飞机,设计和生产认证
飞机,设计和生产认证
飞机认证要求
民用[商用]飞机的认证要求来源于ICAO附件8航空器适航和国际民航组织适航手册第五部分设计状态和制造状态。然后,每个国际民航组织缔约国建立自己的法律框架,以实施国际商定的标准和建议的做法。
航空产品(飞机、发动机和螺旋桨)的认证程序在每个州都有公布。在欧盟,这些被包含在EC法规748/2012附件I -第21部分中,而在美国,它们在FAR第21部分中。这些“第21部分”规定还包括设计机构(子部分J)和生产机构(子部分G)的批准程序。这些程序分别被称为设计机构批准(DOA)和生产机构批准(POA)。
这些批准是获得产品认证的必要先决条件。以下列出了认证产品设计应遵循的主要技术规范,作为适用于不同类别产品和环境考虑的欧洲认证规范(EASA)和美国适航标准(FAA)清单。
负责 | 标题 | 美国联邦航空局 | 标题 |
---|---|---|---|
CS-22 | 滑翔机和动力滑翔机 | ||
CS-23 | 普通,实用,特技飞行和通勤飞机 | 部分23 | 适航标准:普通、实用、杂技和通勤类飞机 |
CS-25 | 大型飞机 | 部分25 | 适航标准:运输类飞机 |
CS-27 | 小型旋翼机 | 部分27 | 适航标准:普通型旋翼机 |
CS-29 | 大的旋翼机 | 29岁的一部分 | 适航标准:运输类旋翼机 |
CS-31GB CS-31HB | (气球)(热气球) | 31日的一部分 | 适航标准:载人自由气球 |
CS-E | 引擎 | 一部分33 | 适航标准:飞机发动机 |
CS-P | 螺旋桨 | 部分35 | 适航标准:螺旋桨 |
CS-LSA | 轻型运动飞机 | ||
CS-VLA | 超轻型飞机 | ||
CS-VLR | 非常轻旋翼机 | ||
CS-34 | 飞机发动机排放和燃料排放 | 34岁的一部分 | 涡轮发动机动力飞机的燃油排气和废气排放要求 |
CS-36 | 飞机的噪音 | 部分36 | 噪音标准:飞机型号和适航认证 |
有关EASA认证规范的详细信息,请参阅EASA机构规则(软法)。美国联邦航空局标准的全部细节也可。
遵循这些规范或标准的方法有两种,具体取决于需求。对于结构,这种方法通常被称为确定性方法,而对于系统,则采用概率方法。每种方法的一个例子是:
- 对结构-在给定幅度的机动所产生的载荷下,机体不会产生有害的变形。
- 为系统-任何灾难性故障条件必须:(i)极不可能发生(1 / 109飞行小时);和(ii)必须不是由一次失败造成的。
对于飞机系统的安全评估,EASA CS25.1309和FAA航空规则制定咨询委员会草案AC25.1309-1B给出了相关规定。ARP4761中也给出了进行安全评估过程的有用指南。
Type-certification过程
民用飞机获得型号认证的过程包括四个步骤。下面概述了这些,但其他细节可以从EASA(2010),类型认证和FAA命令8110.4C中找到
1.技术概述和认证依据当项目足够成熟时,产品设计师将项目提交给主要认证机构(PCA)——欧盟的EASA,美国的FAA。将应用于该特定产品类型的认证的认证团队和规则集(认证基础)已经建立。原则上,这一商定的认证基础保持不变,飞机5年,发动机3年。
2.认证计划PCA和设计者定义并同意证明产品类型符合认证基础的每一项要求的方法。在这一阶段,还提出并同意监管参与的水平。
3.合规示范设计师必须证明飞机符合监管要求:产品的所有要素,如机身、系统、发动机、飞行质量和性能。通过分析结合地面试验和飞行试验进行了合规性论证。PCA将通过选定的文件审查和测试见证,对该合规性演示进行详细检查。
4.技术关闭和型号证书的颁发当设计人员在技术上对合规性证明感到满意时,PCA结束调查并颁发Type证书。对于欧洲设计的飞机,EASA提供主要认证,随后由其他当局验证,以便在自己的国家注册和运营,例如美国联邦航空局。同样,EASA将验证FAA对美国设计的飞机的认证。这种验证是根据有关国家之间的双边航空安全协定(BASA)进行的。
注:
a.型号合格证适用于特定型号设计的飞机(发动机或螺旋桨)。该类型的每一架飞机都必须获得自己的适航证书C或A,这是在可以证明符合认证的型号设计并处于安全运行的条件下获得的。作为一般规则,民用飞机不允许飞行,除非他们有有效的护照C of A.
b.根据第21部发出的机构批准,是基于监管机构对所承担任务的能力、设施、人力、资源和质量保证体系的评估。在这方面有用的辅助标准是AS/ en9100和AS/EN9120B。
c.军用飞机的认证在过去没有遵循上述典型的型号认证程序。然而,自2010年以来,欧洲防务局(EDA)已经制定了非常类似的程序。被称为军事适航当局(MAWA)论坛,发布的文件之一是军事认证指南,称为EMAR21。文件以需求并没有法律地位,但仍被欧洲内外的许多国家所遵循。
意外及事故
以下是有关SKYbrary的报告摘录,这些报告涉及导致意外的设计问题:
2019年8月1日,一架空客A320在起飞后尝试收放时,显示齿轮状态异常。不久之后,一架飞机沿着与A320相同的滑行路线发现了飞机的一个部件,并找到了它。在完成相关演练后,这架A320返航并完成着陆,左侧主起落架严重受损,但仍被锁定。跑道腾空,乘客下机。调查发现,该问题的原因是连接左主齿轮扭矩链接的两个部分的销钉的循环疲劳。
2018年3月6日,一架庞巴迪DHC8-400飞机的飞行甲板和客舱空调通风口检测到烟雾。向空中交通管制中心发出了求救信号,但规定的反应有效地清除了烟雾,着陆时没有必要进行紧急疏散。调查发现,烟雾是由于右侧发动机密封失效导致油泄漏到空调系统造成的。随后,营运商开始实施建议的发动机改装,并采用发动机制造商提供的系统,在空调系统受到污染之前主动检测漏油。
2017年9月29日,一架空客A320的机组人员检测到塑料燃烧的气味,同时观察到黑烟进入右侧舵踏板附近的飞行甲板。适当的响应程序的完成减少了烟雾,并宣布了紧急求救信号,备降雅典,没有进一步的事件发生。烟雾的来源是静态逆变器的故障,这是之前已被通知为故障的一批产品中的一部分,但飞机运营商的维修组织尚未确定,该组织已修改了相关程序。
2019年10月8日,一架从Münster/Osnabrück出发的BAe Jetstream 32无法旋转,在V1上方开始拒绝起飞后,飞机离开跑道一侧,高速靠近另一架飞机,然后重新回到跑道进行剩余的减速。调查指出,这次飞行是对非常缺乏经验的副驾驶进行的第一次监督一线训练,但将整个事件归咎于训练机长的表现不佳,除了许多其他因素外,间接导致了无法旋转和随后的方向控制问题。
2017年9月30日,一架空客A380-800在格陵兰岛上空飞行时,在增加推力以调整巡航水平至FL 370后不久,4号发动机突然发生爆发性故障。在回收了一块关键的喷射碎片后,调查人员能够确定故障是由于制造发动机风扇轮毂时使用的钛合金的特定类型的疲劳故障。这一风险在制造或服役期间未被识别,发动机制造商或发动机认证过程中也未被识别。
2012年10月22日,一架欧洲直升机EC225 LP从阿伯丁飞往海上平台时,机组人员收到主齿轮箱(MGB)润滑系统故障的信号。在选择应急润滑系统后不久,该系统也显示出故障,机组人员根据QRH演习的要求“立即着陆”,成功地进行了可控开沟。正在进行的调查发现,MGB内部发生了机械故障,但与指示相反,紧急润滑系统一直在正常工作。
2013年7月12日,一架无人和无动力的波音787-8飞机在当天早些时候抵达伦敦希思罗机场后,远程停在那里起火。一项调查发现,火灾的源头是紧急定位发射机(ELT)内锂金属电池的失控热失控。调查结果提出了15项安全建议,其中除一项外全部提交给联邦航空局。
2007年7月17日,TAM航空公司一架空中客车A320的机长在操作时,一个反推器被锁住,无法阻止飞机在Congonhas快速离开降落跑道,飞机撞上建筑物,被撞击和大火摧毁,随后机上人员和地面人员全部死亡。调查将事故归咎于飞行员未能意识到锁定反转器的发动机推力杆处于怠速以上,这在设计上阻止了地面扰流板的部署和预先选定的自动制动的激活。
2009年3月12日,一架西科斯基S-92A机组从纽芬兰的圣约翰岛向近海航行,在主齿轮箱完全失去油压后宣布紧急情况并开始返航,但在试图迫降时失去控制。调查发现,在两个主齿轮箱固定螺栓被剪断后,所有的油都丢失了。有人指出,模棱两可导致机组人员误诊了事故原因,而开沟处理不当。紧急漂浮系统能力之外的海况以及个人辅助呼吸系统在冷水中的有限用途被确定为安全问题。
2012年5月10日,一架欧洲直升机EC225 LP从阿伯丁飞往海上平台时,机组人员收到主齿轮箱(MGB)润滑系统故障的信号。在选择紧急润滑系统后不久,该系统也显示出故障,机组人员根据QRH演习的要求“立即着陆”,成功地进行了可控开沟。正在进行的调查发现,MGB出现了机械故障,但与指示相反,紧急润滑系统一直在正常工作。
2001年2月27日,洛根航空公司的一架SD3-60从爱丁堡起飞后不久就失去了两个引擎的所有动力。在波涛汹涌的海面上,飞机试图在弗斯或福斯海峡上迫降,结果飞机解体并沉没,两名飞行员都没有生还。动力损失的原因是在爬升到2200英尺时,发动机防结冰系统被选中时,先前累积的冻结沉积物释放到发动机核心。这些冰冻沉积物被认为是飞机在未安装发动机进气坯的情况下在飞行前停放时积累的。
2013年1月7日,日本航空公司一架波音787-8飞机从东京成田机场起飞,抵达波士顿后,乘客和机组人员几乎立即离开飞机,电池起火。飞机的主要结构完好无损。调查发现,APU锂离子电池的一个电池单元内部短路,导致电池不受控制的热失控,导致烟雾和火灾释放。故障的起源是由于系统设计缺陷和型号认证过程未能检测到这一点。
2010年12月29日,美国航空公司一架波音757-200飞机在杰克逊霍尔机场着陆时触地反弹,速度刹车和逆推力装置均未按预期发挥作用。随后的调查发现,尽管已经启动了减速闸,并发出了部署呼叫,但这些都没有发生,并且在反弹过程中过早选择后,反推器锁定了通过。有人指出,如果扰流板是人工选择的,反推器的问题不会阻止飞机在跑道上停车。
2010年12月22日,芬兰航空一架空客A330-300飞机在11 600米高度的极冷空气中巡航进入赫尔辛基时,在巡航飞行中机舱失压,紧急下降,然后在较低高度继续原定飞行。随后的调查与11天前芬兰航空另一架A330客机发生的类似事件一起进行。在这两起事故中,由于设计故障导致压力传感器内的水结冰,两个发动机引气系统都无法正常工作。
2018年7月15日,一架空客220-300机组人员未能及时意识到他们从波尔图起飞所需的最大减速推力尚未达到,但在增加推力后,他们能够在跑道尽头前安全升空。调查发现,没有遵守适用的标准操作规程,扰流板和自动油门系统的功能都没有得到充分的记录和理解,在前者的情况下,有争议的设计有缺陷。在不到6个月的时间里,这名飞机操作员记录了5起类似事件。
相关文章
- 适航性
- 事故和严重事故报告:AW-有关以适航性为原因或促成因素的事件的报告清单。
进一步的阅读
- De Florio F(2016),适航:飞机认证简介,第3版,Butterworth-Heinemann
- 负责(2016),大型飞机CS-25的认证规范和可接受的遵守方法(外部链接)
- 负责(2010),型号认证,PR.TC.00001-002(外部链接)
- EASA(2017)机构规则(软法),认证规范
- 电子商务(2012),欧盟委员会条例(EU) No 748/2012,规定了飞机及相关产品、部件和设备的适航性和环境认证的实施规则,以及设计和生产组织的认证。(外部链接)
- 电子商务(2014),欧盟委员会条例(EU) No 1321/2014关于飞机和航空产品、部件和设备的持续适航性,以及参与这些任务的组织和人员的批准。(外部链接)
- EDA(2017)军事适航当局论坛
- EDA (2016), EMAR 21 -军用飞机及其相关产品、部件和设备以及设计和生产组织的认证,1.2版
- 联邦航空局(2011),型号认证,订单8110.4C(外部链接)
- 美国联邦航空局标准
- 联邦航空总局,FAR Part 21 -产品和物品的认证程序(外部链接)
- 联邦航空局(2002),AC25.1309-1B系统设计与分析,兵工厂版草案。(外部链接)
- 国际民航组织(2016),附件8《航空器适航性》,第11版
- 国际民航组织(2014),Doc 9760适航手册,第五部分设计状态和制造状态,第三版。
- 国际SAE (1996), ARP 4761民用机载系统和设备安全评估指南和方法,SAE (1996)
- SAE国际(2016),AS/EN9100D,质量管理体系-航空、航天和国防组织的要求
- SAE国际(2016),AS/EN9120B质量管理体系-航空、航天和国防分销商的要求