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民用运输类直升机吊挂运行适航符合性设计

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曹友明

摘要：由于民用直升机吊挂运行适航取证较难，且国内缺乏此类项目的取证经验，为此该文将对民用直升机吊挂运行适航取证要求进行研究。该文对直升机外挂物进行定义，介绍了吊挂运行类型。进一步对吊挂运行适航要求进行系统性梳理，并介绍了直升机吊挂运行符合性的设计要求，以期能为直升机企业申请吊挂运行适航取证提供借鉴和指导。

关键词：直升机；吊挂运行；适航要求

中图分类号：V239文献标志码：A

0引言

直升机因其具有灵活的机动性、悬停性能、能够垂直起降等优点，使其在吊挂运输、消防救火等领域应用愈加广泛。民用直升机吊挂运行只有经过适航取证才能投入运营，由于吊挂运行涉及的适航要求较多，验证技术难度大，且缺乏相应的项目取证经验，导致国内直升机企业申请吊挂运行的难度较大。根据目前对影响直升机吊挂运行安全因素和直升机/刚性钢索/刚体吊挂物的全耦合飞行力学模型进行研究，发现其多偏于运用吊挂技术，缺乏直升机吊挂运行符合性设计说明。为此该文将对直升机吊挂运行适航要求进行研究，以期能够给直升机企业申请直升机吊挂运行适航取证提供参考。

1直升机吊挂运行界定

直升机吊挂是指具有真实有效载重能力的机外装置或箱体。直升机吊挂分为可抛放型和不可抛放型，对于可抛放型吊挂还需满足具有真实抛放能力的要求。对于不可抛放型吊挂需满足A级吊挂要求。

真实有效载重：除外挂装置或箱体自身重量外，吊挂有效载重的载重能力。

真实抛放能力：使用经批准的快速释放系统在30s内或者更短时间内释放外挂载重的能力。

FAR133部根据直升机不同吊挂载荷的作业形式，将直升机吊挂运行分为A级、B级、C级和D级4种类型，并根据吊挂运输对象的不同，分为有人外吊挂（HEC）和无人外吊挂（NHEC）。

2吊挂运行适航要求解读

吊挂运行适航取证涉及设备取证、装机验证、运行符合性等方面内容。涉及的主要适航条款有CCAR29.601、29.865、29.1301、29.1309以及运行规则CCAR91部中第N章的要求。

2.1设计要求

吊挂运行的设计要求主要涵盖设备取证、装机验证等要求。设备取证需考虑吊挂设备预期的使用环境要求。吊挂设备设计方面需要满足CCAR29.601、29.865、29.1301、29.1309等相关适航要求，如设计过程中不得出现危险或不可靠因素；吊挂设备的选材必须建立在试验的基础上；吊挂设备制造方法要选择经批准的工艺方法，如果采用新的工艺方法，必须通过试验证实该工艺的稳定性。

2.2载重适航符合性设计

CCAR29.25（c）款允许无人可抛放型吊挂最大吊挂载重大于民用直升机合格审定中的最大重量。即申请人在取得型号合格证的基础上，加装吊挂构型最大重量超过按本条（a）款制定的最大重量，但必须保证超过的部分仅为外挂载重的全部或部分重量。且需考虑超出部分重量应符合结构部件强度要求、发动机功率、飞行性能以及外挂物在整个经批准的包线内的可抛放性等要求。对无人不可抛放和有人外挂不允许吊挂的情况时，最大载重不能超过直升机审定时确定的最大重量。

2.3载荷适航符合性设计

CCAR29.865（a）款规定了旋翼航空器拟申请外吊挂装载组合设备所须承受的载荷限制。

2.3.1吊挂运行载荷角度要求

对任何级别的吊挂组合和载重类型，载荷必须作用在垂直方向。

对于可抛放外挂物载重类型，载荷作用方向另有规定，载荷必须作用在使用中所能达到的与垂直方向成最大角度（但不小于30°）的任何方向上，但是如果因为一些物理约束措施或是由于运行限制导致不能达到这个角度，则可以降低此角度。

2.3.2载荷系数考虑

对于无人外挂载重，吊挂设备承受的垂直限制载荷系数（NZW）取2.5，或取经批准的CCAR29.337“限制机动载荷系数”，或取按照CCAR29.339“合成机动载荷”或CCAR29.341“突风载荷”确定的最小限制静载荷。

如果申请小于2.5的设计限制载荷系数，申请方需提供合理的分析或飞行运行数据，表明在使用中不可能超过所申请的载荷系数，则允许采用该设计限制载荷系数作为NZW。

对于有人外挂载重，吊挂设备承受的垂直限制载荷系数取3.5（保守值），或2.5≤NZW≤3.5，或按CCAR29.337条确定的某一较小但不小于2.5的载荷系数，或取按照CCAR29.339“合成机动载荷”或CCAR29.341“突风载荷”确定的最小限制静载荷。

2.3.3疲劳要求

对可能危及旋翼航空器或人员安全的外吊挂设备应按AC29MG11进行分析或试验，并把寿命限制编入维修手册中。

对于用于无人外挂载重的吊挂组合，如果涉及关重件，则必须考虑CCAR29.571条疲劳评定要求。

对于用于有人外挂载重的吊挂组合，必须考虑整个快速释放系统和载人装置结构系统及其连接