美国FAR-25部第139号修正案解读分析研究

韩澎

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2011-5640-3763

摘  要：本文在对美国FAR139号修正案适航标准翻译研究的基础上，与国内现行有效的CCAR-25-R4版相关条款内容进行了差异性对比分析，对FAR139号修正案的最新要求进行了重点解读，提出了国内大型运输类飞机满足该修正案要求的相关设计建议，供飞机设计制造厂商设计研制时参考。

关键词：139号修正案  FAR-25部  CCAR-25部  适航标准  运输类飞机

中图分类号：V271-65                         文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2021）01（c）-0001-03

Interpretation and Analysis of the US FAR -25 Amendment   No. 139

HAN Peng

（AVIC XAC Commercial Aircraft Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710089 China ）

Abstract： Based on the research on the translation of the airworthiness standard of FAR 139 amendment， this article compares and analyzes the differences with the relevant provisions of the current effective CCAR-25-R4 version in China， and focuses on the interpretation of latest requirements of FAR 139 amendment， and put forward relevant design suggestions for domestic large-scale transportation aircraft to meet the requirements of the amendment， for reference by aircraft design manufacturers during design and development.

Key Words： Amendment No.139; FAR-25; CCAR-25; Airworthiness standards; Transport airplane

近些年，国内民用飞机设计研制产业得到了快速发展，为了更好地与世界飞机设计水平接轨，适应国际航空产业市场要求，国内飞机设计制造厂商在飞机设计过程中，所采用的相关适航审定标准不应仅局限于中国的民用航空规章，也应更多的关注国际适航审定标准的最新要求[1]。在国际上比较完善的民航审定体系主要有以美国联邦航空局（FAA）和欧洲民用航空局（EASA）主导的两大体系，而中国民用航空管理局（CAAC）制定的大型运输机适航审定标准CAAR-25部，更多地与FAA制定的FAR-25部类似。美国FAR-25部审定标准是以颁布修订案的形式进行更新完善的，当前已颁布了第146号修正案。而中国民用航空规章CCAR-25部《运输类飞机适航标准》（首次颁布时间为1985年12月31日）现行有效版本是CCAR-25-R4，只相当于FAR-25部及其25-1至25-125号和25-128号修正案的同等要求水平[2]。

1  FAR-25部修订案国内研究现状

国内对FAR-25部修正案研究发表的文章不多，经查阅，温文才发表的《飞机燃油箱可燃性评估方法研究》中，结合FAR-25部第125号修正案对飞机燃油箱可燃性提出的新要求，对飞机燃油箱可燃性评估方法进行了分析研究，提出了飞机燃油箱的可燃性评估思路[3];李盼发表的《FAR25第129号修正案对结冰探测系统的影响研究》中，对FAR-25部的第129号修正案进行了解析，提出了满足FAR-25-129修正案相关条款的符合性验证方法，给出了国内运输类飞机结冰探测方式的验证建议[4];田斌发表的《FAR25部最新颁布的修正案》中，对截止2014年7月30日颁布的25-126号至25-138号进行了总体分析，对重点修正案，包括25-129号防/除冰相关修正案以及2013年以后颁布的25-137号和25-138号修正案的相关技术要求进行分析;尹金鸽发表的《SLD水滴碰撞过程粒径变化的机理及模型研究》论文中，对FAR-25部的第140修正案中提出的过冷大水滴（SLD）环境以及结冰环境云雾粒径分布曲线等适航符合性验证要求进行了解读和分析，给出了模擬验证思路[5]。

2  第139号修正案修订背景及内容

2.1 修订背景

美国和欧洲制定的运输类飞机适航标准基本类似，但在结构设计适航标准要求方面存在个别条款不一致的情况。为了解决这些细微差别，美国联邦航空局（FAA）通过载荷与动力协调工作组（LDHWG）和通用结构协调工作组（GSHWG），要求航空规章制修订咨询委员会（ARAC）审查现有的结构相关适航规章并提出修订建议，以消除美国和欧洲适航标准之间的差异。LDHWG和GSHWG通过对比分析后共同制定了修订建议，欧洲EASA方面已对其进行了一些更改，并纳入欧洲的CS-25适航标准中。FAA同意已被欧洲EASA采纳的ARAC建议，并将通过颁布FAR139号修正案的形式，将这些内容修订完善至FAR-25部中，以消除CS-25和FAR-25的上述结构适航标准差异[6]。

2.2 主要修订内容

第139号修正案主要对FAR-25部的25.307（a）、25.621、25.683、25.721、25.787（a）、25.963（d）以及25.994等条款内容进行了修订。提出了当分析不可靠时要进行结构试验的新要求;阐明了关键和非关键铸件的质量控制、检验和试验要求;增加了对控制系统结构变形和振动载荷的要求;扩展了有关应急着陆和起落架失效条件下的燃油箱结构和系统设计要求;增加了一项当过载导致发动机安装架失效时，不得造成危险量的燃油泄露的要求;删除了“取消飞机上所有乘员座椅下方与前方的储存舱”的内容，进而修订了储存舱惯性力要求。

3  条款修订前后差异分析

在“25.307結构证明”条款中，增加了对于不能用结构分析方法表明非同类结构，必须通过试验验证充分表明其结构特性满足第25.305条规定载荷的相关内容，在原规章中未明确提出该项具体要求，但实际验证工作是一致的。

在“25.621铸件系数”条款中，对关键铸件增加了可以采用1.0-1.25铸件系数时的相关要求，在当前CCAR-25-R4中是不允许铸件系数小于1.25的[7]。经过对比发现，对于铸件系数大于1.5的关键铸件，在修正案中增加了“必须用一个铸件样品进行静力试验”的相关要求，这在CCAR-25-R4中是没有的，其它的修订内容与当前R4版规章内容一致。

在“25.683操作试验”条款中，增加了“结构变形”和“振动载荷”的相关要求，当控制系统在出现结构变形的情况下，必须通过分析或试验来表明不会出现卡阻，过度摩擦，断裂或永久性损坏，并且在正常飞行和地面运行的振动载荷下，不会发生控制系统与相邻元件的干扰或接触而导致的危险。增加的内容，需要在飞机操纵系统设计时对刚度予以考虑。

在“25.721起落架——总则”条款中，对（a）条目，增加了要考虑内侧和外侧作用的侧向载荷与向上向后的共同作用的要求;对（b）条目，明确了5英尺每秒下沉速度时的冲击要求，增加了地面滑行时的偏航内容;对（c）条目，增加了发动机短舱可能与地面接触构型的飞机要考虑的发动机支架设计要求。本条款从“侧向载荷”、“下沉速度”以及“发动机短舱构型”等多个方面补充明确了起落架失效情况的相关防火要求，在进行起落架系统设计时要予以考虑。

在“25.787储存舱”条款中，删除了“位于机内全体乘员之下或之前的隔间不需考虑应急着陆情况所规定的力”的相关要求。因此在对“机内全体乘员之下或之前的隔间（舱室）”进行设计时，也要如同其它部位舱室一样，考虑飞行载荷情况、地面载荷情况和第25.561（b）（3）条的应急着陆情况所对应的最大载荷内容。

在“25.963燃油箱：总则”条款中，对应急着陆情况下燃油箱结构设计提出了具体要求，对位于机身压力边界内外，机身附近或发动机附近的燃油箱定义了燃油箱压力载荷，明确了不同载荷条件下，机体不同部位燃油箱燃油压力P值的计算方法，明确了燃油箱固体边界条件，在评估油箱结构完整性时，要考虑起落架收上着陆以及起落架和发动机支架故障时的情况。此条款（d）条目修订后的内容，为燃油箱结构强度提出了明确和具体的要求，在进行设计时要逐一进行计算分析[8]。

在“25.994燃油系统部件”条款中，明确了发生“25.721（b）”条目规定条件下的着陆情况时，燃油系统部件的防火要求。此处只是对原条款“机轮收起着陆”考虑内容明确到25.721（b）条款，设计要求未发生实质性变化。但由于本修正案对25.721（b）条款内容同时进行了修订，燃油系统部件设计时要一并考虑。

4  验证思路及建议的符合性方法

在发布此最终规章同时，FAA发行了三份新AC，为该修正案所采用的法规提供指导材料。其中针对25.561、25.721和25.963这三个条款，发布了AC 25-30《急着陆条件下的燃油箱强度》，为飞机燃油箱结构完整性要求验证提供指导;针对25.307条款，发布了AC 25.307-1《结构符合性的证明》;针对25.621条款，发布了AC 25.621-1《铸件系数》。其中涉及燃油箱结构的25.561、25.721和25.963 三个条款采用计算分析、试验或者二者结合的方法进行符合性验证;对于25.307条款属于同类结构的可采用计算分析的符合性方法，对于非同类的结构，必须通过试验的方法来证明满足25.305条规定载荷水平。25.621条款铸件系数条款，主要采用试验手段，并在此基础上进行计算分析。对于一个具体的工程来说，没有通用的方法去决定合适的符合性方法。一个合适符合性方法的选择或者很多不同方法的联合取决于工程的具体因素。

5  结语

第139号修正案共对7个条款进行了修订，经过与CCAR-25-R4的条款对比分析，修订后每个条款在具体要求上进行了明确或增加，其中25.621铸件系数条款，放宽了申请人的选用范围，可根据需要选用1.0-1.25的铸件系数，但对于大于1.5的关键铸件要进行静力试验验证;在25.683操作试验条款中，增加了“结构变形”和“振动载荷”的要求;在25.721起落架条款中，增加了“侧向载荷”、“下沉速度”以及“发动机短舱构型”等多个方面的防火验证要求;在25.787储存舱条款中，增加了机内全体乘员之下或之前的储存舱应急着陆载荷要求;25.963燃油箱和25.994燃油系统部件条款，提出了评估油箱结构完整性的更具体计算分析要求。近些年国内迅速发展的民用飞机产业[9]，例如中国商飞设计研制的C919、ARJ21涡扇飞机以及西飞民机在研的MA700涡桨飞机等，均按照CCAR-25部大型运输类飞机适航标准进行设计制造的。结合上述解读分析，第139号修正案中以上几处新增结构适航标准内容，在当前CCAR-25-R4版规章中是没有要求的，如果国内飞机设计制造厂商未来有寻求开拓欧美国际市场计划，在飞机研发设计时，可提前将该修订案的适航审定要求纳入飞机设计中，以符合欧美的FAR-25部的最新适航规章标准。

参考文献

[1] 丁松.我国大型客机的产业集聚与空间布局研究[D].南京：南京航空航天大学，2015.

[2] 田斌.FAR25部最新修正案分析[J].适航性技术研究，2014（10）：41-42.

[3] 温文才.飞机燃油箱可燃性评估方法研究[J].民用飞机设计与研究，2009（2）：31-33.

[4] 李盼. FAR 25第129 号修正案对结冰探测系统的影响研究[J]. 飞机设计， 2018， 38（1）：76.

[5] 尹金鸽.SLD水滴碰撞过程粒径变化的机理及模型研究[D].上海：上海交通大学，2017.

[6] Federal Aviation Administration. Amendment No.25-139 Harmonization of Airworthiness Standards—Miscellaneous Structures Requirements [S].

[7] 王芳芳.基于飞机结构装配的紧固件连接设计研究[J].科技资讯，2019（22）：65-66.

[8] 温博.民用飞机燃油箱可燃性评估方法研究[J].中国民航大学学报，2016（2）：6-9.

[9] 王光萍.民航空中交通安全管理现状的问题与对策研究[J].科技资讯，2019（4）：242-243.