民用飞机试飞验证过程中试飞限制的应用研究

杨 飞 王德贵 宫冠吉

（上海飞机设计研究院，上海 201210）

0 引言

民用飞机型号取证需要大量的试飞活动进行支持[1]。研制期间，试飞验证过程中试飞飞机由于某些系统构型差异/偏离、相关前置试验未完成、试验/试飞问题等使得试飞飞机所达到的功能状态和取证构型要求的功能有差异，造成功能缺失或性能降级。 为保证试飞飞行安全，需在经系统安全性评估不影响试验/试飞安全后， 通过制定有别于设计构型飞机飞行手册的临时限制、补充操作和相关说明作为试飞机组操作试飞飞机继续进行试验/试飞任务的飞行依据之一， 并根据实际情况逐步放开限制，以支持相应的试飞科目。

1 条款要求

飞机飞行手册中包含了使用限制，飞机飞行手册是型号合格证审定要求的技术资料之一，需经中国民用航空局(CAAC)[2]批准。

1.1 CCAR 25.1583 条款要求

使用限制部分旨在提供适用于飞机的使用限制，包括批准的运行类型、最小飞行机组、使用高度、飞机构型、机动限制载荷系数、重量和载重分布、噪声、空速和马赫数限制、动力装置限制、其他安全运行所必需的限制信息。

试飞限制是基于条款要求专门制定的试验飞机试飞过程中的临时试飞限制、补充操作和相关说明。

1.2 试飞限制的编制要求

试飞限制应以各系统状态为输入，综合考虑各系统状态的协调性和一致性，并统筹考虑飞机一般限制和试飞气象环境条件限制，编写试飞限制文件。 涉及系统包括： 试飞限制应随着各系统状态及时更新，并确保每一次飞行前完成了必要的文件更新。

1.3 试飞限制的使用原则

试飞限制是有别于设计构型飞机飞行手册的临时限制、补充操作和相关说明。试飞限制的使用原则如下：

（1）试飞限制内容仅限于单架试飞飞机在试飞期间的某个时间段使用；

（2）试飞限制适用于民用飞机试飞的各阶段（研发试飞、表明符合性试飞和审定试飞），内容随着构型状态、试验验证情况而变化[5]；

（3）试飞限制所涉及内容仅限于试飞机组操作飞机时所需的相关数据信息，不应包括机务等其他人员操作飞机的限制内容；

（4）试验试飞期间，若其他设计构型飞机飞行手册与试飞限制存在内容冲突，应以试飞限制内容为准。

2 案例分析

以试飞限制中运行限制——雨天气象飞行的运行限制的制定和放开为例。

2.1 场景分析

评估飞机是否能够在雨天进行试验试飞，分析飞机在雨天飞行的场景，梳理雨天下飞行场景的功能需求，确定各需求对应的系统/专业，再评估分析各系统/专业的功能构型到位情况以判断是否能实现对应场景下的功能。

飞机试验飞行分为滑跑、起飞、爬升、巡航、下降和进近着陆，共涉及性能、刹车、风挡雨刷/加热等12项专业/系统。

序号 阶段 场景 功能需求 涉及专业/系统1飞行湿跑道滑跑 加速停止距离 性能2机轮防滑功能 刹车滑跑3雨天影响视界 风挡雨刷/除雾 风挡雨刷/加热4降水进入发动机 吞水、连续点火 动力装置5降水进入机体 结构气密性 结构6降水进去大气数据系统传感器 传感器排水/加热 大气数据7雨天影响视界 风挡雨刷/除雾 风挡雨刷/加热8降水进入发动机 吞水、连续点火 动力装置9降水进入机体 结构气密性 结构10 降水进去大气数据系统传感器 传感器排水/加热 大气数据11起飞意外遭遇结冰提供结冰信号 结冰探测12 风挡除冰 风挡加热13 机翼除冰 机翼防冰14 短舱除冰 短舱防冰15 意外遭遇闪电 闪电防护 E3 16 意外遭遇恶劣气象 气象雷达 综合监视17遭遇结冰巡航提供结冰信号 结冰探测18 风挡除冰 风挡加热19 机翼除冰 机翼防冰20 短舱除冰 短舱防冰21 意外遭遇闪电 闪电防护 E3 22 意外遭遇恶劣气象 气象雷达 综合监视23雨天影响视界 风挡雨刷/除雾 风挡雨刷/加热24 降水进入发动机 吞水、连续点火 动力装置25 降水进入机体 结构气密性 结构26 降水进去大气数据系统传感器 传感器排水/加热 大气数据27下降提供结冰信号 结冰探测意外遭遇结冰28 风挡除冰 风挡加热29 机翼除冰 机翼防冰30 短舱除冰 短舱防冰31 意外遭遇闪电 闪电防护 E3 32 意外遭遇恶劣气象 气象雷达 综合监视33湿跑道滑跑 加速停止距离 性能34 机轮防滑功能 刹车35 能见度降低 仪表着陆 导航36 雨天影响视界 风挡雨刷/除雾 风挡雨刷/加热37 降水进入发动机 吞水、连续点火 动力装置38 降水进入机体 结构气密性 结构进近着陆

序号 阶段 场景 功能需求 涉及专业/系统飞行39 降水进去大气数据系统传感器 传感器排水/加热 大气数据40意外遭遇结冰提供结冰信号 结冰探测41 风挡除冰 风挡加热42 机翼除冰 机翼防冰43 短舱除冰 短舱防冰

2.2 风挡雨刷对雨天飞行限制的影响

CCAR25.773(b)(1)条款要求：“降水情况下飞机必须具有措施使风挡在降水过程中保持有一个清晰的部分，足以使两名驾驶员在飞机各种正常姿态下沿飞行航迹均有充分宽阔的视界”。因此，试飞飞机在雨天飞行需风挡雨刷功能。

（1）一般而言，民用飞机风挡雨刷系统部件包括马达转换器、雨刷刃和雨刮臂，每一个部件均需要通过MOC9（设备合格性）试验，相应的系统鉴定试验报告需报请局方批准。

（2）设备在装机前需进行台架集成试验并撰写对应报告表明风挡雨刷系统功能正常。

（3）装机后需根据制定的系统机上功能试验进行地面机上功能试验，以表明风挡雨刷功能正常。

（4）飞行试验是检验系统功能最直观可靠的方式，通过制定相应的试飞要求，试飞大纲，试飞任务单，通过飞行试验评估风挡雨刷在真实应用场景的功能有效性和可靠性。 根据试飞机组的讲评意见，对风挡雨刷功能能够支持雨天气象条件下飞行进行界定。

2.3 雨天气象条件下的运行限制

经过对雨天飞行所需的技术条件和飞机当前机上功能构型状态（包括设计/实物构型偏离状态），功能验证情况（地面、飞行）进行分析和评估。在充分论证的基础上对飞机是否具备雨天飞行全场景下飞行的能力进行确定。如果所有功能具备或经构型偏离分析许可，可认为此飞机具备雨天飞行能力。否则需要制定相应的试飞运行限制，限制该飞机在雨天气象条件下试验及飞行。