航空器的适航审定需要经过哪些“考试”?

   问:航空器的适航审定需要经过哪些“考试”?
  
    Q1:适航审定所依据的标准——考题
  答:C919飞机适航审定中所有满足的适航条款要求总计495条,在审定过程中被称为审定基础,主要包括:以中国民用航空规章形式颁发的适航标准(《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R4)、《运输类飞机的持续适航和安全改进规定》(CCAR-26)、噪声与排放相关的规章《涡轮发动机飞机燃油排泄和排气排出物规定》(CCAR-34)、《航空器型号和适航合格审定噪声规定》(CCAR-36)),针对C919飞机所采用的新颖独特的设计特征或非常规的预期用途所制定的专用条件等。
  目前具备研制与生产大型民航客机能力的仅有少数几个国家,其中干线客机市场主要被波音(Boeing)和空中客车(Airbus)两家企业主导,具备进入民航客机适航取证这个考场的公司本身就屈指可数。C919飞机采用了大量新材料、新技术,例如采用了复合材料结构,进而开展了大量复合材料积木式验证;采用电传飞控系统,开展了大量电传飞机包线保护控制律验证;采用综合模块化航电系统(IMA)等,这些都是“新考题”。
 
  Q2:怎样验证对审定基础的符合性——怎样答题?
  答:按照AP-21-AA-2011-03-R4《航空器型号合格审定程序》的规定,中国商飞公司使用了九种方法表明符合性,称为符合性方法。试验类的方法包括实验室试验、机上地面试验、飞行试验、机上检查、模拟器试验、设备鉴定试验;分析类的方法包括说明性文件、分析/计算、安全评估等。
  为了满足适航条款要求,在大量研发试验与分析评估的基础上,完成了表明符合性的地面试验1669项,试飞科目494项,6736飞行小时,83项软硬件的评审, 6151份符合性验证报告等。通过这些试验、试飞及分析评估工作,确保了飞机性能与操纵品质、结构、系统在所有预期的适用场景下都能够达到适航标准所要求的安全性水平。
  
  Q3:C919经受了什么样的考验——考题特点?
  答:为了验证机载设备在极端环境下的性能,C919飞机完成了866项设备鉴定试验,按照行业标准RTCA-DO-160的要求,对所有设备的高温、低温、振动、防水、沙尘、盐雾、闪电、防火、可燃性等20余个极限环境进行验证,确保设备能够正常可靠地工作。
  为验证飞机结构承受各种地面载荷、机动载荷和突风载荷的能力,开展了大量的静强度、动强度、疲劳强度试验,例如全机2.5g极限载荷静力试验,考核飞机俯冲拉起时2.5g正过载所经受的极限载荷,试验时机翼翼尖抬起的变形达到了2.7米。其他还开展了全机疲劳试验、鸟撞试验、闪电防护试验、轮胎爆破试验、颤振试飞等诸多试验。
  针对飞机可能遭遇到的严酷的气候环境,C919飞机从2020年开始辗转全国各地,进行了大量极端气候环境试验试飞。吐鲁番高温试验,试验时气温高达43℃;南昌高温高湿试验,试验时气温达到38.5℃、湿度21g/kg(50%相对湿度);海拉尔高寒专项试验,试验时地面气温-39.7℃、空中-67℃;锡林浩特侧风专项试验,试验时经历过30节(相当于七级大风)的大侧风,阵风速度达到过35节(相当于八级大风),以及其他诸如雨天、溅水、负加速度、高原、自然结冰等专项地面试验与试飞。
  特别想说一下2022年2月17日完成的自然结冰试飞,自然结冰代表着自然界极为严酷的结冰气象,试飞难度极大,对云层的液态水含量、云层水滴直径和周围空气的温度的要求极度严苛。2020年,多家单位全面深入研究全国范围内的结冰气象,对目标区域进行多次结冰探测试飞,成功捕获符合要求的结冰气象。2022年1月20日,C919自然结冰局方审定试飞正式开始,共计开展5架次审定试飞,穿云29次,成功捕获满足规章要求的结冰气象,这是首次完全由中国机组,驾驶着中国人设计的大飞机,按照中国人预测的结冰条件,在中国的领空内,完成的满足全球标准的自然结冰试飞。
  此外,C919飞机还完成了48架次失速速度与40架次失速特性试飞、37架次最小操纵速度(VMC)、35架次最小离地速度(VMU)、1架次最大刹车能量中断起飞(RTO)等重点难点试飞科目。例如最小离地速度试飞,需要模拟在最极限的重量重心范围下飞机的极限起飞姿态;最大刹车能量中断起飞试验需要验证刹车系统在极限磨损状态下、飞机以最大起飞重量和最大地面速度刹车时依然具备安全刹停的能力,试验测得单个机轮的最大刹车能量达到74兆焦,相当于把87辆家用轿车(约1.5吨)从120公里时速完全刹停的能量。
  2022年7月14日至8月1日,C919飞机开展最后一项大型取证试飞科目——功能和可靠性试飞,以山东东营为基地,转场国内11个机场,在18个飞行日内执行了86架次飞行试验,累积飞行时长156小时,平均日利用率达到8.7小时,单日最长飞行时间达到12.5小时,已经达到并超过了常规航线飞机8小时的平均每日运行时间。