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摘要：本文通过对CCAR33.29的研究，明确了规章中对该条的要求并提出了仪表连接条款的本质，结合对欧洲航空安全局发动机合格证规范CS-E及FAA咨询通告的研究，对仪表连接条款进行了深入的分析，提出了仪表连接可接受的符合性验证方法。
关键词：仪表连接；条款研究；符合性方法
1 绪论
1999年2月24日西南航空TU154瑞安空难，机组11人，旅客50人全部遇难，向浙江温州机场进近时，突发机械故障，导致升降舵系统失灵，飞机急剧下坠，猛烈撞击地面，飞机解体。原因维修时升降舵连线错误，日后维修又未发现，导致升降舵失灵。
大量的事故调查显示，仪表的错误连接已导致多起事故，给飞机的飞行安全带来了严重的危害。因此，CCAR、FAR、CS-E等国内外主要民用航空发动机适航标准均以专门条款对仪表连接提出要求，本文就航空发动机仪表连接条款的符合性方法进行探讨，以支持民用发动机研制的适航取证。
2 仪表连接适航要求
CCAR33、FAR33和CS-E规定所有发动机应当满足以下条款：
（a）除非在结构上能防止错接仪表，否则，按航空器适航标准要求的动力装置仪表所设置的每个连接件或者为保证发动机工作符合任何发动机使用限制所必需的每个连接件，都必须作标记，以标明与相应的仪表一致。
（b）每台涡轮发动机必须为指示转子系统不平衡的显示系统提供接头。
（c）具有30秒一台发动机不工作（OEI）功率额定值和2分钟一台发动机不工作（OEI）功率额定值的旋翼航空器涡轮发动机必须有方法或措施：
（1）当发动机处于30秒一台发动机不工作（OEI）和2分钟一台发动机不工作（OEI）功率状态及状态开始和该时间间隔结束时，应提示飞行员；
（2）自动记录每次使用30秒OEI和2分钟OEI功率水平的次数和持续时间；
（3） 使用可靠的方法提示维修人员发动机已经使用30秒OEI或2分钟OEI功率水平，并且允许维修人员取回已记录的数据，和
（4）能够针对上述方法的正确操作进行日常检验。
（d）本条（c）（2）和（c）（3）的方法和措施一定不能在飞行中复位。
（e）申请人必须制定保证发动机在其使用限制内工作的仪表的安装规定。按照提出的安全分析或任何其他的规范要求，如果所依赖的仪表在假定飞机的安装中不是强制的，则该仪表必须在发动机安装说明中指定，并在发动机批准文件中声明为强制性的。
（f）作为第33.28条(e)中系统安全评估的一部分，申请人必须评估仪表，传感器或接头错误装配的可能性及后果。如需要，申请人必须在系统中采用防错设计。
（g）传感器及相关电线和信号调节器必须在物理上和电气上进行隔离，以确保从仪表的监测功能向控制功能传递故障的概率与该故障的影响一致，反之亦然。
（h）申请人必须提供机组人员监测涡轮冷却系统功能的仪表，除非有证据表明：
（1）其他现有仪表可以给出失效或即将失效的适当警报，或者
（2）在发现冷却系统失效之前不会导致危害性发动机后果，或者
（3）冷却系统失效的概率是极小可能的。
条款的实质要求：防止错误的仪表连接，指示转子不平衡、OEI使用维护和热端冷却。
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3 仪表连接条款分析研究
（1）在CCAR33.29(e)中，发动机制造商应该规定发动机在其限制内工作所必需的仪表，并为仪表的安装作好准备。
除飞机合格证要求的动力装置仪表外，发动机安全性分析应表明，为预防发生失效或减轻任何相关的后果，需要利用专门仪表向飞行机组人员或维修人员提供信息，采取适当的行动。
（2）为确保对想要保护的相关部件指示合理，对测量位置敏感的特殊参数，如滑油压力，也应仔细选择它在发动机上的测量位置。
（3）按照CCAR33.29（g）的要求，例如，因为飞行中不慎用到反推力装置是危险性发动机影响，所以反推力装置控制器和位置指示系统应该分开，使可能影响反推力装置位置的失效，不会导致飞行驾驶舱失去反推力装置位置的正确指示。
（4）按照CCAR33.29（c）的要求，为防止没有进行规定的强制性飞行后检查和维修活动就进一步使用发动机，记录系统应该只能由维修人员重新调整，而不能由飞行机组人员重新调整。
4 可接受符合性验证方法
参考FAA咨询通告AC33-2B及欧洲航空安全局适航规章AMC,结合我国适航管理程序《型号合格审定程序AP-21-03R4》，根据发动机仪表连接适航审定的实际要求，提出航空发动机仪表连接可接受的符合性验证方法如下：
33.29（a）申请人可以通过设计说明表明仪表防止错接的措施，措施可以是结构上防错，或者对于结构上没有防错功能的仪表，应在接头上进行标记。
33.29（b）申请人应向审查代表展示发动机安装图上所标出的安装转子系统不平衡指示的传感器位置，并说明接口来源。
33.29（c）、（d）可接受的符合性方法是文件说明，需要对30s OEI 和2 min OEI 进出、持续时间、使用次数、储存以及记录信息在发动机工作过程中不会被复位等信息进行说明。
33.29（e）：申请人必须在发动机安装手册中规定保证发动机工作在限制范围内所需的仪表的安装要求，并声明为强制性的。
33.29（f）：申请人必须通过安全性分析，对仪表、传感器或接头错误装配的可能性及后果进行评估， 如有必要可以采用设计说明表明防错设计。
33.29（g）：申请人应对传感器/ 电线/ 信号调节器的物理隔离和电气隔离进行设计说明。对于因传感器/ 电线/ 信号调节器的故障导致监测和控制之间故障发生传递的情况，申请人可以通过安全性分析对故障传递的概率和故障影响进行评估。
33.29（h）：申请人根据不同的方案采用相应的符合性方法，包括：
1）采用分析确定涡轮冷却失效或即将失效的监测方法，通过设计说明表明现有仪表装置能够对冷却系统的失效和即将失效提供充分警告；
2）通过安全性分析的方式表明涡轮冷却系统的失效在被探测到之前不会导致危害性后果；
3）通过安全性分析或相似类比的方式表明涡轮冷却系统的失效概率是极小的；
4）通过设计说明表明监控涡轮冷却系统功能的仪表装置的有效性，并进行试验验证。
5 结论
本文阐述了航空发动机适航取证过程中的仪表连接的适航要求以及条款的本质，根据CCAR、FAA以及CS-E相关要求对仪表连接条款进行了深入的分析，提出了仪表连接可接受的符合性验证方法。
中国民航一直在追踪国际民航先进国家的适航标准，促进中国适航标准的完善，同时与航空工业界积极展开合作，探索现实有效的仪表连接适航符合性方法，提升民用航空发动机设计水平，保证民用航空安全。
参考文献：
[1]航空器适航审定司.AP-21-03R4. 航空器型号合格审定程序[S]. 航空器适航审定司.2011.3
[2]曹继军，张越梅，赵平安.民用飞机适航符合性验证方法探讨[J].
[3]EASA-CS-E Certification specifications including airworthiness codes and acceptable means of compliance for engines[S]，European Aviation Safety Agency.
[4]中国民用航空局. CCAR-33-R2-2011 航空发动机适航标准[S]. 中国民用航空局.2011.
论文作者:张德明
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/19
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