c)每一位乘坐者必须通过下列保护措施防止头部受伤:

(1)安全带和肩带将会防止头部接触任何致伤物;

(2)安全带外加消除致伤物在头部半径范围内伤害头部的措施;或

(3)安全带外加可以支撑手臂、肩膀、头和脊椎的坐靠垫。

(d)如果椅背上没有牢固的把手，则沿每条过道必须装有把手或扶杆，使乘员在中等颠簸的气流情况下使用过道时能够稳住;并且

(e)正常飞行中可能伤害旋翼航空器内坐着或走动人员的每个凸出物都必须包垫。

(f)每个座椅及其支承结构必须按至少体重170磅的使用者设计，按相应的飞行和地面载荷情况(包括第29.561条中规定的应急着陆情况)考虑最大载荷系数、惯性力以及乘员、座椅和安全带或肩带之间的反作用力。此外，还必须符合下列规定:

(1)每个驾驶员座椅的设计必须考虑第29.397条规定的驾驶员作用力引起的反作用力;

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(2)在确定下列连接的强度时，第29.561条(b)中规定的惯性力必须乘以系数1.33:

(i)每个座椅与机体结构的连接;

(ii)每根安全带或肩带与座椅或机体结构的连接。

2.2 FAR 29.785 第 29－24 修正案(生效日期1984.12.06)

本次修订的原因是基于1979年12月与1980年8月召开的两次旋翼航空器规章审查会议中讨论的许多提议。这些提议的产生是由于旋翼航空工业的飞速发展以及管理部门和工业部门认识到伴随其发展的同时，需要提升其安全标准。这些提议认为旋翼航空器必须有更高水平的设计要求。

2.2.1 本次修订的背景

1979年1月，美国联邦航空局(FAA)发出即将召开旋翼航空器规章审查会议的通知，并邀请所有对此问题有兴趣的人员在会议召开前提交其对本次会议的建议。由于收到美国直升机协会(HAA)和英国民用航空局(CAA)的请求信函，将征集期延长，直到10个多月后才准备召开会议，截止到会议开始前，FAA共收到613条建议项目。所有这些项目都在12月份召开的会议中逐一讨论，最终形成了建议副本并写入18689号审理单。由于副本中建议内容的质量并不是很理想，所以很多内容的使用都受到限制。

为了使会议取得有效的成果，美国直升机协会和美国航空工业协会向联邦航空局建议再次召开会议，以便旋翼航空器审查组能够深入地理解这些提议的工业合理性。这些提议主要包括六个方面的内容，其中第一项就是对于FAR 27和29部规章适用部分的修订，以及对仪表飞行规则(IFR)和结冰方面内容的审定。

2.2.2 修订内容介绍

本次修订版本中加入了“卧铺”的考虑，并且加入了“指定给每个乘员的位置应该使得乘员免于受到别的物品、尖边、突出物和坚硬面的潜在伤害”;去除了原来(b)条中“每一个座椅都必须是经试验验证的”内容;而对于成员头部保护措施则分别从乘务人员座椅和旅客座椅两方面考虑，加入了(b)(1)条“对于每个乘务人员座椅和除乘务人员前向座椅外的每个座椅来说，安全带和肩带能够防止头部接触任何有伤害的物体”;增加了新的(c)条内容“每一位驾驶员座椅必须有一个组合式的安全带和肩带，并且有一个单点释放的锁扣，以使得驾驶员能够在安全带和肩带固定情况下不影响驾驶员的操作。也必须有措施使得安全带和肩带在不使用时能够被固定以防止其影响旋翼航空器的正常运行和在紧急情况下阻挡快速通道”;增加了(g)条“当安全带和肩带是组合式的，则安全带和肩带的额定强度不能少于29.561条中规定的惯性力，考虑体重至少为170磅的乘客和约束系统安装的尺寸，使得要么至少60%的载荷分配到安全带，要么分配到肩带上。如果安全带可以不与肩带一起使用，则所有惯性力必须由安全带独自承担”;增加了(h)条“当使用头靠垫时，头靠垫和其支撑结构在1.33的系数和头重至少13磅的情况下必须设计成能够抵御29.561条规定的惯性力”。

2.2.3 修订原因

随着航空技术的发展，人们在追求飞行器性能的同时开始注重飞行器的舒适性。因此，条款中开始考虑“卧铺”的问题，并且对人员所经常遇到的潜在伤害进行举例说明;613条建议项目中有两条内容，建议删除(b)条，因为对于一个旋翼航空器来说，包括所有的元件、部件和设备，(b)条的要求并不是其通过审批所必须满足的最基本的要求，所以将其删除，最终FAA采纳了建议并删除了(b)条，并将剩余内容按顺序重排;由于原29.785(c)条(1)、(2)、(3)都没有清晰地说明是否所有的座椅都必须有肩带，FAA为了澄清这一点，对原条款内容做了限制，将乘务员座椅和非乘务员前向座椅分为一类形成(b)(1)条，剩余的座椅分为一类形成了(b)(2)(i)到(b)(2)(iii)条内容，虽然做了澄清，但是仍然没有一个专门的注解来说明肩带对座椅是不是必要条件，这可能预示着会有后续的修改;为了使得旋翼航空器达到与25.785(g)条同等的安全水平，增加了新的(c)条内容。原本提议中认为对于组合式的安全带和肩带，在29.561(b)条的各种极限载荷情况下，安全带需要承受60%的载荷，而肩带则需要承受40%的载荷即可，但是根据有效的资料记载，人的身体的重量分布可以根据不同高低的人上下浮动10%，则FAA最终将提议进行修改并采纳，最终使得安全带和肩带至少都能够承受60%的29.561(b)中的任何极限载荷，此外，最后还增加了当单独使用安全带时，安全带应该能承受100%的极限载荷。这是因为，在某些情况下，乘务人员或前向座椅上的乘客不能正常地使用肩带，所以必须使得安全带能独立承受极限载荷;另外一项提议则推荐头靠垫应该设计成能够抵御100磅的极限载荷而不出现故障，但是旋翼航空器审查委员会认为这个要求应该根据29.561中定义的极限载荷和人头部重量的95%来制定。而权威资料指明计算后的人头平均重11.5磅，这个数字并不包括脖子的部分，而脖子的平均重量为4.3磅，应该近似地乘以1/3折算叠加到头重中，这就是头重至少13磅的原因［5］。最终形成了29.785第29－24修正案版本。

2.3 FAR 29.785 第 29－29 修正案(生效日期1989.12.13)

本次修订是为了对座椅和乘员约束系统增加两个动态撞击设计要求的考虑，并增加了对座椅设备和机舱内有质量的物品或连接物的静强度设计载荷因子，并要求机上每个乘员都要有肩带，并且想最终得到在动态撞击条件下人员的撞击损伤判据。这些内容将很大程度上提升对乘员的保护水平，尤其是在紧急着陆撞击的情况下。

2.3.1 本次修订的背景

上次于1979年12月召开旋翼航空器规章审查会议之后，FAA细化了乘员约束系统的标准。但是美国政府还是要求FAA加强其对乘员的保护措施。此后，美国运输安全委员开就开始督促FAA具体执行此项要求。随着后来几年出现的一些航空事故，FAA也逐渐认识到需要加强对乘员的保护，他们认识到事故中乘员受伤情况数据统计的重要性，并建立了旋翼航空器撞击动力学程序。这些措施对于后续提高乘员约束系统保护水平起到了至关重要的作用。1985年6月，FAA出版了咨询通告AC21－22“碰撞情况下人员的损伤判据”。1985年10月，美国运输安全委员会向FAA发送了三条建议，目的是为了在撞击着陆时加强对乘员的保护。随后有人根据从美国运输安全委员会和FAA搜集的数据分析了事故发生的频率，即运输类旋翼航空器每100000飞行小时会出现8次事故［6］。虽然这个事故率比正常类旋翼航空器的每100000飞行小时出现14.3次事故频率低，但是，由于运输类旋翼航空器有高的座椅负载，所以它对于人员的损伤威胁更大。基于上述背景，FAA再次对FAR29.785进行了第2次修订，包含在第29－29号修正案中。

2.3.2 修订内容介绍

将原来(a)条改为“不会受到29.561(b)条规定的惯性力的伤害且在29.561条界定的动态条件下也不会承受伤害”;将原(b)条内容更改为“每个乘员必须受到安全带和肩带的保护，防止头部接触到任何有潜在伤害的物体而受到严重的头部伤害，29.562(c)(5)条中的物品除外。肩带(也叫上躯约束装置)和安全带的组合可以构成如TSO－C114中描述的上躯约束系统”。对(f)条的内容作了修改，将本条中所有的“29.561”改为“29.561(b)”;将(g)条中“……使得要么至少60%的载荷分配到安全带，要么分配到肩带上”改为“……使得至少60%的载荷分配到安全带，至少40%的载荷分配到肩带上”;增加了(i)条“每一套座椅装置系统包括座椅、坐垫、乘员约束系统和连接设备”;增加了(j)条“每个座椅装置系统可采用诸如允许座椅的某些零件压坏或分离的设计特性，以减少乘员在第29.562条中应急着陆动态条件下所受载荷;否则，该系统必须保持完好无损并不得妨碍迅速撤离旋翼航空器”;增加了(k)条“在旋翼航空器内为了运送不能行走，以躺卧为主的人员，要求设计有担架设备。每个卧铺或担架必须设计成能承受体重至少170磅的乘员受到第29.561条(b)规定的前向惯性系数时的反作用力。对于与旋翼航空器纵轴呈小于或等于15°安装的卧铺或担架，必须设有能承受向前载荷反作用的包垫的端板，布挡板或等效措施。对于与旋翼航空器纵轴大于15°安装的卧铺或担架，必须备有相应的约束设备，如绑带或安全带，以承受前向载荷的反作用力。此外，还必须满足以下要求:(1)卧铺或担架必须有约束系统，并不得有在应急着陆时可能对其上人员造成严重伤害的棱角或其它突出物。(2)卧铺或担架以及乘员的约束系统与结构的连接件，必须设计成能承受飞行和地面载荷情况以及第29.561条(b)规定的情况所产生的临界载荷”。

2.3.3 修订原因

上面(a)条的修改特意将29.561(b)条单独拿出来，很明显这正是响应了背景中提到的美国政府要求，即加强在坠撞着陆时对于成员的保护，这里就正好表明了FAA规章是满足政府要求的;上次修订后的(b)条内容没有明确表示必须有安全带和肩带来同时保护，并在(b)(1)和(b)(2)中对两种没有肩带的情况作了说明，但是美国运输安全委员会参考了《飞机坠撞生存设计指南》，发现座椅安全带和肩带是吸收能量最为主要的两个装置［7］。所以，后来航空工业协会推荐FAA采纳军标，并将(b)条内容作了修改;(g)条中又将“肩带承受60%的载荷”恢复到“承受40%的载荷”，这主要是基于机动车工程师协会(SAE)的航空宇航标准，并且安全带和肩带一起承受120%的载荷是不必要且不切实际的［8］，因此又将其修改回40%;而(i)条的增加是为了明确座椅装置系统的零部件清单，防止出现任何的混淆或利用此漏洞;(j)条的增加是因为这样可以使得安装的座椅在应急动态着陆条件下能够吸收系统的变形，从而减轻乘员受到的伤害。但是，如果变形过大，就有可能妨碍乘员的紧急撤离，这需要根据各种座椅的特点进行动态评估;增加(k)条是因为随着航空技术的发展，很多运输直升机运用到救援中，所以担架和卧铺的设计成为必然，(k)条对担架和卧铺提出了静强度和约束要求。在旋翼航空器中，担架既可以纵向布置，也可以横向定位，但是并不要求对担架进行动力学试验，而仅仅是对于纵向布置的担架应该限制一些设计特征。因此(k)条内容按照上述原则增加入条款中。

2.4 FAR 29.785 第 29－42 修正案(生效日期1998.9.8)

2.4.1 本次修订的背景

这一次修订仅仅是为了考虑是否应该在原(k)(2)条中考虑29.625条中规定的接头系数要求，由于29.625(d)也新增了对于1.33这个接头系数的考虑，即“每一座椅、卧铺、担架、安全带和肩带以及与结构的连接装置，必须由分析、试验或两者组合表明能承受第29.561(b)(3)规定的系数乘以1.33所产生的惯性载荷”。

2.4.2 修订内容介绍

仅仅是在原(k)(2)条的后边添加了“……应采用第29.625条(d)规定的接头系数”。

2.4.3 修订原因

在紧急坠撞着陆时，采用1.33的接头系数能够保证连接件在正常使用损耗的情况下以及频繁的拆卸和更换条件下仍能保持足够的强度，以继续发挥其预期的功能。且由于之前对安全带和肩带连接也使用了1.33的系数，并已经通过长期的服役经验验证。那么，为了使得担架和卧铺能够为乘客提供同等的安全水平，最终1.33的系数也加入到29.785(k)(2)条中。

3 结论

本文对FAR29.785条款的起源及发展历程进行了研究，以各次修正案为条款发展节点，深入剖析了各次修正案的背景、修改内容和修改原因。通过分析，可以看出第29－24修正案和第29－29修正案对于条款的发展具有里程碑的意义，不仅建立了“座椅、卧铺、担架、安全带和肩带”的安全标准，而其还建立了“动态撞击条件下人员的撞击损伤判据”。这为现在或将来新研制的民用运输类旋翼航空器的设计、生产和相关适航工作提供了指导，保证新机型能够顺利通过适航审查;最主要的就是让设计人员和生产人员认识到安全性对于民用航空器的重要性。整个条款的发展历程，都始终贯穿着一条主线，就是不断提高其安全性。把握这条主线作为民机研发、生产的宗旨，才能缩小我们与世界航空强国的差距。

［1］FAR29，Part 29—AIRWORTHINESS STANDARDS:TRANSPORTCATEGORY ROTORCRAFT ［S］.Washington，DC:FederalAviation Administration，1998.9.

［2］中国民用航空局航空器适航司.中国民用航空器适航管理［M］.北京:中国民航出版社，1994.10.

［3］CAR7，Part 7 － ROTORCRAFT AIRWORTHINESS;TRANSPORT CATEGORIES［S］.Washington，DC:Federal Aviation Agency，1956.8.

［4］Halaby N E.CFR Final Rule［EB/OL］.http://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgFinalRule.nsf/a09133bddc7f4fbb8525646000609712/b9bd208c7794d1b086256825006367b3! OpenDocument.1964.12/2010.9

［5］CLAUSER C E，McCONVILLE J ，YOUNG J W.WEIGHT，VOLUME，AND CENTER OF MASS OF SEGMENTS OF THE HUMAN BODY［R］.Wright patterson Air Force Base，Ohio:AEROSPACE MEDICAL RESEARCH LABORATORY，1969.

［6］Fox R G.Realistic civil Helicopter Crash Safety［R］.USA:American Helicopter Society，1986.4

［7］Army Research and Technology Laboratories(U.S.).Applied Technology Laboratory.Aircraft crash survival design guide［M］.Fort Eustis，Va.:The Laboratory，1980

［8］Amendment No.27 －25，Airworthiness Standards;Occupant Restraint in Normal and Transport Category Rotorcraft［S］.Washington，DC:Federal Aviation Administrationon，1989.11