周凱華
【摘 要】本文主要對CCAR 25.623條款的條款要求、發展歷史及符合性驗證方法進行研究。CCAR 25.623條款適用于民用飛機結構零件,可通過符合性說明、符合性分析的方法來表明對CCAR 25.623條款的符合性。分別對每種符合性方法的驗證過程進行了詳細描述,并給出了試驗合格判據。
【關鍵詞】民用飛機;25.623;條款符合性;結構零件
中圖分類號: V249.1 文獻標識碼: A 文章編號: 2095-2457(2019)22-0233-002
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.108
0 引言
適航標準是保證民用航空器適航性的最低安全標準,CCAR 25部是我國民用飛機型號審定的適航標準,我國民用飛機申請型號合格證必須符合CCAR 25部中的條款要求,通過適航審查獲得適航當局頒發的型號合格證,這是民用飛機生產及投入商業運營的前提。
本文詳細介紹了CCAR 25.623條款的條款要求、條款發展歷史及飛機上有間隙(自由配合)并承受敲擊或振動的零件滿足25.623條款的符合性方法,包括符合性說明、符合性分析,對每種方法進行了說明。
1 CCAR 25.623條款要求介紹
CCAR 25.623條款是民用飛機針對有間隙(自由配合)并承受敲擊或振動的零件的適航標準,以保證應對那些存在間隙并承受敲擊或振動的零件之間正常的相對運動,主要內容如下:
支承系數
(a)除本條(b)規定的情況外,每個有間隙(自由配合)并承受敲擊或振動的零件,必須有足夠大的支承系數以計及正常的相對運動的影響。
(b)對于規定有更大的特殊系數的零件,不必采用支承系數。
本條款的適用范圍為有間隙(自由配合)并承受敲擊或振動的零件。因為零件之間發生敲擊或振動載荷,會在支承面上產生高的應力,并可能使零件發生磨損,需要采用支承系數以降低支承面上的應力,提高安全性。這些零件通常包括起落架、起吊、牽引、操縱面和配重的連接、發動機連接和系留連接處等的接頭零件。
本條(a)款規定支承系數必須足夠大,但是未給出具體的數值要求。這是因為支承系數與諸多因素有關,比如被連接結構的彈性特征、長度、硬度等,難以給出唯一準確地數值。
本條(b)規定當有其它更大的特殊系數保證結構的安全性,不必采用支承系數。
2 條款發展歷史
CCAR第25.623條參照§25.623制定。
1937年11月1日生效的最初的美國《航空器適航要求》(CAR 04 AIRPLANE AIRWORTHINESS)就包含對接頭(fitting)放大安全系數(Multiplying Factors of Safety)的要求(CAR 04.271)。CAR04.271規定所有主結構接頭應當采用放大安全系數。這些接頭被定義為用于連接一個主結構元件與另一個主結構元件的零件,包括這些零件的支承,不包括金屬板連續接頭和主結構件的焊接接頭。規定接頭的放大安全系數為1.2。1950年生效的CAR 04a(CAR 04a.208)對接頭放大安全系數的要求與CAR 04相同。
至CAR 04b.307,將放大安全系數(Multiplying Factors of Safety)改稱為特殊系數(Special Factors),并由支承系數(Bearing Factors)代替接頭(fitting)。
第25.623條在CCAR25部初版首次發布,截止到CCAR-25-R4,該條款未進行過修訂。
3 相關條款
CCAR 25.619條款是綜述條款,對于第25.623提出了總體要求。
第25.619特殊系數。
對于每一結構零件,如果屬于下列任一情況,則第25.303條規定的安全系數必須乘以第25.621條至第25.625條規定的最高的相應特殊安全系數:
(a)其強度不易確定。
(b)在正常更換前,其強度在服役中很可能降低。
(c)由于制造工藝或檢驗方法中的不定因素,其強度容易有顯著變化。
本條款要求根據零件具體情況,特殊系數選用按照第25.621條鑄件系數、第25.623條支承系數、第25.625條接頭系數的要求。當某零件同時滿足第25.621條、第25.623條、第25.625條中兩條或者三條的適用范圍時,僅需要使用其中最大的特殊系數,不需要疊加使用。
需要考慮特殊系數的結構零件包括:強度不易準確確定的結構零件。比如:邊界模擬困難或受載復雜,難以準確計算內力的零件,難以準確測量強度的零件;載荷分布和傳遞復雜,難以準確計算強度的結構接頭等。在正常更換前的使用過程中,不可避免地會遭受損傷或其他致使強度下降的因素影響的結構零件。如采用間隙配合,可能因震動而導致沖擊的零件。由于制造中出現的尺寸誤差、工藝控制參數誤差或檢驗上的方法存在的誤差等不定因素,使強度容易出現顯著變化的零件。如鑄件。
對于需要使用特殊系數的零件,其最終的安全系數等于1.5乘以特殊系數。
4 條款符合性驗證方法
為表明飛機制造方法對于25.623條款的符合性,可采用符合性說明、符合性分析的方法,符合性方法表見表1。針對第25.623條,其符合性判據為所有存在間隙(自由配合)并承受敲擊或振動的零件考慮了支承系數,同時支承系數的選取是合適的。
4.1 25.623的符合性說明
根據飛機的設計特征,編制飛機強度設計準則,明確有間隙(自由配合)并承受敲擊或振動的零件范圍;同時各零件需要選取的支承系數最低值給出原則予以明確的規定或者約定。
4.2 25.623的符合性分析
對于支承零件的強度計算中必須采用支承系數。
5 結論
本文對25.623條款的要求、發展歷史進行了論述,詳細描述飛機有間隙(自由配合)并承受敲擊或振動的零件滿足25.623條款的適航符合性方法,可為民用飛機相關零件的適航取證提供有效參考。隨著今后工作的不斷深入,將逐漸改進和完善此驗證方法。
【參考文獻】
[1]CCAR-25-R4.中國民用航空規章第25部-運輸類飛機適航標準[M].
[2]楊建忠.運輸類飛機適航要求解讀:設計與構造[M].航空工業出版社.2013,9(1).