SC-25-064 系统与结构的相互影响.pdf

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编 号:SC-25-064日 期:2025年3月21日

局长授权颁发:

系统与结构的相互影响

本专用条件根据中国民用航空规章《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21)颁发.

1.生效日期

自颁发之日起生效.

2.背景

AG600型飞机设计采用电子飞行控制系统,电子飞行控制系统具有失效模态,允许系统在降级模态、不具有全部权限的情况下工作;系统的失效或降级将对飞机结构能力产生影响.对于AG600型飞机电子飞行控制系统的新颖独特的设计特征,现行《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R4)中飞机载荷的条款未充分包括系统及其可靠性的相关要求.

根据《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21-R5)第21.16条规定,需要制定相应的专用条件,规定结构的安全系数和飞机的使用裕度,使由于系统故障产生的载荷所导致结构失效的组合概率不超过安装了传统飞行控制系统的飞机的相应水平,从而提供与适航规章等效的安全水平.

3.适用范围

AG600型飞机.

4.专用条件

对飞行控制系统、自动驾驶仪、增稳系统、载荷减缓系统、燃油管理系统,及其他直接影响结构性能或其失效和故障将影响结构性能的系统,下列专用条件将用以定义飞机系统与结构的相互影响:

(a)总则.以下准则将用于确定系统及其失效状态对飞机结构的影响.

(b)系统正常运行.以下准则适用于系统正常运行:

(1)限制载荷必须在系统的正常运行构型下、从C分部(或用来代替其内容的准则)规定的限制条件中获得,需要考虑直至限制载荷范围内系统的任何特殊表现、相关的功能及系统对飞机结构性能的任何影响.特别强调的是,当从限制条件中获得限制载荷时,任何显著的非线性(操纵面偏转速率、限位值或任何其他系统非线性)都必须通过实际的或保守的方法加以考虑.

(2)飞机必须满足CCAR-25的强度要求(静强度,剩余强度),采用规定的系数从上述的限制载荷获得极限载荷.必须研究超出限制条件的情况下非线性的影响,以确保与限制条件范围内的情况相比,系统在超出限制条件的情况下其表现没有异常.如果飞机的设计特征不允许超出上述限制条件情况,则不必考虑超出限制条件的情况.

(3)飞机必须满足CCAR25.629的气动弹性稳定性要求.

(c)系统处于失效状态.对于任何未表明是极不可能出现的系统失效状态,以下要求适用:

(1)失效发生时.必须建立从1g平飞状态开始,包括飞行员的纠正措施在内的实际情况,来确定在失效发生时刻及失效后立即出现的载荷.

(i)对于静强度验证,这些载荷乘以适当的安全系数(与失效发生的概率相关),得到用于设计的极限载荷.安全系数在图1中定义.

图1失效发生时的安全系数

(ii)对于剩余强度验证,飞机必须能够承受(c)(1)i)中所定义极限载荷的三分之二.对于增压客舱,这些载荷必须与正常使用的压差组合.

(ii)必须表明在直至CCAR25.629(b)(2)所规定的速度范围内,不发生气动弹性的不稳定.对于会导致飞机速度超过Vc/Mc的失效状态,必须表明在增大的速度下不发生气动弹性的不稳定,从而能保持CCAR25.629(b)(2)所要求的裕度.

(iv)导致结构强迫振动(振荡失效)的系统失效,不得引起导致主结构有害变形的载荷.

(2)失效状态下的继续飞行.系统处于失效状态、构型经适当调整并且有飞行限制的飞机,以下要求适用:

(i)在直至Ve/Mc的速度范围内或规定的继续飞行速度限制下,必须确定以下情况的载荷:

(A)CCAR25.331和CCAR25.345所规定的限制对称机动情况;

(B)CCAR25.341和CCAR25.345所规定的限制突风和素流情况;

(C)CCAR25.349所规定的限制滚转情况、CCAR25.367和CCAR25.427(b)(c)所规定的限制非对称情况;

(D)CCAR25.351所规定的限制偏航机动情况;

(E)CCAR25.473和CCAR25.491所规定的限制地面载荷情况.

(ii对于静强度验证,结构的每一零件必须能够承受第(c)(2)(i)中所规定的载荷并乘以安全系数,安全系数取决于该失效状态出现的概率.安全系数如图2所示.

图2继续飞行的安全系数

Q =(Tj(Pj)

式中:

Ti=处于失效状态j的平均时间(以飞行小时计);

Pj=失效模式j的发生概率(每飞行小时);

注意:如果Pj大于103每飞行小时,则必须对C分部规定的限制载荷状态施加1.5的安全系数.

(ii)对于剩余强度验证,飞机必须能够承受(c)(2)(i)中所规定极限载荷的三分之二.对于增压客舱,这些载荷必须与正常使用压差组合.

(iv)若失效状态所引起的载荷对疲劳或损伤容限有显著影响,则必须考虑这种影响;

(v)必须表明能在直至图3所示的速度范围内不发生气动弹性不稳定.颤振包线速度V和V"可以根据剩余飞行阶段的速度限制,并依据CCAR25.629(b)规定的裕度来确定.

图3巅振包线速度

V'=CCAR25.629(b)(2)所规定的包线速度;V"=CCAR25.629(b)(1)所规定的包线速度;Qj = (Tj)(Pj)

式中:

Tj=处于失效状态j的平均时间(以飞行小时计)

Pj=失效模式j的发生概率(每飞行小时)

注意:如果Pj大于103每飞行小时,则颤振包线速度不得小于V".

(vi任何可能的系统失效状态CCAR25.571(b)所要求或选择的任何损伤同时出现时,必须表明在直至上述图3所示的V速度范围内不发生气动弹性不稳定.

(3)对于某些系统失效情况,无论所计算出的系统可靠性如何,CCAR-25-R4其他条款可能要求考虑这些失效情况.如果分析表明这些失效情况的概率小于10”,结构验证可能需要采用本专用条件草案规定之外的其他准则来表明继续安全飞行和着陆.

(d)失效指示.以下要求适用于系统失效的探测和指示:

(1)对于可使结构能力退化到CCAR-25-R4要求的安全水平以下或可明显降低剩余系统可靠性的失效状态,必须进行失效状态检查,除非这种失效是极不可能的.只要可行,应使机组在飞行之前了解这些失效.对于控制系统的特定元件,例如机械和液压组件,可以进行特定的定期检查,对于电子部件可以进行日检,来代替本条要求的探测和指示系统.这些审定

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