北航研究生航空器適航設(shè)計(jì)技術(shù)復(fù)習(xí)題(修訂補(bǔ)充版)

1、第一部分：填空題。（1）JAR/FAR/CS-23正常類，實(shí)用類，特技類和通勤類飛機(jī)設(shè)定：正常類，實(shí)用類和特技類飛機(jī)，其座位設(shè)置（不包括駕駛員座位）為9座或以下，最大審定起飛質(zhì)量不超過5670kg（12500磅）。（2）飛機(jī)三證：（TC型號(hào)合格證Type Certificate，PC生產(chǎn)許可證Production Certificate，AC單機(jī)合格證Aircraft Certificate）都是適航當(dāng)局頒發(fā)給飛機(jī)制造商的。（3）JAR/CS-27小型旋翼機(jī)/FAR27正常類旋翼機(jī)最大重量為3175kg（7000磅）或者更低，座位數(shù)小于等于9座的旋翼機(jī)。（4）民機(jī)四性：安全性，經(jīng)濟(jì)性，舒適性，

2、環(huán)保性。 民機(jī)三減：減重，減排，減阻。第二部分：論述題1 簡述航空器適航性的含義與內(nèi)涵。早期一般辭典的定義：適航性（Air Worthinese）是航空器適宜于空中飛行的性質(zhì)。適航性是指航空器在預(yù)期的運(yùn)動(dòng)環(huán)境中在經(jīng)審明并被核準(zhǔn)的使用限制下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)具備的安全性和物理完整性品質(zhì)，這種性質(zhì)使航空器始終處于符合其型號(hào)設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行的狀態(tài)。適航性的標(biāo)準(zhǔn)：為了保證實(shí)現(xiàn)民用航空器的適航性，而制訂的最低安全標(biāo)準(zhǔn)。飛機(jī)發(fā)生事故或全損失事的原因：人為差錯(cuò)、機(jī)械故障和環(huán)境因素。造成機(jī)械故障的原因，大體分為“先天性”和“后天性”兩個(gè)方面?！跋忍煨浴敝饕窃O(shè)計(jì)上的安全性缺陷和制造方面的物理完整性缺陷?！昂筇煨浴敝饕?/p>

3、不恰當(dāng)?shù)氖褂?、維修等，降低甚至破壞了航空器的安全性水平。航空器的安全性屬性只能說明航空器“先天”應(yīng)有的安全性水平，而航空器的適航性屬性則既概括了設(shè)計(jì)、制造等“先天”應(yīng)賦予航空器的安全性，也包含了使用、維修等“后天”應(yīng)該恢復(fù)或者保持的安全性，從而賦予了航空器一個(gè)全壽命周期的安全屬性。2 適航管理工作主要包括哪些內(nèi)容？航空器的適航性工作稱為適航管理，民用航空器的適航管理是以保證民用航空器的安全性為目標(biāo)的技術(shù)管理，是政府適航部門在制訂了各種最低安全標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)民用航空器的設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)一的審查、鑒定、監(jiān)督和管理。適航管理工作主要包括：（1）制訂各種適航規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)、程序、指

4、令、通告和審定監(jiān)督規(guī)則，這是適航管理的基礎(chǔ)。（2）民用航空器的型號(hào)合格審定，頒發(fā)型號(hào)合格證書。取得型號(hào)合格證書是準(zhǔn)予生產(chǎn)的前提條件，這是為了保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合適航標(biāo)準(zhǔn)和要求。（3）對(duì)航空器、發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳的制造進(jìn)行生產(chǎn)許可審定，頒發(fā)生產(chǎn)許可證；對(duì)其他民用航空產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)審定，頒發(fā)“制造人批準(zhǔn)書”或“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定項(xiàng)目批準(zhǔn)書”。這是為了保證每件產(chǎn)品都符合型號(hào)設(shè)計(jì)并處于安全使用的狀態(tài)。（4）對(duì)已經(jīng)取得國籍登記證的航空器進(jìn)行適航檢查、鑒定并發(fā)給適航證，沒有適航證的飛行是違法的。（5）對(duì)維修企業(yè)進(jìn)行審定發(fā)給維修許可證，該維修企業(yè)要根據(jù)批準(zhǔn)的維修大綱制訂維修方案，對(duì)維修人員進(jìn)行考核發(fā)給執(zhí)照。這是為了使

5、航空器的適航性始終得到良好的保證。（6）掌握民用航空器的持續(xù)適航情況，頒發(fā)適航指令。這是為了監(jiān)視航空器的故障率、使用可靠性和不正常的飛行情況。（7）對(duì)安全問題和事故進(jìn)行調(diào)查，對(duì)違章和不符合適航標(biāo)準(zhǔn)的情況采取措施。上述適航管理內(nèi)容，一般又可以分成初始適航管理和持續(xù)適航管理，即民用航空器“優(yōu)生”和“優(yōu)育”兩個(gè)相輔相成的方面。我國初始適航方面的適航標(biāo)準(zhǔn)有：運(yùn)輸類飛機(jī)適航性標(biāo)準(zhǔn)（CCAR-25）運(yùn)輸類旋翼航空器適航標(biāo)準(zhǔn)（CCAR-29）航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)（CCAR-33）等。持續(xù)適航管理是對(duì)航空器在使用、維護(hù)階段所保持的適航性實(shí)施的控制，即在航空器通過初始適航審定，并獲得適航證投入運(yùn)行之后，為保證航空

6、器保持其設(shè)計(jì)、制造所賦予的安全性和物理完整性所進(jìn)行的各項(xiàng)審定、批準(zhǔn)和監(jiān)督工作。包括維修單位的合格審定、維修人員的資格評(píng)審和航空器適航性的監(jiān)督等三個(gè)方面。其基本依據(jù)是：民用航空器維修許可審定的規(guī)定（CCAR-145）和民用航空器維修人員合格審定的規(guī)定（CCAR-65）3 試列出航空器適航標(biāo)準(zhǔn)體系和結(jié)構(gòu)答：美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）頒布的聯(lián)邦航空條例（FAR）英國民用航空管理局（CAA）頒布的英國民用適航性要求（BCAR）西歐國家的聯(lián)合適航性要求（JAR）（后改為CS）俄羅斯的民用航空條例（早期的：蘇聯(lián)和經(jīng)互會(huì)民用運(yùn)輸機(jī)統(tǒng)一適航標(biāo)準(zhǔn)（EH-C）中國民用航空局頒布的CCAR看看航空器審定的適航標(biāo)準(zhǔn)

7、（JAR/CS-22、JAR/CS-VLA、JAR/FAR/CS23、JAR/FAR/CS25、JAR/FAR/CS27、JAR/FAR/CS29），可以注意到存在一定協(xié)調(diào)性和一致性的通用結(jié)構(gòu)。除了“前言”“目錄”外，還可以找到“分部”和“附錄”。如前所述，JAR/CS也包含了咨詢材料。每個(gè)分部包含的條款都有標(biāo)題（如“地面載荷”、“控制系統(tǒng)”等），有趣的是在上述所有的標(biāo)準(zhǔn)中，相同的主題內(nèi)容一般都在相同編號(hào)的條款中（“重量限制”條款是XX.25，“材料與工藝”條款是XX.603）。這樣很容易在標(biāo)準(zhǔn)之間過渡，并在需要時(shí)進(jìn)行比較。該結(jié)構(gòu)的一些細(xì)節(jié)如下：（1）A分部：總則。該分部提供了標(biāo)準(zhǔn)所適用的航空

8、器型號(hào)及類別信息。（2）B分部：飛行。該分部針對(duì)性能、操縱性、機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性等要求的符合性驗(yàn)證所進(jìn)行的試飛。值得提及的是，該分部并不是覆蓋審定試飛的唯一分部，其他分部也包含了一些必須試飛驗(yàn)證的要求。（3）C分部：結(jié)構(gòu)。該分部包括了飛行和地面載荷評(píng)估要求和機(jī)身、操縱系統(tǒng)、起落架及其他部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，也提供了適墜性與疲勞要求參數(shù)。（4）D分部：設(shè)計(jì)與制造。該分部包括了設(shè)計(jì)方法、材料、安全因子、操縱系統(tǒng)、起落架設(shè)計(jì)、需要進(jìn)行的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、駕駛艙和客艙設(shè)計(jì)、防火以及顫振要求等。（5）E分部：動(dòng)力裝置。該分部包括了動(dòng)力系統(tǒng)安裝及相關(guān)系統(tǒng)（如燃油、滑油和排氣系統(tǒng)等）的要求，也包括了動(dòng)力系統(tǒng)操縱、附件和防

9、火等要求。（6）G分部：使用限制和資料。該分部提供了為使航空器正確運(yùn)行、駕駛員和其他人員必須得到的所有資料要求，包括從標(biāo)記、標(biāo)牌到飛行手冊(cè)內(nèi)容等。（7）附錄。附錄有不同的內(nèi)容，如簡化的設(shè)計(jì)載荷判據(jù)、材料可燃性評(píng)估的試驗(yàn)程序、持續(xù)適航文件和其他信息。4. 70部聯(lián)邦航空條例中有那幾部是從設(shè)計(jì)角度提出的具體要求？答：70部聯(lián)邦航空條例中的大多數(shù)是屬于管理性質(zhì)的，但其中有8部則是從最低安全要求出發(fā)，對(duì)航空器、發(fā)動(dòng)機(jī)或螺旋槳的設(shè)計(jì)提出了具體的技術(shù)要求。FAA將其進(jìn)一步定名為“標(biāo)準(zhǔn)”，其中包括7部適航標(biāo)準(zhǔn)和1部噪聲標(biāo)準(zhǔn)。為了方便和習(xí)慣上常連同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（TSO，原FAR37）統(tǒng)稱為適航性標(biāo)準(zhǔn)。這8部聯(lián)

10、邦航空條例對(duì)航空器、發(fā)動(dòng)機(jī)或螺旋槳的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它們是：FAR 23試航標(biāo)準(zhǔn)：普通類、通用類、特技類和通勤類飛機(jī)FAR 25試航標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)輸類飛機(jī)FAR 27試航標(biāo)準(zhǔn)：普通類旋翼機(jī)FAR 29試航標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)輸類旋翼機(jī)FAR 31試航標(biāo)準(zhǔn)：載人自由氣球FAR 33試航標(biāo)準(zhǔn)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)FAR 35試航標(biāo)準(zhǔn)：螺旋槳FAR 36試航標(biāo)準(zhǔn)：航空器型號(hào)和試航合格審定FAR23和FAR25均適用于固定翼飛機(jī)。FAR23適用于9座或9座以下。最大審定起飛質(zhì)量為12500磅或12500磅以下的普通類、通用類和特技類飛機(jī)；以及19座或19座以下，最大審定起飛質(zhì)量為19000磅或19000磅以下的通勤類飛機(jī)。FAR2

11、5適用于運(yùn)輸類飛機(jī)。FAR27和FAR29適用于旋翼機(jī)，其中FAR27適用于最大起飛重量為6000磅及6000磅以下的普通類旋翼機(jī)；而FAR29則適用于運(yùn)輸類旋翼機(jī)。這四部試航標(biāo)準(zhǔn)均包括7個(gè)分部。A分部是總論，規(guī)定了適用范圍；B分部是飛行，規(guī)定了航空器性能和操作性、穩(wěn)定性方面的要求；C分部是結(jié)構(gòu)，規(guī)定了載荷和強(qiáng)度方面的要求；D分部是設(shè)計(jì)與制造，規(guī)定了結(jié)構(gòu)、布置方面等要求；E分部是動(dòng)力裝置，規(guī)定了發(fā)動(dòng)機(jī)及其各系統(tǒng)的安裝要求；F分部是設(shè)備，規(guī)定了各種機(jī)載設(shè)備的安裝要求；G分部是使用限制和資料，規(guī)定了必須確定的使用限制和對(duì)飛機(jī)手冊(cè)內(nèi)容的要求。5 CCAR25部關(guān)于結(jié)冰試航審定的氣象條件是什么答：（a

12、）連續(xù)最大結(jié)冰大氣結(jié)冰狀態(tài)的最大連續(xù)強(qiáng)度（連續(xù)最大結(jié)冰）由云層液態(tài)水含量、云層水滴平均有效直徑和周圍空氣溫度三個(gè)變量決定。這三個(gè)變量的相互關(guān)系列于本附錄圖 1 中。用高度和溫度表示的結(jié)冰限制包線列于本附錄圖 2 中。由圖 1 和圖 2 可確定云層液態(tài)水含量同水滴直徑及高度間的相互關(guān)系。水平范圍 17.4 海里以外的連續(xù)最大結(jié)冰狀態(tài)的云層液態(tài)水含量，用圖 1的液態(tài)水含量乘上本附錄圖 3 的相應(yīng)系數(shù)來確定。（b）間斷最大結(jié)冰大氣結(jié)冰狀態(tài)的最大間斷強(qiáng)度（間斷最大結(jié)冰）由云層液態(tài)水含量、云層水滴平均有效直徑和周圍空氣溫度三個(gè)變量決定。這三個(gè)變量的相互關(guān)系列于本附錄圖 4 中。用高度和溫度表示的結(jié)冰限制

13、包線列于本附錄圖 5 中。由圖 4 和圖 5 可確定云層液態(tài)水含量同水滴直徑及高度間的相互關(guān)系。水平范圍 2.6 海里以外的間斷最大結(jié)冰狀態(tài)的云層液態(tài)水含量，用圖 4的液態(tài)水含量乘上本附錄圖 6 的相應(yīng)系數(shù)來確定。 （c）最大起飛結(jié)冰 起飛時(shí)最嚴(yán)重的結(jié)冰條件（最大起飛結(jié)冰）為云中水含量 0.35g/m3平均水滴直徑為20 微米，地面環(huán)境溫度為零下 9 攝氏度。最大起飛條件從地面延伸到起飛表面上 457 米（1500英尺）的高度。 6. 軍用適航性審定內(nèi)容有哪些及特點(diǎn)答：MIL-HDBK-516B的主要內(nèi)容包括系統(tǒng)工程、結(jié)構(gòu)、飛行技術(shù)、推進(jìn)系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)安裝、航空器子系統(tǒng)、機(jī)組人員系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)

14、、航空電子、電氣系統(tǒng)、電磁環(huán)境效應(yīng)、系統(tǒng)安全性、計(jì)算機(jī)資源、維修、武器/外掛綜合、乘客安全性及材料等，共計(jì)近900項(xiàng)適航性審查條款。適航性審查條款的內(nèi)容是以美國軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的技術(shù)要求為基礎(chǔ)，剪裁引用美國聯(lián)邦航空適航條例的條款要求而形成的。采取三種形式分別構(gòu)成各審查條款要求，引用軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的技術(shù)內(nèi)容“A”類（占16%），引用聯(lián)邦航空適航條例的條款內(nèi)容“B”類（占1%），同時(shí)引用軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和聯(lián)邦航空適航條例的內(nèi)容“A+B”類（占76%，其他占7%）。該準(zhǔn)則共引用的美國國防部聯(lián)合服務(wù)規(guī)范指南（JSSG)、美軍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（MIL-STD）、美軍設(shè)計(jì)手冊(cè)指南（MIL-HDBK）以及其他行業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

15、等技術(shù)文件220多項(xiàng)。根據(jù)美國軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則（MIL-HDBK-516B）的規(guī)定，軍用飛機(jī)適航審定的內(nèi)容如圖7所示。圖77、從適航性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)B分部（飛行部分）出發(fā)，試論述對(duì)翼型設(shè)計(jì)的要求答：適航性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)B分部是飛行，規(guī)定了航空器性能和操作性、穩(wěn)定性方面的要求。翼型是構(gòu)成機(jī)翼、尾翼的重要部分，它直接影響到飛機(jī)的性能和飛行品質(zhì)。在各種飛行狀態(tài)（包括在近臨界迎角下）和給定的升力下，機(jī)翼和尾翼的氣動(dòng)特性應(yīng)當(dāng)保證機(jī)翼有最小的阻力和必需的安定性和操縱性，這就要求選用的翼型具有大的升阻比及高的最大升力系數(shù)而阻力系數(shù)最小，并應(yīng)有小的零升力俯仰力矩。在滿足氣動(dòng)要求的同時(shí)，要兼顧結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及工藝的需要

16、。對(duì)于亞聲速飛機(jī)，為了提高飛行速度，節(jié)省燃油，主要考慮有高的阻力發(fā)散Ma數(shù)和高的最大升力系數(shù)，因此多選用上翼面吸力平坦區(qū)長的，產(chǎn)生激波的Ma數(shù)高而激波強(qiáng)度較弱的翼型。20世紀(jì)50年代用MACA6系列翼型，特點(diǎn)是頭部呈圓型，最大厚度位置較靠后，60年代為提高阻力發(fā)散Ma數(shù)，選用尖峰翼型，到70年代以后，采用后緣加載的超臨界翼型，特點(diǎn)是前緣豐滿，下翼面平坦，后緣向上凹。對(duì)于超聲速飛機(jī)，由于采用小展弦比機(jī)翼，翼型的重要性減小了，主要從減小波阻考慮，一般選用相對(duì)厚度在5%以下，而且彎度小的翼型，其特點(diǎn)是頭部較尖銳，上下表面呈弧形而且基本對(duì)稱。上述各種翼型如圖層流翼型，尖峰翼型，雙弧翼型，平凸翼型，超臨

17、界翼型8、直升機(jī)的主要參數(shù)包括哪五個(gè)參數(shù)？簡述直升機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和適航條例的重要性。答：直升機(jī)的主要參數(shù)包括：直升機(jī)總重G，槳盤載荷p，功率載荷q，旋翼實(shí)度和槳尖速度R等。直升機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)要求是研制直升機(jī)的依據(jù)，但直升機(jī)設(shè)計(jì)還必須嚴(yán)格遵守有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和適航條例的各種規(guī)定。直升機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和適航條例是在直升機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中逐步形成的，它是直升機(jī)設(shè)計(jì)和使用實(shí)踐的積累和總結(jié)，是設(shè)計(jì)過程中必須遵循的指令性文件，也是直升機(jī)設(shè)計(jì)定型或適航取證驗(yàn)收的依據(jù)。直升機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和適航條例，對(duì)各類直升機(jī)都做了在設(shè)計(jì)中必須遵守的許多指令性規(guī)定，包括設(shè)計(jì)情況，安全系數(shù)，過載，重量，重心，飛行載荷，著陸載荷，強(qiáng)度和剛度，動(dòng)力學(xué)特

18、性，配平特性，操縱性和穩(wěn)定性，飛行品質(zhì)，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，飛行試驗(yàn)等。直升機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和適航條例是指導(dǎo)直升機(jī)設(shè)計(jì)工作的通用性文件，是對(duì)設(shè)計(jì)的全面的綜合性的要求，而具體型號(hào)在設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)特點(diǎn)上又各不相同，因此，在具體型號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)有必要對(duì)規(guī)范的某些條款進(jìn)行局部修改或取舍，根據(jù)不同型號(hào)的具體情況，對(duì)規(guī)范進(jìn)行適當(dāng)剪裁，形成型號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范，經(jīng)評(píng)審和批準(zhǔn)后，作為型號(hào)工程設(shè)計(jì)的指令性文件，并同時(shí)作為型號(hào)驗(yàn)收的依據(jù)。軍用直升機(jī)的設(shè)計(jì)定型是由國家組織專門的定型委員會(huì)依據(jù)研制總要求和設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)新機(jī)研制全過程進(jìn)行審查、考核和驗(yàn)收，通過后頒發(fā)定型證書。民用直升機(jī)適航條例（CCAR-27部、CCAR-29部）是民用直升機(jī)最低安全標(biāo)準(zhǔn)。民用直升機(jī)在適航管理上實(shí)施“型號(hào)合格證（TC證）、生產(chǎn)許可證（PC證）和單機(jī)適航證（AC證）”三證管理，民用直升機(jī)只有在該型號(hào)獲得型號(hào)合格證，單機(jī)又取得適航證后才能進(jìn)入民用市場。民用直升機(jī)為了確保使用安全，其適航取證具有法規(guī)性和強(qiáng)制性，必須百分之百滿足，取得單機(jī)適航證的民用直升機(jī)，其適航管理為全壽命管理，從投入市場開始，到退出市場為止。直升機(jī)的設(shè)計(jì)過程是一個(gè)創(chuàng)新性和科學(xué)性相結(jié)合的過程，創(chuàng)新性是指所設(shè)計(jì)的直升機(jī)要有新意、有特色，