航空发动机适航法规概述

发动机的适航性与发动机的设计、制造、试验、使用、维护和管理有关。发动机适航法规（标准、条例、规范）就是指对发动机设计、制造、试验、使用、维护和管理方面的要求，也就是达到合格的标准。

9.3.1.1　世界民航发动机适航标准

世界上最重要的航空发动机民航适航标准有：

1）美国 FAA（Federal Aviation Administration）的 FAR33 部适航性标准：CFR Title 14 Part 33，Airwerthiness Standards：Aircraft Engine［12］。美国是世界航空大国，该标准在世界上有广泛影响，中国的CCAR－33 就是由FAR33 部翻译转化而来的。

2）英国 CAA（Civil Aviation Authority）的英国民航适航性要求 BCAR－C 篇（British Civil Airworthiness Requirements－C），从1944年沿用至今，是 JAR－E 和 CS－E的原型。

3）欧洲共同体的联合适航性要求 JAR－E（Joint Airworthiness Requirements－E），其内容直接采用BCAR－C。

4）欧洲航空安全局EASA（European Aviation Safety Agency）的发动机合格证规范CS－E（Certification Specifications for Engine）［13］，它是以 JAR－E 为基础编制的，内容最全。

适航法规是不断发展完善的，有些是生命代价的总结，所以常有修订，应注意使用最新版本。BCAR－C 和FAR33 部都是从20 世纪中开始制定并不断修订沿用至今的。截至 2020年6月底，FAR33 修订了 34 次。第 34 号修正案于 2014年11月4日颁布。

9.3.1.2　中国民航有关发动机的适航法规

除了通用的适航管理法规，中国民航有关航空发动机的适航技术标准有：

1）CCAR－33R2《航空发动机适航规定》（2012年1月）；［14］

2）CCAR－34《涡轮发动机飞机燃油排泄和排气排出物规定》（2002年3月）；［15］

3）CCAR－35《螺旋桨适航标准》（相当于 FAR35 部第 11 号修正案）；［16］

4）CCAR－36《航空器型号和适航合格审定噪声规定》。［17］

CCAR－33 是航空发动机研制需要贯彻的主要适航技术法规。自1988年2月9日发布施行以来，已用于国产多型航空飞行器所装涡轴与涡桨发动机的型号合格审定和引进的国外民用航空发动机的型号认可审查。

CCAR－33 适航性条例给出了在正常情况下一台新发动机必须满足的强制性要求，包括影响发动机安全性和耐久性的诸多因素，为保证民航飞行安全提供了合法的管理方面的基础。

9.3.1.3　非强制的推荐标准(www.xing528.com)

为了正确贯彻适航法规的要求，国外还制定了大量的非强制推荐标准和通报。例如美国FAA 发布了大量的咨询通报（AC），对如何开展适航审查进行了详尽的说明；对于机载系统的适航审查，主要由四个工业标准作为技术支撑：ARP4754《关于高度综合或复杂系统的合格审定考虑》［18］，ARP4761《民用机载系统和设备安全性评估过程的指南和方法》［19］，DO－178B《机载系统和设备的软件审定考虑》［20］，DO－254《机载电子硬件的设计保证指南》［21］。

9.3.1.4　外军军用发动机适航法规

目前有多个国家已开展对军用飞机、发动机的适航管理，以提高安全性水平。例如美国国防部于2005年12月发布了MIL－HDBK－516B《军用飞机适航性审查准则》（现已发布C 版），确定以军方为审查主体，对军用飞机及任务系统、设备等开展适航审查。该文件没有制定新的规定和要求，全部引用美国相关标准作为军用飞机适航要求，其每个条目首先列出军用飞机适航要求的项目，然后列出该项目引用的美军标、联邦适航条例相应条款的编号，其具体要求由使用者自行查找相关条文。美国军用航空发动机适航要求贯彻的主要标准有JSSG－2007A《航空涡喷涡扇涡轴涡桨发动机联合使用规范指南》、MIL－HDBK－1783B《航空发动机结构完整性大纲》、联邦适航条例33 部FAR33《航空发动机适航标准》及相应的咨询通报。

英国军方也很重视军用飞机、发动机的适航性。英国国防部于2006年1月27日颁布了航空发动机通用规范的最新版本Def Stan 00－970 11 部《飞机用设计和适航性要求，11 部－发动机》。与1987年颁布的Def Stan 00－971《飞机燃气涡轮发动机通用规范》相比，其最显著的差别是将对军用航空涡轮发动机的要求分为一般要求和军用要求两大部分，在一般要求中全面采用了欧洲航空安全局的《发动机合格证规范》CS－E，Def Stan 00－970 11 部只列出了标题和对军用发动机的补充要求。根据Def Stan 00－970 11部的规定，战斗机发动机的安全性指标是出现危险故障的概率为（10－5～10－7）/飞行小时；运输机发动机的安全性要求等同于民航要求，为（10－7～10－9）/飞行小时，比战斗机严格100 倍。

9.3.1.5　适航法规与通用规范的对比

根据目前的航空武器装备研制程序，军用发动机研制的依据为“研制总要求”和“型号规范”，研制总要求主要规定军方的作战使用要求，以及试验考核要求、工作安排、周期经费等内容；型号规范是以GJB 241 发动机通用规范为蓝本，对研制总要求的进一步细化，是发动机定型的主要技术依据。长期以来，航空发动机研制往往注重满足各种战技指标，例如推力多大、升限多高、耗油率多少，等等，发动机的安全性要求尽管在研制总要求和型号规范中有规定，但是仅仅停留在较低的层面，不系统也不全面，在与战技指标相比较和权衡时，处于易被忽视的地位。

与国军标GJB 241 的要求相比，民航适航法规对安全性有着更加严格的要求。例如：

1）吞鸟。国军标GJB 241 的3.8.6.1 条要求，发动机需能够吞咽最大为2 kg 的鸟；FAR33 的33.76 要求，发动机能够吸入的最大鸟为3.65 kg，此外还有吞入中鸟的数量和质量要求；CS－E 的800 条还多了吞咽多羽毛大鸟后，对发动机稳定工作和推力损失的要求。对于大型飞机，特别是运输机来讲，显然适航要求虽然严格，但更符合飞行中可能遇到的实际情况。

2）安全性分析。国军标GJB 241 的3.13 条要求用分析的办法确定发动机不产生灾难性故障，但如何分析没有说明；FAR33 的33.75 条也是同样要求，分析的方法在相应的咨询通报中加以说明；CS－E 的510 条要求灾难性故障为极少可能的，即概率为（10－7～10－9）/飞行小时，在其第二部分达到要求的方法（AMC）中还给出了推荐的为达到该失效概率的安全分析技术。

3）发动机性能。CS－E 和FAR33 都要求了2.5 min OEI（一台发动机不工作）功率/推力和连续OEI 功率/推力等功率状态，以适应出现发动机失效后飞机保持姿态和航线的需要，而国军标没有相应要求。

4）压力载荷。国军标要求机匣承受2 倍的最大工作压力；CS－E 的640 条要求承受1.15 倍的最大可能压力，而这个最大可能压力是在使用中可能经历的所有工作条件（如速度、高度、环境温度、发动机转速、使用OEI 功率状态等）的最不利的组合条件下，还伴随有一定概率的（大于极少可能的）发动机或控制系统相关零件失效或失效组合时可能发生的最大压差，此外还要考虑控制阀门的压力脉动，这个压力可能会超过国军标规定的最大工作压力。

9.3.1.6　研制中贯彻适航法规的思路

目前国内军用航空发动机在贯彻国军标GJB 241 的基础上，同时贯彻CCAR－33 等适航法规的要求，开展适航审查，以提高航空发动机安全性。这是一条既能够保证发动机安全性，又能适合目前国情的技术途径。

军用发动机研制需贯彻的主要适航法规和规范如下：

1）对发动机主机，主要法规是CCAR－33《航空发动机适航规定》，并参考 CS－E、AC－33 等，制定具体的审查基础、审查计划和实施方法。

2）对于控制系统等分系统，主要根据CCAR－33 有关条文的规定，参照ARP4754《关于高度综合或复杂系统的合格审定考虑》、ARP4761《民用机载系统和设备安全性评估过程的指南和方法》、DO－178B《机载系统和设备的软件审定考虑》、DO－254《机载电子硬件的设计保证指南》等工业标准贯彻实施。Duane Kritzinger［22］、李麦亮［23］等介绍了评估流程与方法。