自转旋翼机适航审定现状及应对策略分析
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自转旋翼机发展现状2017年11月6日目录1 自转旋翼机简介 (1)2 自转旋翼机发展历史 (2)3 自转旋翼机机型 (3)3.1 国外机型 (3)3.2 国内机型 (5)4 国内外自转旋翼机监管政策 (7)5 国内外自转旋翼机市场 (8)6 结论 (10)1自转旋翼机简介自转旋翼机(Autogyro、Gyroplane)简称自转旋翼机,是旋翼航空器的一种,介于飞机和直升机之间。
一架具备基本功能的自转旋翼机通常包括机身,动力装置,旋翼系统,尾翼和起落架五个部分,部分机型配有机翼,以提供额外的升力和稳定性。
自转旋翼机大多以尾桨提供动力前进,用尾舵控制方向。
它的旋翼没有动力装置驱动,正常飞行时自转旋翼机的旋翼被前进时的相对气流吹动而自旋,从而产生将机身维持在空中的升力。
图1.1 自转旋翼机结构由于原理上就像是一个横放的风车,所以最初发明时也被称为风车飞机。
这种航空器飞行时通常阻力比较大,速度较慢。
自转旋翼机不能垂直上升和悬停,必须像飞机一样滑跑加速才能起飞,但起落距离短,通常只需要简易跑道。
表1.1 自转旋翼机相较于直升机的优缺点2自转旋翼机发展历史自旋翼在20世纪20年代问世,它是旋翼升力原理最先的实际应用。
1920年,西班牙土木工程师、飞行员、航空工程师胡安·德·拉·席尔瓦提出了自旋翼的概念。
1925年席尔瓦成立了自己的自旋翼公司,在接下来的10年中该公司及其授权公司生产了近500架自旋翼,在这其中最成功最知名的当属皮特凯恩这位合作者。
美国人皮特凯恩与席尔瓦达成合作,成立了Pitcain-Cierva(皮特凯恩席尔瓦)自旋翼机公司,研制生产了多种型号的自旋翼机,如PCA-1、PCA-2型,然后是轻型的PAA-1和PAA-2型,以及后来的PA型。
从PCA-1到PA39,皮特凯恩在重量、发动机与气动外形上进行了一系列改进,并实现了在美国国会大厦及白宫门前的草坪上完成过起降,也在美国第一艘航母上完成过起降实验的壮举,还获得了美国航空学会颁发的科利尔奖。
世界旋翼机市场预测及产业发展旋翼机是指利用有动力驱动的旋转旋翼提供升力、推进力和操纵力的飞行器,具有垂直起降、空中悬停、前后左右飞行的能力。
正是由于旋翼机具有这种能力,因而在军民用领域用途非常广泛,在各国的国防建设和国民经济建设中发挥着重要的作用,并已形成了较大的产业。
美国、欧洲、俄罗斯等世界知名的直升机公司一直以来都致力于走产业化的发展道路,积极参与国际合作和竞争,特别是欧洲直升机公司、贝尔直升机公司等世界知名公司通过坚定地走产业化发展道路,已在世界旋翼机市场竞争中处于优势地位。
1 世界旋翼机产业市场分析预测旋翼机经过几十年的发展,逐渐形成了一个较大的产业,根据近几年来的产量、产值、各直升机公司的销量和对未来的预测数据进行统计分析,可以得出目前和未来旋翼机的产业规模和和竞争态势。
根据公开的期刊和各直升机公司网站发布的数据进行统计分析可知,2019年全球共拥有近5万架旋翼机,其中民用旋翼机约26120架,现役的军用旋翼机约23690架。
根据国际预测公司预测,2019年至2019年10年间世界民用旋翼机的总产量为12195架,总产量从2019年的1417架下降到2019年的1089架,市场前景并不乐观,民用旋翼机的总产值250.851亿美元,每年的产值保持在25亿美元左右,显现出平稳的态势。
与民用旋翼机市场低迷状态不同的是,在未来十年间,军用旋翼机市场显现快速增长的态势。
军用旋翼机的平均单价为民用旋翼机的平均单价的8倍多,民用旋翼机产量占总数的65.59%,产值却仅占总产值的19.83%,与军用旋翼机改进改型的产值相当,而军用旋转翼机产量仅占总产量的27.24%,产值却占总产值的66.10%,未来十年,包括改进改型在内的军用旋翼机产值占总产值的五分之四,市场非常巨大,值得我们高度关注。
无论从旋翼机产量和产值的历史数据还是对未来十年的预测数据来看,世界旋翼机市场基本上仍然被美国和欧洲两大巨头垄断,激烈的竞争也主要在它们之间进行,包括俄罗斯、中国在内的旋翼机产业的发展空间将会受到美国和欧洲的强烈挤压,前景不容乐观,如何在美国和欧洲两大旋翼机产业巨头之间寻找到我国旋翼机产业的发展之路是我们需要认真研究的课题。
2023年自旋翼飞机行业市场分析现状自旋翼飞机(也称为旋翼机)是一种能够垂直起降的航空器,具有直升机的垂直起降能力和飞机的高速巡航能力。
它可以在狭小的区域内垂直起降,同时具备长航程和高速巡航的能力,具有广阔的应用前景。
本文将对自旋翼飞机行业市场进行分析。
自旋翼飞机市场的规模和增长趋势:自旋翼飞机市场近年来呈现出快速增长的趋势,主要有以下几个原因:1. 垂直起降能力:自旋翼飞机具有垂直起降能力,可以在狭小的区域内起降,适用于城市中心、山区、海岛等地区,满足了垂直起降的需求。
2. 高速巡航能力:自旋翼飞机可以像飞机一样高速巡航,具有较长的航程,可以满足远程旅行、货运和救援等需求。
3. 多样化的应用:自旋翼飞机具有广泛的应用前景,包括航空旅行、物资运输、紧急救援、植保农业、城市交通等领域。
4. 技术发展:随着技术的不断进步,自旋翼飞机的性能和安全性得到了提升,进一步推动了市场需求的增长。
根据市场研究报告,全球自旋翼飞机市场规模正在不断扩大。
预计在未来几年内,自旋翼飞机市场将保持较高的增长率。
特别是在中国,随着经济的快速发展和交通拥堵问题的日益严重,自旋翼飞机有望成为解决交通问题的重要方式之一,中国市场的发展潜力巨大。
市场竞争格局:目前,全球自旋翼飞机市场竞争格局较为分散,主要由几家国际知名公司主导,如贝尔直升机公司、西科斯基飞机公司、欧洲阿斯特拉特公司等。
这些公司具有丰富的经验和技术实力,在该领域具有较强的市场竞争力。
然而,随着市场需求的不断增长,越来越多的企业开始进入自旋翼飞机市场,并且创新和技术的快速发展也为新进入者提供了机会。
一些初创企业正在推出各种新型的自旋翼飞机,以满足市场需求,并在市场上取得一定的份额。
市场机遇和挑战:自旋翼飞机市场存在着巨大的机遇和挑战。
市场机遇主要包括:1. 交通需求增长:城市交通拥堵问题的日益严重,催生了对快速、便捷的交通方式的需求,自旋翼飞机有望成为一种解决方案。
2. 紧急救援需求:自旋翼飞机具有垂直起降和高速巡航的能力,适用于紧急救援等特殊情况,有望成为一种重要的救援工具。
2023年旋翼机行业市场分析现状旋翼机行业是指以旋翼为主要飞行器构造,能够以垂直起降方式进行飞行的航空器。
旋翼机广泛应用于军事、民用和特种领域,如武装巡逻、医疗救援、电力巡线等。
目前旋翼机行业市场呈现以下特点:1. 快速发展:随着科技的发展和人们对无人机需求的增加,旋翼机行业经历了快速发展。
尤其是在民用领域,旋翼机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
2. 优势应用:旋翼机在城市规划、农业、电力、航拍等领域具有广泛的应用前景。
特别是在城市规划和农业领域,旋翼机可以实现迅速准确定位,进而提高工作效率。
3. 技术需求:旋翼机行业对技术的需求越来越高。
随着技术的不断进步,旋翼机的性能和应用范围也在不断提升。
4. 市场竞争:旋翼机行业市场竞争激烈,涉及到飞控系统、电池技术、传感器技术等多个领域。
大型飞机制造商和初创公司都进入该市场,导致市场竞争激烈。
5. 管理和监管:旋翼机行业面临着管理和监管的挑战。
由于旋翼机具有隐私和安全风险,各国政府制定了严格的法规和政策来管理和监管旋翼机的使用。
6. 国际市场:旋翼机行业市场不仅局限于国内,国际市场也呈现出蓬勃发展的势头。
尤其是一些发展中国家,对旋翼机技术的需求非常迫切。
7. 投资机会:旋翼机行业具有很大的投资潜力。
随着市场需求的增加,投资者有机会在旋翼机领域获得丰厚的收益。
基于以上现状分析,旋翼机行业市场前景广阔。
然而,也存在挑战和风险,如技术创新难度大、市场竞争激烈、管理和监管难题等。
因此,旋翼机企业需要加强技术研发,提高产品质量和性能,同时与政府部门密切合作,共同制定和执行管理和监管政策,进一步推动旋翼机行业的发展。
适航分析报告1. 引言适航分析是对飞行器的设计、结构、性能和飞行操作进行评估,以确保其在特定条件下的安全和有效运行。
本报告旨在分析飞行器的适航性,并提供相应的评估和建议。
2. 飞行器性能评估2.1 最大起飞重量最大起飞重量是飞行器在起飞阶段所能承受的最大重量。
根据设计规范,飞行器的最大起飞重量为XXX千克。
2.2 最大速度最大速度是飞行器在特定高度和气象条件下所能达到的最大速度。
根据飞行器设计和性能测试数据,最大速度为XXX千米/小时。
2.3 爬升性能爬升性能是飞行器从地面起飞到达特定高度所需的时间和距离。
根据测试数据,飞行器的爬升率为XXX米/分钟。
2.4 翻滚和俯仰性能翻滚和俯仰性能是飞行器在滚转和俯仰运动过程中的表现。
通过模拟和飞行试验,飞行器的翻滚和俯仰响应达到了设计要求。
2.5 稳定性和控制性能稳定性和控制性能是飞行器在各个飞行阶段的稳定性和操纵性表现。
通过模拟和试飞数据的分析,飞行器在各种操作和飞行条件下表现良好且符合适航标准。
3. 结构评估3.1 结构强度结构强度是飞行器在正常运行和紧急情况下所需的结构强度和刚度。
根据设计和结构计算,飞行器的结构强度满足适航要求。
3.2 疲劳寿命疲劳寿命是飞行器在循环载荷下可承受的寿命。
通过实验和分析,飞行器的疲劳寿命能够满足预期的使用寿命要求。
3.3 紧固件和连接件评估紧固件和连接件是飞行器结构的重要组成部分。
通过材料检测和力学计算,紧固件和连接件的选择和设计符合适航标准。
4. 环境适应性评估4.1 温度适应性温度适应性是飞行器在不同温度环境下的性能和结构响应。
通过试验和分析,飞行器的性能和结构在广泛的温度范围内保持稳定。
4.2 湿度适应性湿度适应性是飞行器在高湿度环境下的耐受能力。
通过试验和模拟,飞行器的关键部件和系统设计符合适航要求,能够在高湿度环境下安全运行。
4.3 气压适应性气压适应性是飞行器在不同气压条件下的性能表现。
通过大气压实验和分析,飞行器的气压适应性满足适航标准,确保了飞行安全。
2024年旋翼机市场需求分析1. 引言旋翼机是一种以旋翼旋转产生升力和推力的飞行器,广泛应用于军事、民用和商业领域。
本文将对旋翼机市场需求进行深入分析,以了解市场趋势、竞争状况和潜在需求。
2. 市场规模和增长趋势根据市场研究机构的数据,旋翼机市场在过去几年中经历了稳定的增长。
预计未来几年内,市场规模将继续扩大。
这主要归因于航空运输需求的增加、军事需求的增长以及对无人机的需求增加等因素。
3. 市场细分旋翼机市场可以根据使用领域进行细分,包括军事、民航、医疗救援、货运物流等。
每个细分市场都有其独特的需求和挑战。
•军事市场:旋翼机在军事应用中具有重要作用,例如侦查、运输、攻击等任务。
随着军事技术的发展和国家军力的提升,对旋翼机的需求将继续增加。
•民航市场:旋翼机在民航领域主要用于短程航班和地区性航空运输。
随着人口增长和城市化进程的推进,对地区性航空交通的需求也在增加。
•医疗救援市场:旋翼机在医疗救援中可以快速到达灾区或远离医疗设施的地方,提供紧急医疗服务。
随着对医疗资源可及性要求的提高,对旋翼机的需求也在增加。
•货运物流市场:旋翼机可以在山区、海岛等交通条件复杂的地方提供货物运输服务。
随着电商和物流行业的发展,对特殊地区货物运输的需求也在增加。
4. 产品竞争状况旋翼机市场竞争激烈,主要由几家大型制造商主导。
这些制造商具备技术实力和生产规模优势,拥有广泛的市场份额。
与此同时,一些新兴公司也在不断涌现,推出创新的旋翼机产品。
这些产品通常具有更高的安全性、更高的效率和更低的维护成本,具有一定的市场竞争力。
5. 潜在需求与机遇在旋翼机市场中,还存在一些潜在的需求和机遇,值得关注。
一方面,随着城市化进程推进,城市交通拥堵问题严重,对空中交通解决方案的需求增加。
旋翼机作为一种新型的城市交通工具,具备快速、灵活和高效的特点,有望成为未来城市交通的重要组成部分。
另一方面,无人机技术的发展和应用拓展,给旋翼机市场带来了新的机遇。
自旋翼飞机市场分析报告1.引言1.1 概述自旋翼飞机是一种具有旋转翼作为提供升力的飞行器,它具有垂直起降和垂直降落的能力,同时也可以在空中进行水平飞行。
自旋翼飞机市场的发展备受关注,本报告将对自旋翼飞机市场进行深入分析,包括市场现状和未来的发展预测。
我们将从不同角度对市场进行综合分析,为读者提供全面的了解和展望。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:- 2.1 自旋翼飞机介绍- 2.2 自旋翼飞机市场现状分析- 2.3 自旋翼飞机市场前景预测这些内容将在正文部分详细探讨自旋翼飞机的特点、市场现状以及未来的发展趋势,为读者提供全面的市场分析和预测。
1.3 目的本报告的主要目的是对自旋翼飞机市场进行全面分析,包括市场现状和未来发展趋势的预测。
通过对市场的深入了解,我们旨在为相关行业提供有益的市场情报和发展建议,帮助相关企业做出明智的商业决策。
同时,我们也希望通过本报告的撰写,加深对自旋翼飞机市场的认识,促进行业内外的交流和合作,推动自旋翼飞机行业的健康发展。
1.4 总结:在本报告中,我们对自旋翼飞机市场进行了深入分析。
我们首先对自旋翼飞机进行了介绍,包括其定义、结构和主要应用领域。
随后,我们分析了自旋翼飞机市场的现状,包括市场规模、竞争格局以及主要发展趋势。
最后,我们对自旋翼飞机市场前景进行了预测,提出了一些发展建议。
通过对市场的全面分析,我们发现自旋翼飞机市场的发展潜力巨大,尤其在军事和民用领域都有广阔的市场空间。
随着技术的不断进步和应用场景的拓展,自旋翼飞机市场有望迎来更多的发展机遇。
在总结市场分析结果的基础上,我们对自旋翼飞机市场发展提出了一些建议,包括加强技术创新、拓展产品应用领域、加强市场营销等方面。
我们相信,通过各方的共同努力,自旋翼飞机市场一定能够迎来更加美好的未来。
最后,我们希望本报告能够为相关行业提供有益的参考,也希望自旋翼飞机市场能够在未来取得更大的发展成就。
感谢各界专家和企业在本报告中给予的支持和帮助,谢谢!2.正文2.1 自旋翼飞机介绍自旋翼飞机是一种具有旋翼的飞行器,与传统的固定翼飞机不同,其飞行是通过旋转的主旋翼产生升力而实现的。
自转式无人旋翼机飞行控制技术研究无人驾驶自转旋翼机,简称无人旋翼机,是一种以自转旋翼作为升力面,螺旋桨推/拉力为前进动力的旋翼飞行器,具有其独特的优点:可以短距离起飞着陆且起飞着陆的速度很低,容易保证起飞着陆的安全;操纵灵活,无动力下滑能力强,飞行中不会失速;旋翼机结构简单,不需安装昂贵笨重的减速器等传动机构,也不需要复杂的桨距/油门协调操纵机构以及液压助力系统等,且自转旋翼气动效率高,自转工作状态好,振动水平和噪声都比直升机小。
基于此,本文主要对自转式无人旋翼机飞行控制技术进行分析探讨。
标签:自转式无人旋翼机;飞行控制;技术研究1 前言无人旋翼机滑跑起飞的关键是纵横向姿态保持和侧向滑移控制,以及垂向爬升速度控制,避免离地前姿态角过大和侧向滑移引起触地倾翻。
滑跑起飞要求无人旋翼机自动保持平衡状态起飞,姿态限制在约束范围内,离地时姿态变化很小,反馈控制量较弱。
因此,笔者提出一种纵横向利用地面支撑力、姿态和滑移反馈控制,并通过高度指令牵引控制升降速度的自主滑行起飞策略,并在某无人旋翼机试飞试验中被成功应用。
2 起飞控制策略首先,离地前旋翼拉力尚不足拉起飞机,多余部分重力通过前轮和主轮卸载到地面上,地面支撑力、飞机重力和旋翼拉力维持力和力矩平衡,前轮与主轮先后离地,飞机逐渐失去地面约束,仅由重力、发动机推力和旋翼拉力产生力矩,而发动机推力在飞机对称面内与机体轴纵轴平行,因此,要求无人旋翼机起飞时旋翼拉力尽量保持在纵向对称面内,以免离地后滚转力矩失去平衡,引起侧向滑移,导致起飞触地;其次,离地前,由于地面约束无法借助俯仰角反馈控制旋翼拉力产生的俯仰力矩,为此在主轮起落架和后轮安装力传感器感受地面垂向力。
离地前要求左右2个主轮受到地面支撑力相等,后轮保持悬空,即、离地爬升后,失去地面约束,无法再利用地面支撑力反馈控制,故引入姿态及侧向位移反馈抑制姿态变化及横侧向滑移。
kNr为后轮直接力反馈系数,kq为俯仰角速率阻尼反馈系数,w为外界风扰动,Gθ(s)为俯仰姿态控制器,GH(s)为高度控制器,δT为发动机油门舵操纵量,δe为桨盘纵向俯仰操纵量,协调输出机构根据实验拟合数据,得出旋翼拉力与发动机推力的间接关系,给出δT与δe的输出量,保证俯仰姿态平衡。
2024年旋翼机市场发展现状引言旋翼机作为一种特殊的航空器,具有垂直起降和悬停飞行的能力,广泛应用于军事、民用和商业领域。
在过去的几十年里,旋翼机市场取得了长足的发展,但目前仍面临着一些挑战和机遇。
本文将对旋翼机市场的发展现状进行分析和总结。
旋翼机市场概述旋翼机市场是指旋翼机及相关设备在国内外市场上的销售和运营活动。
旋翼机主要包括直升机和无人机。
目前,旋翼机市场的主要应用领域包括军事、民用和商业三个方面。
旋翼机市场发展趋势军事应用旋翼机在军事领域有广泛的应用,包括侦察、攻击、运输等任务。
随着战争形态的改变和军事技术的升级,军事旋翼机市场呈现以下趋势:•垂直起降无人机的发展:垂直起降无人机在军事应用中具有独特的优势,如便携性、灵活性和低成本等,成为军队的重要装备。
•先进技术的应用:随着科技的进步,旋翼机采用了先进的航空材料、传感器和导航系统等技术,提高了飞行性能和作战效能。
•自动化和智能化:自动化和智能化技术的应用使得军事旋翼机的任务执行更加高效和准确。
民用应用民用旋翼机市场主要包括公共安全、紧急救援、交通运输等领域。
近年来,随着城市化进程的加快和交通状况的恶化,民用旋翼机市场呈现以下趋势:•交通运输的应用:无人机的出现使得城市交通运输更加高效和便捷,可以缓解交通压力。
•公共安全和紧急救援的需求增加:旋翼机在公共安全和紧急救援领域的应用正在逐渐增加,例如海上救援、山区救援等。
商业应用商业旋翼机市场主要包括航拍、物流配送、农业植保等领域。
随着无人机技术的快速发展,商业旋翼机市场呈现以下趋势:•航拍市场的扩大:随着航拍技术的成熟和需求的增加,航拍市场逐渐扩大,包括影视拍摄、地理测绘等方面。
•物流配送的应用:无人机可以实现远程的快速物流配送,提高效率和便利性。
•农业植保的需求增加:随着农业生产方式的改变,农业植保的需求逐渐增加,无人机在农业植保领域发展潜力巨大。
旋翼机市场面临的挑战旋翼机市场发展不可避免地面临一些挑战,包括技术、法规和安全等方面的问题:•技术挑战:旋翼机在自动化、智能化和安全性方面仍需要不断完善和发展,例如避障技术、飞行控制技术等。
自转旋翼机适航审定现状及应对策略分析(南京航空航天大学直升机技术研究所210016)摘要:自转旋翼机兼有直升机和固定翼飞机的技术特征,结构相对简单、安全、制造和使用维护成本低,军民使用潜力巨大。
目前国内外还没有一部明确的专门的适航审定规范,制约了此类飞行器的发展和营运。
本文针对国内外自转旋翼机适航审定现状,以及目前适航认证所面临的问题进行分析,提出加快此类飞行器适航发展的应对策略。
一、引言自转旋翼机(gyroplane)是旋翼飞行器(rotorcraft)的一种。
它主要以旋翼作为升力装置,通过前部(拉力)或后部(推力)动力螺旋桨来驱动前进,从而由迎风来流驱动旋翼自转产生升力。
不同于直升机靠动力使旋翼旋转而产生升力。
自转旋翼机自身的优势较多,在航空领域营运有着很广阔的发展前景。
但是目前国内外还没有该机种的专用的适航条例,所以适航审定存在一定难度。
应该采用怎样的有效措施来推进这种机型的适航认证,都有待研究。
二、自转旋翼机发展概况及适航审定现状①自转旋翼机发展概况自转旋翼机诞生于20世纪20年代,西班牙人Juan de la Cierva首次成功运用旋翼自转空气动力学原理研制和发展旋翼机,并于1923年1月9日成功飞行,比直升机首次成功飞行早了十几年。
1935后,自转旋翼机在欧洲和美洲得到了迅猛发展。
到了40年代,直升机由于能悬停和垂直起降性能优势而得到发展,人们逐渐转入对直升机的研究,但仍有很多自转旋翼机在飞行。
最近十几年来,因为自转旋翼机自身突出的特色优势(结构简单、安全性好、制造成本低等),再次成为航空领域关注的热点,人们希望把直升机近80年发展所积累的理论和制造技术成果运用其设计中,进一步发展此类航空器。
②国外自转旋翼机适航审定现状早在上世纪70年代,曾有过自转旋翼机Aero Resources J-2(见图1)获得适航认证。
它作为旋翼机是以FAR -27为审定基础,并补充了专用条件27-2-WE-2,以及豁免了1084 – FAR 27.65(a)(2)爬升梯度。
其中专用条件27-2-WE-2主要是要求螺旋桨必须按照FAR-35进行型号合格审定。
补充专用条件27-2-WE-2的原因是,J-2自传旋翼机虽然是旋翼航空器,但它兼有固定翼飞机的技术特征,动力推进式装置是固定桨距的螺旋桨,尾部有两个外侧的垂尾和方向舵,两垂尾之间是可操纵的水平安定面,主横向和纵向操纵通过旋翼周期变距实现,纵向静稳定性通过可操纵水平安定面实现,航向稳定性和主航向操纵通过两个垂尾和方向舵实现,因此,要补充专用条件来满足这些方面的适航要求。
豁免1084 – FAR 27.65(a)(2)爬升梯度,其中爬升梯度要求必须是,如果申请合格审定范围内的每一重量、高度和温度,要确定起飞和爬越15 米(50 英尺)的障碍物所需的水平距离,则爬升梯度至少为1:10;或在标准海平面条件下,爬升梯度至少是1:6。
在美国,目前FAA 接受ASTM Designation F2352-05、F2449-05、F2415-06针对乘员不超过两人,最大起飞重量不超过725kg 的自转旋翼机的适航审定规范,只作为许可飞行。
而对于中大型的自转旋翼机没有专门适航审定规范,还是以FAR-27为适航审定基础。
但现今的FAR-27规范对自转旋翼机进行适航认证,其操作性很难。
美国GBA 公司所设计生产的Hawk-4自转旋翼机(见图2),于1998年开始以FAR-27部为审定基础进行适航认证,但由于FAR-27部的部分苛刻条件,加上条例本身对自转旋翼机适用性不强,例如,座椅和地板要抗30g 的垂直冲击载荷,机身结构能承受12g 的前向载荷并能保证变形最小,作为此种重量级别飞行器不能满足其要求,所以Hawk-4自转旋翼机未能成功取得适航认证。
图1 自转旋翼机Aero Resources J-2FAA 型号合格证:H6WE 1970年5月6日颁发最大起飞重量:1500磅(680公斤) 发动机:Lycoming O-360-A2D发动机参数:180HP座位数:2个在英国,BCAR-T 分部是关于自转旋翼机适航的规范。
但其主要针对不超过两座,最大起飞重量不超过600kg ,限制在可视条件下,轻小型的自转旋翼机作了相关要求。
而且也只是作为许可飞行,不取得适航认证。
如要适航认证,还必须遵照JAR-27部进行审定。
不过BCAR-T 分部提供了一个适航剪裁思路,以FAR /JAR-27为审定基础,补充FAR /JAR-23部专项条款。
以及根据自转旋翼机特点,补充相关要求。
③国内自转旋翼机适航审定现状目前国内尚未有自转旋翼机投入生产营运,也没有相应的适航法规制定和颁布。
而且对于特殊轻型运动类以及组装或业余制造的航空器,我国都没有相关的政策,对销售和使用都是严格限制。
所以在国内迫切需要找一条对自转旋翼机适航认证的途径,为此类航空器的发展提供一个更好的平台。
在南京航空航天大学,正在进行自转旋翼机的设计研究工作。
所设计的是标准类的中型自转旋翼机(型号ZX1,见图3),而且也正在积极对该机进行适航审定的研究工作,目前已与适航部门取得了初步的意见交换,适航部门已正式受理该机的适航工作。
但目前面临的问题还比较多,首先,没有相关的适航审定规范,适航审定有难度。
其次,在国内还是一种新机种,适航审定途径没有经验可循。
再则,适航部门在对于新机种的适航审定也缺乏经验,如何更有效进行适航审定,采取怎样的技术途径都是一个探索过程。
图2 自转旋翼机turbine powered Hawk-4未取得适航认证首次试验飞行:2000年7月7日 最大起飞重量:3,500磅发动机:Rolls Royce Allison 250 发动机参数:450HP 座位数:4个图3 ZX1型自转旋翼机设计样图最大起飞重量:1650kg 有效载重:600kg发动机:TextronLycomingI0-720-DIB 发动机参数:400HP 座位数:4个三、自转旋翼机适航审定应对策略①自转旋翼机适航审定标准的选定美国联邦航空局(FAA)针对旋翼飞行器(rotorcraft)的适航规范与要求。
(见表1)在适航规范选择方面,对于标准类一般按FAR-27部(运输类按29部)进行审定,运营限制也少。
对于初级类,一般用FAR-27部进行审定,某些条款可以松动,在重量,运营等有限制。
对于特殊类别、标准类和初级类应获得型号合格证,生产许可证;对于特殊轻型运动和散装组件轻型运动只获得公认标准和符合型声明;对于现有轻型运动、业余制造和应用103部的是无设计标准和制造标准要求。
目前,在美国飞行的众多自转旋翼机多数是轻小型类,而此类重量级别的自转旋翼机没有通过FAR-27部适航审定,没有适航证,在美国认可飞行,只用于教育或个人娱乐用途的航空器,严禁用于任何谋取利益的飞行(用于慈善组织的募捐活动除外),不作为商业营运,不能成为正式的通用性航空器。
人们常见的这类自转旋翼机,如UltraWhite ,Raf2000,M-22等。
(见图4)在国内没有专门针对自转旋翼机的适航审定规范,也没有像美国那样详细的分类,通常是作为旋翼飞行器类直接选择CCAR-27部(运输类按29部)为审定基础,但CCAR-27部(或29部)主要针对直升机也就是动力旋翼机型,显然以之来对自转旋翼机进行适航是不适合的,需要对规范进行必要的修订与补充,结合国外经验与本国国情来确定自转旋翼机适航审定规范,其流程如图5。
自转旋翼机作为旋翼飞行器的一种,但它既兼顾直升机的特点又有固定翼飞机特征。
因而在进行适航认证时,单一作为旋翼类或固定翼类来考虑是不严谨的,就现有某一适航规范来进行审定也是不合适的,这样不能涵概自转旋翼机的技术特点。
因此,自转旋翼机在进行适航审定时,必须保证全面性、完整性、进行合理的选择、修订与补充,选择CCAR-27部,同时补充CCAR-23部相关内容,兼顾旋翼类和固定翼类航空器适航要求的统一,保证飞行器的安全营运,同时也免受一些不必要的条款束缚。
②自转旋翼机适航审定标准具体剪裁从飞行器设计一开始,设计师就应根据自己所设计飞行器的类型和用途,选择相应的该机应满足的适航条例。
适航工作始终贯穿于飞行器从设计、制造试飞到运营的整个过程。
对所设计飞行器要求有:安全系数、过载系数、重量极限、重心位置、重心分配、图4a UltraWhite图4bRaf2000图4c M-22 V oyager形成适航审定初步蓝本依据自转旋翼机重量级别选择适航规范申请方适航部门专家讨论会修订补充意见删除条款,补充专用条件,豁免条款原因说明,实验证明形成正式的自转旋翼机适航审定标准技术讨论解决问题图5 审定规范确定示意图操纵性、稳定性、飞行载荷、飞行包线、突风载荷、着陆或着水载荷、结构强度、飞行试验、结构装置等。
所有的这些适航设计要求都是依据规范所要求的具体数据确定。
当选定CCAR-27部(或29部)为审定规范,但不是专用于自转旋翼机的,在很多设计准则上就有所区别,技术数据要求也不同。
如果直接选用规范上的适航技术要求,必然会造成计算上的不合理性,不符合自转旋翼机具体情况。
对于以上多种参数要求,应当作适当修订。
例如,自转旋翼机是通过旋翼自转产生升力,其动力是由螺旋桨推进,与直升机相比没有低速回避区,飞行包线也不同。
相对于直升机的适航审定具体数据显然不再适用于自转旋翼机,必须经过专家组讨论进行修订。
又如直升机所具有的飞行特性——悬停的相关适航条款,自转旋翼机没有,应该进行合理的删除。
而对于自转旋翼机具有的独特设计,相关的安全要求,营运的特殊适航要求及环境保护要求没有包含在现行的适航标准之中,应当补充专用条件及修正案。
如,自转旋翼机的机所特有的设计——旋翼预转装置,应当补充保证安全的适航专用条件。
③适航管理部门的支持和配合作为一种没有专门的适航规范的机种,将如何对其适航认证?若只进行简单程序化过程,就用现有的规范来一刀切,显然是不合理。
如hawk-4的适航取证至今未成功,条例的不适应是个重要客观因素,但从主观来看,一方面是申请方在适航审定所做的努力不够,没有就该机特性找到适合该机适航的有效方式;另一方面,适航部门在强调严格执行规范的同时,应积极寻找一条适合此类飞行器适航审定的途径。
这个过程是一个相互促进共同完成的过程,在保证该类机型安全飞行所有品质的同时,有效结合该机型自身特点对条例要求进行合理性地修订,不是生搬硬套拿固定条款来卡,而是积极有效采取各类措施(如专家论证,实验求证)来修订规范以便更合理地应用在自转旋翼机上。
自转旋翼机作为一种国内新机种,目前国内还没有一个成熟合理审定的程序。
从国家航空的发展来看,不能因为没有相应的法规,而阻碍新的飞行器产生与发展,应该采取一个合理途径让新机种适航审定顺利进行。