基于DO-254的复杂电子硬件开发及适航审定过程符合性研究

当前,民用航空器中的机载电子硬件的复杂度逐渐增加,设计过程中产生的错误无法再通过穷举验证等方法被发现和纠正。为了避免其导致的安全性问题,必须采取规范化的开发流程,同时符合适航审定的要求。本文从适航性的角度分析了适航审定基础和符合性方法之间的关系,以及将DO-254作为符合性方法对适航审定的意义。另外,本文基于DO-254和其他相关标准文件,明确了对机载电子硬件中的简单电子硬件（Simple Electronic Hardware, SEH）和复杂电子硬件（Complex Electronic Hardware, CEH）区分方法,分析了以现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）为代表的CEH的硬件生命周期及其关联过程,建立了符合DO-254的FPGA硬件设计过程,探讨了硬件生命周期内和适航审定过程中可能存在的问题和解决措施,为实际工程提供一定的参考。     

民用客机应急断离结构适航符合性研究及应用

应急断离结构能显著提高民用客机应急着陆的安全性.基于应急断离结构的适航要求,对民用客机应急断离结构的完整性和功能性进行了适航符合性研究.通过分析民用客机应急断离结构在各设计阶段的主要任务,建立了应急断离结构设计的适航验证流程.基于对适航符合性理论的研究,提出了一种新的民用客机应急断离结构适航符合性实施方法,结合工程实例并利用ABAQUS二次开发技术对应急断离结构进行快速设计的方法,为民用客机应急断离结构设计提供了一种新的验证思路及实施方法.     

DO-254标准在机载电子硬件审定中的应用

现代机载设备广泛使用了复杂电子硬件（CEH）,这对于适航性设计和审定带来了挑战。在ARJ21-700项目中,中国首次采用了RTCA DO-254作为机载复杂电子硬件的适航符合性方法,但标准的应用仍遇到许多困难。以ARJ21-700飞机机载电子硬件的审定经验为基础,梳理了复杂电子硬件的设计和审定过程,补充并解析了DO-254标准中未明确的简单电子硬件、商用现成产品（COTS）、验证标准等关键问题的审定要求,并就部分要求给出了建议的适航符合性验证方法,这些方法也在型号合格审定过程中得以初步应用。     

谈谈适航符合性验证试验

1适航符合性验证试验 在<型号合格审定程序>(AP-21-03R3)中对民用飞机的设计保证下了这样的定义:指型号合格审定申请人为了充分表明其具有以下能力所必需的所有有计划的、系统性的措施:(1)按适用的适航要求设计产品;(2)表明并证实对上述要求的符合性;(3)向适航部门演示这种符合性.从该定义我们可以引申出适航符合性验证试验的定义:表明并证实产品的设计符合适用的适航要求、向适航部门演示这种符合性的试验即称为适航符合性验证试验,简称适航验证试验或符合性验证试验.     

民用飞机适航符合性验证方法探讨

适航符合性验证是民用飞机研制的特点,符合性是验证的目的,验证方法是确定验证对象是否具有符合性时所用的手段。本文通过介绍10种适航符合性验证方法以及对符合性验证方法的选用原则进行分析,正确地选择为适航管理部门所接受的适航符合性验证方法既是设计人员进行飞机设计的职责,也是保障飞机安全飞行的重要前提。     

基于SCADE的飞控软件的适航验证与确认

中国民用航空规章第25部对机载软件提出了适航要求,DO178B是对适航要求的符合性方法,但其中一些验证和确认目标并不适用于基于SCADE的软件验证。为此,分析了飞控软件的适航要求和符合性方法,并对基于SCADE的飞控软件的开发流程和传统的开发流程进行了分析对比,对基于SCADE的飞控软件的适航验证与确认工作提出了建议。     

飞机燃油箱可燃性适航条款分析

分析燃油箱可燃性适航条款的历次修改,对当前适航条款进行梳理,总结出符合性验证的思路,同时对比了欧美适航当局对该条款要求的异同,有助于把握正确的燃油箱可燃性研究方向,利于项目和型号设计的工作开展.     

民用飞机适航符合性验证方法与程序研究

研究了功能危险分析、故障树分析、故障模式影响分析以及共因故障分析等安全性分析方法在民用飞机适航符合性验证中的应用,明确了各种方法的应用时机与输入输出信息.分析了民用飞机设计各阶段适航安全性工作内容,以各项安全性分析技术为基础,建立了民用飞机适航符合性验证流程,初步构建了民用飞机适航符合性验证的理论体系.     

民用飞机增材制造结构的适航验证技术研究

本文针对金属增材制造技术应用在民机结构时,适航符合性验证技术研究不充分,安全认知不全面,缺乏统一的适航审查要求和符合性验证方法的问题,开展了民用飞机的金属增材制造结构适航符合性验证技术研究。根据民用飞机金属增材制造技术的特点和适用条款,分析了民用飞机金属增材制造结构的适航符合性验证要求,包括材料、工艺、材料强度性能的确定、特殊系数、零件设计、无损检测和制造数据等方面的要求,并针对每项适航符合性验证要求,研究了符合性验证技术和实施路线,给出了增材制造结构的适航符合性验证方法。以激光选区熔化成形进气道零件为例,给出了金属增材制造结构适航符合性验证具体实施方案。     

航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证方法研究

针对航空发动机适航取证的安全性需求,对航空发动机CCAR33-R2.75适航条款进行了解读与分析,明确了该条款的验证要求和方法.将功能危险分析法、故障树分析法和故障模式与影响分析法运用到该验证方法中,并提出了航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证的流程.最后对某型航空发动机进行实例分析,验证了发动机不可控火情对CCAR33-R2.75条款的符合性.该安全性验证方法能够为航空发动机CCAR33-R2.75条款适航符合性验证提供支持.     

机载设备适航符合性验证电磁环境的构建方法研究

构建机载设备适航符合性验证所需的电磁环境是开展机载设备适航性工作的重要基础条件。分析了适航规章所推荐技术标准DO160E的电磁环境要求,给出了电磁环境模拟的四种基本方法及其构建对象和构建要素,重点研究了数字仿真环境的构建方法,为构建机载设备适航符合性验证电磁环境、开展机载设备适航符合性验证技术研究奠定了基础。     

运输类飞机燃油箱可燃性适航符合性方法

基于国内运输类飞机适航认证需要,系统分析了CCAR/FAR25.981条款变迁历史、内涵与指标要求;并从型号申请人的角度针对适航取证过程中拟采取的符合性方法开展了初步探讨,归纳总结出不同类型油箱可燃性指标及符合性验证方法;在此基础上,研究了美国联邦航空局（FAA）官方颁布的油箱可燃性评估应用程序。研究表明:①燃油箱可燃性适航符合性验证工作重点是可燃性暴露时间评估方法的应用;不同类型油箱,所允许的机队平均可燃性暴露水平不同,其中,机身油箱是适航审定关注的重点;②为了确定隔舱的平均燃油温度、气相空间温度和油箱壁面温度,并根据平均燃油温度计算燃油箱隔舱的热时间常数和平衡温差以用于蒙特卡洛分析,最经济有效的方法是建立燃油箱热模型;③计算机队平均可燃性暴露时间的难点在于平衡温差与时间常数的准确获取,对于该问题,可以通过遗传算法追踪来予以解决。     

基于DO-254的控制系统电子硬件符合性研究

机载电子硬件设计保证指南（DO-254）是目前航空业认可的用于指导机载电子硬件的文件。本文介绍了基于DO-254的控制系统电子硬件符合性研究,分析了DO-254要求的机载电子硬件主要研制过程,建立了基于DO-254的控制系统电子硬件研制流程,并对比了美国联邦航空局（FAA）和欧洲航空安全局（EASA）在合格审定过程中的考虑因素,总结了控制系统电子硬件的符合性方法,可为未来民用航空发动机控制系统电子硬件的适航取证提供参考。     

航空发动机超转保护系统适航符合性研究

适航要求是利益相关方的需要,不能直接作为需求用于设计,如何解读适航要求并实现设计是适航符合性的重点。以民用航空发动机超转保护系统相关适航要求为基础,利用系统工程中的需求分析方法,将超转保护系统的适航要求转化分解为全寿命周期的设计需求。针对分解识别出的设计需求,提出了发动机超转保护系统的适航符合性方法,以及电子和机械超转保护系统在适航审定中的验证内容,可为民用航空发动机超转保护系统的设计、验证提供参考和借鉴。     

民用飞机最小风险炸弹位置适航符合性验证方法研究

民用飞机最小风险炸弹位置(LRBL)是航空运营面对炸弹爆炸恐怖袭击的最后一道安全屏障,对民用飞机的安全性有重要意义。针对国内民用飞机LRBL工作缺乏适航符合性验证方法研究的现状,以AC25.795 6为指导,以满足FAR 25.795(c)(1)中有关LRBL的适航要求为目标,首次对LRBL的适航符合性验证方法进行研究;通过该工作,一方面明确了LRBL周围设备的系统安全性适航符合性验证方法,增强LRBL相关系统安全性分析工作在型号设计中的可操作性;另一方面,通过开展爆炸物在LRBL发生爆炸对飞机结构的安全性影响分析,得出了LRBL周围结构设计的适航符合性验证方法。该研究建立了面向FAR25.795(c)(1)的LRBL适航符合性验证体系,为提高产品的安全性和适航性提供了更为详实、可操作的设计方法。     

国产民用飞机项目机载软件及电子硬件技术评价方法研究

在民用飞机项目中机载软件与电子硬件需满足额外的适航审定标准。针对这些标准,主制造商对机载软件与电子硬件也相应有一系列额外的技术评价任务。结合实际工作经验,以若干国产民机项目过程中机载软件和电子硬件的技术评价活动为研究对象,提出一套具体可行的民机项目主制造商对各类机载软件和电子硬件进行技术评价的方法。该方法已在若干民机项目型号的机载软硬件生命周期过程管控、表明符合性和支持适航审查活动中全面运用,基本形成高效、可为适航局方面接受的管理体系。     

民用航空涡轮发动机控制系统电源适航符合性方法研究

针对现行有效的航空涡轮发动机控制系统的电源适航要求,开展了符合性研究。通过研究国内外控制系统电源的适航符合性资料,结合型号审定经验,提出了发动机控制系统电源的适航符合性方法。给出了涡轮航空发动机控制系统电源适航条款的实质性要求,识别了相关的适航符合性工作,包括架构设计、安全性评估、飞机电源品质识别、专用电源能力验证、系统电源能力验证、整机电源故障验证、安装声明。针对每一项符合性工作说明了具体的符合性活动,并概括了相关的符合性要点。在国内某型涡扇、涡轴取证发动机上开展了该策略的应用,证明了符合性策略正确可行。     

航空发动机静承压件适航符合性验证方法

对《航空发动机适航规定》（CCAR33-R2）新增条款CCAR33.64（静承压件）进行解读与分析,结合试验设计法、数值模拟法开展针对航空发动机静承压件适航条款的符合性验证方法和验证流程的研究.提出针对CCAR33.64的符合性验证流程,并以某型航空发动机低压涡轮后机匣的模型为例进行验证.选取机匣的最大工作压力和1.1倍最大工作压力分别作为加载条件进行数值模拟,得出最大等效应力分别为453MPa和534MPa,最大机匣变形分别为0.366mm和0.432mm,不会出现永久变形或机匣破裂的情况,满足适航要求.验证了该流程的适航符合性,为制定航空发动机静承压件适航指南提供参考依据.     

一种运输类旋翼航空器压力润滑减速器润滑失效适航符合性验证方法

直升机传动系统润滑失效将导致传动部件在短时间内进入干运转状态，进而使传动失效，引发灾难。本文以运输类旋翼航空器传动系统中使用压力润滑的减速器为研究对象，以其润滑失效时的适航符合性验证为研究内容，通过对适航规章进行解析，结合国外适航当局最新修订动态以及型号经验，给出了一种适合我国民用直升机传动系统压力润滑减速器润滑失效的适航符合性验证方法，并结合实际案例进行验证，为我国民用直升机压力润滑减速器润滑失效的适航验证提供借鉴。     

军用涡扇发动机吞鸟适航符合性验证研究

针对我国军用涡扇发动机尚未形成吞鸟适航符合性验证要求及评价准则的问题,在分析国家军用标准与适航规章中有关涡扇发动机吞鸟验证要求异同的基础上,明确了适用于军用涡扇发动机吞鸟适航符合性验证的主要参数,并进一步阐明了吞鸟适航符合性验证的程序及评价准则。建议的吞鸟验证参数及试验程序以同时兼顾适航要求及国军标要求为前提,对我国军用涡扇发动机吞鸟适航符合性验证具有积极的指导意义。所确定的军用涡扇发动机吞鸟适航符合性验证评价准则,能够为吞鸟试验的符合性判定提供参考。