民机驾驶舱排烟MOC6符合性验证方法研究

赵利利 曹煜国

摘要：民机适航审定过程中，需要对驾驶舱排烟能力进行符合性验证，鉴于此，在介绍CCAR25-R4部25.831（d）条款的基础上，对民机驾驶舱排烟符合性验证方法MOC6进行研究，建立了相应的民机驾驶舱排烟试飞要求和方法，对后续型号试飞有一定的参考和指导意义。

关键词：驾驶舱排烟;MOC6;适航验证;飞行试验

0    引言

近年来，新闻报道中多次出现民用航班在运行过程中出现火情或者烟雾的现象，仅2019年，就有多起民航客机在运行过程中起火冒烟的事故发生。飞机起火冒烟会给机上的乘员造成不适和恐慌，若烟气进入到客舱或驾驶舱内部，飞机驾驶舱中出现烟雾，不仅影响飞行员视界危及飞行安全，而且烟雾中所含的有害成分会对机组和乘客产生致命伤害。为了保障旅客和机组的生命安全，中国民航系统制定了非常完善的防范和应急处置措施，确保在客机着火或出现烟雾时，机组可以采取有效的措施，及时排出烟雾，最大程度地减小安全隐患。因此，民用飞机在设计时，就应考虑到飞机舱室排烟能力，并对其排烟能力进行试验验证。

《运输类飞机适航标准》（CCAR25-R4部）25.831（d）条款明确要求“如果在驾驶舱区域有合理可能积聚危险数量的烟，则必须能在完全增压的情况下迅速排烟，而减压不超出安全限度”[1]。因此，在民机适航审定过程中，需要对驾驶舱排烟进行验证。民机适航条款的符合性验证方法有很多种，本文仅针对民机驾驶舱排烟符合性方法验证MOC6方法研究。

1    适航条款分析

CCAR是China Civil Aviation Regulations的缩写，意为“中国民航规章”，是中国民航自己的法规。现有的法规有很多部，仅与安全相关的民航法规就多达70多部。CCAR25部是申请或更改运输类飞机型号合格证的申请人必须满足的最低安全标准。随着多年的不断发展和完善，现行有效的CCAR25-R4部共包括适航条款395条，根据适用性的不同，主要可以分为普遍适用条款和非普遍适用条款两大类。对于普遍适用条款而言，要求所有型号均必须满足条款的要求，而对于非普遍适用条款而言，需要根据飞机的设计特点，制定相应的专业条件。

CCAR25-R4部831条是对飞机舱内通风的基本要求，是一种普通适用条款。该条款制定的主要目的是确保飞机具有对人体无害的舱内环境条件，主要包括对温度、湿度、人均新鲜供气量、污染气体浓度以及驾驶舱排烟能力的要求。其中25.831（d）条主要是针对飞机舱室的烟雾排放要求，制定该条的主要目的是，保证在驾驶舱在出现烟雾后，飞机具备快速排烟的能力，防止飞行员因窒息或丧失驾驶舱视界，失去判断舱外情况的能力，从而造成影响飞行安全的事故发生。

根据起火方式和阶段的不同，飞机出现火灾或烟雾事故主要分为三种类型：第一类是飞行中失火，即在飞行过程中，由于发生机械故障、电子电气元件短路、过载燃烧或遭遇其他意外而使飞机失火;第二类是毁机失火，即飞机失事坠地、迫降不成功或著陆时冲出跑道而引发火灾或烟雾;第三类是地面失火，主要是飞机在地面停放或维修时发生火灾。25.831（d）条对驾驶舱排烟能力的要求，针对的是整个飞行过程中，也即飞行的各个阶段，驾驶舱应该有合理的排烟措施，当驾驶舱可能聚积危险数量的烟雾时，能够迅速将烟雾排出，同时还不能影响座舱压调系统的正常调节，在安全限制内，允许采取减压的方式排除驾驶舱和客舱内的烟雾。参考咨询通告AC25-9A的相关资料，驾驶舱排烟适航验证的目的是确定标准状况下烟雾排除程序的能力。因此，在驾驶舱排烟能力的适航审定过程中，需要选择合适的符合性方法表明对于条款25.831（d）条的符合性。

2    符合性方法选取

2.1    符合性方法分类

民用飞机适航审定过程中，需要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，这些方法都称为符合性验证方法（简称“符合性方法”）。根据审查经验并借鉴国外管理经验，基于实施的符合性工作类型，符合性验证方法一般分为四大类：工程评审、试验、检查和设备鉴定。进一步细化这四类方法，最终形成了常用的、经实践检验的、适航部门认可的十种符合性验证方法[2]。这十种符合性验证方法都被赋予了相应的代码，具体如表1所示。

2.2    符合性方法选取

对于十种符合性方法来说，MOC6是专门针对飞行试验的符合性方法，该方法是通过飞机在空中进行飞行试验来验证有关设计对于相关适航条款的符合性。在适航条款明确要求或者其他方法无法充分演示对条款的符合性时，选择试验MOC6方法进行符合性验证。

针对驾驶舱排烟适航验证，25.831（d）条款明确规定了驾驶舱区域排烟要求的验证方法和指标要求。通过驾驶舱烟雾扩散规律以及驾驶舱排烟流场计算分析等理论分析方法，能够对驾驶舱排烟能力的符合性进行验证。但是，鉴于烟雾流动及扩散的复杂性，采用理论分析的方法时，计算模型选择与计算结果密切相关，计算模型错误会直接导致计算结果的不可信。而且，在理论计算过程中，可能存在大量的假设和简化，使得计算结果与真实的驾驶舱排烟能力间存在一定的偏差。因此，仅采用理论分析和计算的方法，难以充分表明驾驶舱排烟能力的符合性。

此外，条款中要求在进行驾驶舱排烟的过程中，还不能影响座舱压调系统的正常调节，在安全限制内，允许采取减压的方式排除驾驶舱和客舱内的烟雾。由于驾驶舱及客舱压调系统的特点，采用地面试验或者其他符合性方法无法模拟舱内座舱压调系统的调节状态，因此无法充分表明驾驶舱排烟过程中是否会对座舱压调系统的正常调节产生不利影响。同时，若设计过程中，选择使用减压的方式排出驾驶舱和客舱内烟雾，除MOC6方法外，其他方法也不能演示减压排放的方式，因此咨询通告AC25-9A中也建议选择飞行试验来表明驾驶舱排烟能力对条款的符合性。

因此，在进行驾驶舱排烟能力符合性验证过程中，必须采用MOC6方法，也就是飞行试验方法，对驾驶舱排烟能力的适航符合性进行验证，才能客观全面地表明飞机驾驶舱排烟的速率的符合性以及排烟程序的正确性。同时，还可对理论计算模型进行验证，提高理论计算分析的精度和可信度。采用飞行试验进行符合性验证的过程中，还可以对驾驶舱排烟过程中排烟程序的正确性、座舱压调系统的工作状态、减压方式排烟能力等进行充分验证，可以充分对驾驶舱排烟能力的符合性进行说明。

3    试验验证要求和方法

3.1    试验要求

飞行中进行排烟试验的目的是证实飞行机组应急程序和通风系统能够除去浓烟，并且表明使用应急程序时，能以合理的速度排烟，这是定性和定量的要求。定性的要求指飞行机组可以通过使用应急程序和飞机自身的通风系统将驾驶舱内的浓烟排出机外;定量的要求是指使用排烟程序时，驾驶舱内的浓烟可以在一定时间内排出机外。因此，驾驶舱排烟飞行试验时需要对驾驶舱排烟的应急程序以及排烟速率进行充分的验证。

3.2    试验方法

根据驾驶舱排烟飞行试验的目的和要求，在飞行中利用发烟设备模拟出烟雾，通过发烟设备产生的大量烟雾，验证驾驶舱的烟雾排放能力。典型的驾驶舱排烟试飞方法如下：

（1）关闭驾驶舱舱门和窗户，驾驶员及机上人员佩戴具有防护作用的氧气面罩。

（2）打开烟雾发生器按钮直至驾驶舱产生大量烟雾，当驾驶舱仪表板开始模糊时，停止发烟;启动排烟程序，舱内烟雾需在3 min内排出，残存的烟雾不会对飞行员的正常操作造成干扰。

（3）尽管条款没有强制要求，但如果申请人希望证明飞机具有对持续烟雾的排烟能力，则烟雾发生器应该进行持续发烟，在持续发烟时，机组要注意防护。

由于25.831条款允许在安全限制内，采用减压的方法来排除驾驶舱和客舱内的烟雾，因此，部分飞机制造商制定了类似的辅助排烟程序。试验表明，这些辅助方法在部分型号中的效果非常有效，因此，适航审定过程中，在飞行试验时，应对这些辅助排烟程序的有效性进行验证，确认程序是否有效。

4    结语

基于对驾驶舱排烟能力的适航验证要求的分析，在进行民用飞机驾驶舱排烟能力符合性验证过程中，應采用飞行试验验证的方法来表明对条款的符合性。在进行飞行试验时，需要对驾驶舱排烟能力进行定性和定量的验证，以充分表明飞行手册中应急火灾和烟雾程序能够提供有效措施，以可接受的速率排出驾驶舱的浓烟;同时，该试验也应该表明机组人员可以使用这些排烟程序，而不会引起任何额外的危险。

[参考文献]

[1] 中国民用航空总局.运输类飞机适航标准：CCAR-25-R4[S]，2016.

[2] 曹继军，张越梅，赵平安.民用飞机适航符合性验证方法探讨[J].民用飞机设计与研究，2008（4）：37-41.

收稿日期：2020-01-14

作者简介：赵利利（1987—），女，宁夏银川人，工程师，主要从事飞机环境控制系统的试飞研究工作。

曹煜国（1986—），男，山西朔州人，工程师，主要从事飞机环控与热管理试飞技术研究工作。