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文檔簡(jiǎn)介

1HBXXXX—XXXX水上飛機(jī)重量重心設(shè)計(jì)與控制要求本文件規(guī)定了水上飛機(jī)(含水陸兩棲飛機(jī))重量重心設(shè)計(jì)、控制與驗(yàn)證要求。本文件適用于水上飛機(jī),其他飛機(jī)可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本文件。GB/T38717-2020水陸兩棲飛機(jī)術(shù)語(yǔ)GJB2183-1994飛機(jī)重量與平衡要求GJB2194-1994飛機(jī)(含旋翼機(jī))重量與平衡數(shù)據(jù)的報(bào)告格式HB5519-1989飛機(jī)零組部件重量與重心公差HB5862-1984飛機(jī)重量與重心公差HB7620-1998運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)重量分類(lèi)CCAR-23-R3正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)民用航空局2004年10月12日中國(guó)民用航空局令第132號(hào)CCAR-25-R4運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)民用航空局2011年11月7日中國(guó)民用航空局令第209號(hào)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T38717界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn),下列術(shù)語(yǔ)和定義也適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1最大滑行重量maximumtaxiweight又稱(chēng)最大停機(jī)坪重量。允許飛機(jī)在停機(jī)坪上開(kāi)始滑行前的最大重量,等于最大起飛重量加上發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、試車(chē)和飛機(jī)滑行所需燃油的重量。水上飛機(jī)的最大滑行重量即指陸上最大滑行重量。3.2最大水面滑行重量maximumwatertaxiweight水上飛機(jī)的最大水面滑行重量指允許飛機(jī)在水面開(kāi)始滑行前的最大重量,等于最大水面起飛重量加上發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、試車(chē)和飛機(jī)滑行所需燃油的重量。3.3最大水面起飛重量maximumwatertakeoffweight水上飛機(jī)的最大水面起飛重量指水上飛機(jī)在水面開(kāi)始起飛滑行時(shí)的最大重量,一般按起飛時(shí)的結(jié)構(gòu)要求、水動(dòng)力特性限制確定,通常會(huì)定義不同浪高條件下對(duì)應(yīng)的最大水面起飛重量。3.4最大著水重量maximumwaterlandingweight水上飛機(jī)的最大著水重量指受水上飛機(jī)強(qiáng)度、水動(dòng)力特性和適航要求所限制的船體觸水時(shí)的最大重量,通常會(huì)定義不同浪高條件下對(duì)應(yīng)的最大著水重量。3.52HBXXXX—XXXX滑行汲水后最大起飛重量maximumlift-offweightafterscooping對(duì)于具備水面汲水功能的水上飛機(jī),水面滑行汲水后允許起飛的最大重量。3.6重心前限forwardlimitofcenterofgravity為保證飛機(jī)具有足夠的操縱性而要求飛機(jī)重心不超過(guò)某一前重心位置,這一重心就是飛機(jī)的重心前限。對(duì)于水上飛機(jī),水上運(yùn)行重心前限的制定還應(yīng)考慮包括水動(dòng)阻力、滑行穩(wěn)定性、噴濺、撞擊等水動(dòng)力特性的影響。3.7重心后限afterwardlimitofcenterofgravity為保證飛機(jī)具有足夠的穩(wěn)定性而要求飛機(jī)重心不超過(guò)某一后重心位置,這一重心就是飛機(jī)的重心后限。對(duì)于水上飛機(jī),水上運(yùn)行重心后限的制定還應(yīng)考慮包括水動(dòng)阻力、滑行穩(wěn)定性、噴濺、撞擊等水動(dòng)力特性的影響。4重量設(shè)計(jì)要求4.1重量分類(lèi)要求重量分類(lèi)按功能準(zhǔn)則進(jìn)行,對(duì)所有的結(jié)構(gòu)件和設(shè)備或裝置,細(xì)分到可以區(qū)別的功能件,并歸入同一功能組內(nèi),具有多功能的結(jié)構(gòu)件和設(shè)備或裝置按其主要功能進(jìn)行分類(lèi)。重量分類(lèi)應(yīng)滿(mǎn)足GJB2194《飛機(jī)(含旋翼機(jī))重量與平衡數(shù)據(jù)的報(bào)告格式》和HB7620《運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)重量分類(lèi)》的要求。水上飛機(jī)中特殊的部件(如船體、水舵、浮筒等)按功能分類(lèi)劃分到相應(yīng)功能結(jié)構(gòu)或單獨(dú)劃分為一個(gè)功能結(jié)構(gòu)。水上飛機(jī)的重量分類(lèi)如表1所示。表1水上飛機(jī)重量分類(lèi)說(shuō)明序號(hào)組類(lèi)別名稱(chēng)ATA章節(jié)號(hào)重量備注1機(jī)體結(jié)構(gòu)起落架僅包含ATA32-10(主起落架和艙門(mén))、32-20(前起落架和艙門(mén))及32-70(輔助起落架)貨物和附件艙艙門(mén)機(jī)身含機(jī)身船體短艙/吊架安定面如有,則含背鰭窗機(jī)翼水舵浮筒分為主浮筒、輔助浮筒3HBXXXX—XXXX序號(hào)組類(lèi)別名稱(chēng)ATA章節(jié)重量備注2動(dòng)力裝置機(jī)載輔助動(dòng)力裝置49動(dòng)力裝置渦輪/渦槳管道風(fēng)扇/無(wú)管道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油和控制空氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)指示排氣滑油起動(dòng)803系統(tǒng)和設(shè)備空調(diào)通信設(shè)備/裝飾飛行操縱燃油液壓源防冰和防雨指示/記錄系統(tǒng)起落架控制及位置告警不含ATA32-10(主起落架和艙門(mén))、32-20(前(輔助起落架)照明導(dǎo)航氧氣氣源真空水/廢水廚衛(wèi)用水等壓艙水41客艙系統(tǒng)44中央維護(hù)系統(tǒng)(CMS)45信息系統(tǒng)464HBXXXX—XXXX序號(hào)組類(lèi)別名稱(chēng)ATA章節(jié)重量備注3系統(tǒng)和設(shè)備螺旋槳/推進(jìn)器614任務(wù)系統(tǒng)專(zhuān)用設(shè)備5面漆6標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目不可用燃油滑油液壓油其他7基本空機(jī)1~6合計(jì)8使用項(xiàng)目機(jī)組設(shè)施、隨機(jī)文件客艙供應(yīng)品安全設(shè)備飲用水與衛(wèi)生間化學(xué)藥品貨物裝載設(shè)備按合同/研制要求規(guī)定附加的應(yīng)急設(shè)施和其他9使用空機(jī)7+8合計(jì)注:表中未定義章節(jié)號(hào),根據(jù)實(shí)際情況,自行定義章節(jié)號(hào)。4.2特征重量特征重量的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿(mǎn)足飛機(jī)操穩(wěn)、載荷計(jì)算和水動(dòng)力計(jì)算、試驗(yàn)的需求,同時(shí)滿(mǎn)足型號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。特征重量應(yīng)能涵蓋重心包線邊界點(diǎn)、典型使用狀態(tài)、強(qiáng)度專(zhuān)業(yè)需求狀態(tài)和適航要求的重量狀態(tài)。特征重量和重量組成類(lèi)別的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。水上飛機(jī)特征重量的設(shè)計(jì),需定義最大水面起飛重量、最大著水重量。對(duì)于有不同抗浪需求的水上飛機(jī),需定義不同浪高條件下對(duì)應(yīng)的最大起飛重量和最大著水重量。5HBXXXX—XXXX圖1重量組成與特征重量關(guān)系圖4.3最大重量限制4.3.1正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)申請(qǐng)正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)型號(hào)合格證的水上飛機(jī),其最大重量設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足飛機(jī)在表明符合適航規(guī)章每項(xiàng)適用要求(除了那些符合設(shè)計(jì)著陸重量的以外)時(shí)的最重的重量。一般要求不超過(guò)申請(qǐng)人選定的最重的重量、最大設(shè)計(jì)重量、符合飛行要求的最重的重量,同時(shí)不得小于最大零燃油重量加上備份油重量的總和。水上飛機(jī)重量最大重量限制的制定,根據(jù)陸上和水上不同運(yùn)行條件的需要,可制定不同的最大重量(i)每個(gè)座椅均坐人,假定對(duì)于正常類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)每個(gè)座椅上本節(jié)與適航條款CCAR-23-R3§23.25(a)內(nèi)容一致。4.3.2運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)申請(qǐng)運(yùn)輸類(lèi)型號(hào)合格證的水上飛機(jī)最大重量設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)(例如在機(jī)坪、地面或水面滑6HBXXXX—XXXX行、起飛、航路和著陸時(shí))、環(huán)境條件(例如高度和溫度)及載重狀態(tài)(例如無(wú)油重量、重心位置和重量分布)的最大重量要求,同時(shí)不超過(guò)申請(qǐng)人針對(duì)該特定條件選定的最重的重量、表明符合結(jié)構(gòu)載荷要求和飛行要求的最重的重量、表明符合有關(guān)噪聲審定的最重的重量。本節(jié)與適航條款與CCAR-25-R4§25.25(a)內(nèi)容一致。4.4最小重量限制4.4.1正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)申請(qǐng)正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)型號(hào)合格證的水上飛機(jī),其最小重量不大于空重、最小機(jī)組的重量、和燃油箱總油量的5%(渦輪噴氣飛機(jī))或最大連續(xù)功率下工作半小時(shí)所需要的燃油量(其他飛機(jī))的總和。水上飛機(jī)重量最小重量限制的制定,根據(jù)陸上和水上不同運(yùn)行條件的需要,必要時(shí)可制定不同的最小重量限制。本節(jié)與適航條款CCAR-23-R3§23.25(b)內(nèi)容一致。4.4.2運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)申請(qǐng)運(yùn)輸類(lèi)型號(hào)合格證的水上飛機(jī),其最小重量不低于申請(qǐng)人針對(duì)該特定條件的最輕的重量、設(shè)計(jì)最小重量(表明符合結(jié)構(gòu)載荷情況的最輕重量)、表明符合飛行要求的最輕的重量。本節(jié)與適航條款CCAR-25-R4§25.25(b)內(nèi)容一致。5重心設(shè)計(jì)要求5.1重心設(shè)計(jì)一般要求水上飛機(jī)重心設(shè)計(jì)首先應(yīng)符合常規(guī)飛機(jī)重心設(shè)計(jì)要求。a飛機(jī)重心設(shè)計(jì)滿(mǎn)足操縱性和穩(wěn)定性要求;b重心范圍應(yīng)能涵蓋所有裝載需求,且一般前后各保留1%MAC~3%MAC設(shè)計(jì)余量;7HBXXXX—XXXXc機(jī)翼、起落架的布置除滿(mǎn)足總體布局要求外,還應(yīng)滿(mǎn)足飛機(jī)空機(jī)重心設(shè)計(jì)要求;d飛機(jī)重心設(shè)計(jì)應(yīng)考慮燃油消耗的影響,油箱的布局盡量使得燃油重心接近飛機(jī)重心后限,以減少氣動(dòng)力載荷。燃油消耗帶來(lái)的重心變化范圍在滿(mǎn)足重心使用寬度范圍內(nèi)盡量小。5.2重心設(shè)計(jì)詳細(xì)要求水上飛機(jī)重心設(shè)計(jì)還應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:a)水上飛機(jī)重心需滿(mǎn)足水動(dòng)力方面的性能要求,根據(jù)水動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果確定;b)水動(dòng)力特性和空氣動(dòng)力特性對(duì)飛機(jī)重心范圍要求發(fā)生矛盾時(shí),為滿(mǎn)足飛機(jī)重心要求,一般優(yōu)先選擇調(diào)整水動(dòng)力參數(shù);c)水上飛機(jī)重心設(shè)計(jì)應(yīng)具有良好的浮性,滿(mǎn)足水靜力要求的排水量、浮力、浮心和儲(chǔ)備容積,要有符合使用要求的吃水深度、初始縱傾角和橫傾角;d)水上飛機(jī)重心設(shè)計(jì)應(yīng)具有良好的靜穩(wěn)定性,滿(mǎn)足飛機(jī)漂浮于水面上要有一定抵抗外力作用的能力,以保證限定風(fēng)浪條件下機(jī)翼、螺旋槳、尾翼等飛機(jī)部件和外掛設(shè)備不致觸水,當(dāng)外力消除后飛機(jī)還要有恢復(fù)到初始位置的能力;e)水上飛機(jī)重心設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足包括水動(dòng)阻力、滑行穩(wěn)定性、噴濺、撞擊等水動(dòng)力特性和抗浪要求的影響??紤]滑行穩(wěn)定性時(shí),應(yīng)避免飛機(jī)重心設(shè)計(jì)過(guò)于靠前使得飛機(jī)縱傾角進(jìn)入下不穩(wěn)定區(qū)從而產(chǎn)生海豚跳,也應(yīng)避免飛機(jī)重心設(shè)計(jì)過(guò)于靠后使得飛機(jī)進(jìn)入上不穩(wěn)定區(qū)從而產(chǎn)生跳躍運(yùn)動(dòng);f)水上飛機(jī)重量重心設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮抗沉性要求,飛機(jī)上設(shè)置的水密艙應(yīng)保持規(guī)定的穩(wěn)定性,一般船身式水上飛機(jī)儲(chǔ)備浮力應(yīng)為總排水量的180%~250%,雙浮筒水上飛機(jī)儲(chǔ)備浮力應(yīng)為總排水量的100%~120%;g)為滿(mǎn)足抗沉性要求,飛機(jī)需設(shè)置足夠的水密艙,使得相鄰兩艙破損后還能提供足夠大的正穩(wěn)定裕度,使傾覆概率最??;h)水上飛機(jī)商載應(yīng)盡量布置在飛機(jī)重心附近,同時(shí)需要投放的商載,其投放順序需要嚴(yán)格設(shè)計(jì),保證商載投放對(duì)飛機(jī)重心變化量的影響盡量最?。籭)水上飛機(jī)重心前后限的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮飛機(jī)上下斜坡道時(shí)前主輪載荷要求;j)水上飛機(jī)重量重心包線的設(shè)計(jì),應(yīng)考慮陸上和水面運(yùn)行條件的不同,必要時(shí)可制定不同的重量重心包線;k)必要時(shí)可以使用配重,使重心滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。5.3載重分布要求5.3.1正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)申請(qǐng)正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)型號(hào)合格證的水上飛機(jī),制定載重分布限制時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足飛機(jī)重心范圍和重心限制的要求,同時(shí)應(yīng)符合結(jié)構(gòu)限制要求。載重分布的限制包括縱向分布限制和展向分布限制,一般情況下,縱向分布限制主要考慮商載分布,展向分布限制主要考慮燃油和商載分布。水上飛機(jī)制定載重分布限制時(shí)還應(yīng)考慮水密要求允許的滲水量的影響。本節(jié)與適航條款CCAR-23-R3§23.23內(nèi)容一致。8HBXXXX—XXXX5.3.2運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)申請(qǐng)運(yùn)輸類(lèi)型號(hào)合格證的水上飛機(jī),制定載重分布限制時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足飛機(jī)重心范圍和重心限制的要求,同時(shí)應(yīng)符合結(jié)構(gòu)限制要求。載重分布的限制包括縱向分布限制和展向分布限制,一般情況下,縱向分布限制主要考慮商載分布,展向分布限制主要考慮燃油和商載分布。水上飛機(jī)制定載重分布限制時(shí)還應(yīng)考慮水密要求允許的滲水量的影響。(a)必須制定飛機(jī)可以安全運(yùn)行的重量和本節(jié)與適航條款CCAR-25-R4§25.23內(nèi)容一致。5.4可卸配重要求采用可卸配重來(lái)調(diào)配飛機(jī)重心時(shí),可卸配重材料選取、尺寸、安裝位置和標(biāo)記標(biāo)牌都應(yīng)經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)并形成設(shè)計(jì)模型或圖樣,可卸配重的設(shè)計(jì)應(yīng)使重量重心滿(mǎn)足載重分布的要求,同時(shí)在重量與平衡手冊(cè)中應(yīng)進(jìn)行說(shuō)明。6重量、重心控制6.1重量控制重量控制應(yīng)滿(mǎn)足GJB2183-1994《飛機(jī)重量與平衡要求》中重量設(shè)計(jì)的要求,此外水上飛機(jī)還應(yīng)滿(mǎn)a)飛機(jī)重量控制應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)現(xiàn)飛機(jī)重量設(shè)計(jì)目標(biāo)的目的。在飛機(jī)不同的設(shè)計(jì)階段,可以采用不同的控制方法,如需求與概念論證、初步設(shè)計(jì)階段采用目標(biāo)值控制,詳細(xì)設(shè)計(jì)階段采取目標(biāo)值和模型重量簽署共同控制,試制與驗(yàn)證階段采取模型重量控制、稱(chēng)重檢驗(yàn)及超差處理等;b)最小重量設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹飛機(jī)研制全壽命周期;c)制定重量控制大綱,建立重量控制體系,確定重量與平衡管理制度;d)確定目標(biāo)重量指標(biāo)值,建立飛機(jī)重量數(shù)據(jù)庫(kù);e)確定重量控制限制線,制定超限控制要求;f)建立飛機(jī)重量通報(bào)機(jī)制,及時(shí)提供飛機(jī)重量動(dòng)態(tài)信息,及時(shí)糾正不良的重量發(fā)展趨勢(shì);g)建立飛機(jī)研制全過(guò)程的全面重量檢驗(yàn)制度;h)裝機(jī)成品重量控制始于成品重量指標(biāo)分配,應(yīng)從成品設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)方案、定型驗(yàn)證等方面開(kāi)展重量控制活動(dòng);i)飛機(jī)最大起飛重量的吃水深度與抗側(cè)風(fēng)極限設(shè)計(jì)傾斜角相協(xié)調(diào)。6.2重心控制重心控制應(yīng)滿(mǎn)足GJB2183-1994《飛機(jī)重量與平衡要求》中重心與平衡設(shè)計(jì)的要求,此外水上飛機(jī)還應(yīng)滿(mǎn)足:a)飛機(jī)重心后限,應(yīng)滿(mǎn)足飛機(jī)陸上起降、水上起降及飛行過(guò)程中穩(wěn)定度余量的要求;b)飛機(jī)重心前限,應(yīng)滿(mǎn)足飛機(jī)陸上起降、水上起降和飛行狀態(tài)操縱性的要求;9HBXXXX—XXXXc)飛機(jī)油箱的布局,應(yīng)滿(mǎn)足減少氣動(dòng)載荷和保證重心范圍的設(shè)計(jì)要求;d)水上飛機(jī)重心滿(mǎn)足飛機(jī)操縱性、穩(wěn)定性要求外,還應(yīng)滿(mǎn)足水動(dòng)力的性能要求;e)需要投放的商載,如滅火任務(wù)用水、救援空投包等的投放必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求,必要時(shí)應(yīng)制定裝載限制要求以保證飛機(jī)重心安全;j)水上飛機(jī)可制定合理的允許滲水量,保證水面運(yùn)行安全;f)如有必要可設(shè)置飛機(jī)固定配重,考慮以最小的重量獲取最佳重心配置效果。6.3控制要求6.3.1正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)申請(qǐng)正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)飛機(jī)型號(hào)合格證的水上飛機(jī),其重量、重心控制應(yīng)滿(mǎn)足CCAR-23中有關(guān)重量條款的要求:a)已制定的符合客戶(hù)需求、可安全運(yùn)行的重心范圍和重心限制的要求;b)最大重量、最小重量的限制應(yīng)符合規(guī)章規(guī)定的條件。6.3.2運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)申請(qǐng)運(yùn)輸類(lèi)型號(hào)合格證的水上飛機(jī)重量、重心控制應(yīng)滿(mǎn)足CCAR-25中有關(guān)重量條款的要求:a)已制定的符合客戶(hù)需求、可安全運(yùn)行的重心范圍和重心限制的要求;b)制定滿(mǎn)足飛行運(yùn)行要求的最大重量、最小重量,使之符合重量、重心限制要求。7驗(yàn)證7.1總則在水上飛機(jī)重量重心設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證、試驗(yàn)驗(yàn)證與試飛驗(yàn)證,以驗(yàn)證飛機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)是否符合相關(guān)技術(shù)條件的要求,保證飛機(jī)飛行性能和飛行安全。需求與概念論證、初步設(shè)計(jì)及詳細(xì)設(shè)計(jì)階段主要采取計(jì)算驗(yàn)證,試制與驗(yàn)證階段以試驗(yàn)驗(yàn)證和試飛驗(yàn)證為主。7.2計(jì)算驗(yàn)證計(jì)算驗(yàn)證要求如下:a)空機(jī)重量與重心、典型裝載狀態(tài)應(yīng)進(jìn)行理論計(jì)算,并進(jìn)行操縱性和穩(wěn)定性計(jì)算、載荷強(qiáng)度計(jì)算和水動(dòng)力計(jì)算驗(yàn)證;b)重量重心包線邊界應(yīng)進(jìn)行理論計(jì)算,并進(jìn)行操縱性和穩(wěn)定性計(jì)算、載荷強(qiáng)度計(jì)算和水動(dòng)力計(jì)算驗(yàn)證;c)不平衡燃油量需進(jìn)行理論計(jì)算。7.3試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證要求如下:a)零組部件生產(chǎn)應(yīng)進(jìn)行稱(chēng)重檢驗(yàn),稱(chēng)重檢驗(yàn)公差滿(mǎn)足HB5519《飛機(jī)零組部件重量與重心公差》要求,一般試制與驗(yàn)證階段飛機(jī)模型上的零組部件均應(yīng)稱(chēng)重檢驗(yàn)并記錄

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