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53科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术从民用飞机设计角度,CCAR/FAR/CS25是飞机设计应满足的基本规章。
在飞机设计过程中,除了关于系统、部件、性能等相关的条款外,飞机还应满足特定的与安全性相关的要求,表明对CCAR/FAR/CS 25.1309条款的符合性。
因此,民机适航合格审定过程中,需要对飞机整机进行安全性评估,以期证明飞机设计满足既定的安全性要求。
1 AFHA 的作用和目的AFHA是系统、综合地按层次检查飞机级功能的安全性评估方法,以确定在其故障、以及正常工作时可能产生或潜在的危险及后果。
该评估方法起始于飞机概念设计阶段,并为飞机后续研制提供设计要求和安全性要求的重要依据。
分析结果是下一步安全性评估流程(例如:初步系统安全性评估PSS A和系统安全性评估SSA )的必要输入,也为后续系统、子系统设计架构提出安全性设计需求,帮助确认系统架构的可接受性,发现潜在问题和所需的设计更改,确定所需的进一步分析的要求及范围。
AFHA将整机视为研究对象,研究飞机设计的整个飞行包线和不同飞行阶段内,可能影响飞机持续、安全飞行的功能失效状态。
A F H A 是在飞机设计的初始阶段对飞机的基本功能在高层次上进行的定性评估,对识别所有与飞机有关的失效状态,并进行危害等级的划分,分析结果将形成飞机设计必须满足的安全性要求。
A FH A 提供对安全性至关重要的那些潜在功能失效状态的相关信息,这些信息可用来确立所需系统的结构方案、软件完整性水平要求、系统分离和隔离要求以及最低限度设备清单(MEL)要求。
2 AFHA 的分析假设AF HA 评估的首要条件是进行飞行场景描述。
通常情况下,安全性分析人员通过对飞机、系统功能的理解,结合同类机型的设计经验以及飞机特定的飞行阶段和环境条件,描述不同的飞行场景,该飞行场景是定义相应失效状态影响等级的重要依据。
卫星功能危险性分析（FHA）方法1目的和意义功能危险性分析（FHA）是自上而下地评估分系统可能发生的所有故障状态，分析每个故障状态对分系统和整星的功能可能产生的影响，对各种危险后果的等级进行划分，并制定可能的控制措施方案。
它与故障模式和影响分析（FMEA）互相补充，并为故障树（FTA）确定顶事件提供可参考的相关事件清单。
功能危险性分析在可行性阶段、方案阶段和详细设计阶段都可以应用。
在可行性阶段，进行功能危险性分析可以使设计人员明确所要设计的分系统的功能要求、薄弱环节和下一阶段需可靠性工作的重点。
并为以后进行分系统设计和设备单机选取提供依据。
2引用文件GJB451-90 可靠性维修性术语GJB768-89 故障树分析GJB900-90 分系统安全性通用大纲GJB1391-92 故障模式、影响及危险性分析程序3功能危险性分析（FHA）的格式和要求功能危险性分析（FHA）报告所包括的主要内容及格式如下：a)分系统概述∙分系统功能∙分系统组成及各组成部件的功能∙分系统工作原理（含功能原理图）∙分系统界面及其环境条件b)分系统功能危险性分析（FHA）∙填写FHA表(详见表1)∙相关事件清单（列出I、II 类功能故障）功能危险性分析（FHA）分析报告中填写FHA表是最为重要的工作。
表1 分系统功能危险性分析表（FHA）要充分发挥的功能危险性分析（FHA）作用就要在填写分系统功能危险性分析表（FHA）的过程中考虑以下相应的要求：第1栏功能：列出整星或分系统的所有功能，包括主要功能和次要功能。
这里不必考虑分系统的硬件构成，只考虑分系统整体上能完成的功能即可，各种功能要分别列出。
第2栏危险说明：此栏填写前面的功能可能会发生的危险（故障）情况，分四种情况填写：A 功能丧失：如果所分析分系统的此项功能不能完成，会出现何种危险情况。
B 故障和不希望的动作：分系统发生故障或执行非预定的不希望的功能时，会发生何种危险的情况。
4、危险的（Ⅱ级）：失效状态会降低飞机的能力或机组处理不利操作情况的能力，包括：(1) 极大地降低安全裕度或功能能力；(2) 身体不适或过分的工作负担导致飞行机组不能准确地或完全地完成其任务；(3) 除了飞行机组以外，可能个别乘员会遭受严重伤害或死亡。
5、灾难的（Ⅰ级）：失效状态会妨碍持续安全飞行和着陆，导致绝大部分或全部乘员死亡以及飞机损毁。
这五类失效状态分别对应着由安全性指标所规定的定性和定量的概率要求，如表2.1 所示，这样就对每种等级的失效状态建立了在设计、制造飞机时必须要达到的安全目标。
表2.1 失效状态等级与安全指标的关系失效状态的等级无安全性影响（Ⅴ级）轻微的（Ⅳ级）重大的（Ⅲ级）危险的（Ⅱ级）灾难的（Ⅰ级）允许的定量概率（每飞行小时的平均概率）无概率要求＜10-3＜10-5＜10-7＜10-9允许的定性概率无概率要求可能的极少的极端少的极不可能的对飞行机组的影响无影响轻微地增加工作负担身体不舒适或明显地增加工作负担身体不适或过分的工作负担削弱了执行任务的能力死亡或丧失（执行任务）能力对乘员的影响（包括乘务人员）不便利身体不舒适身体不适，可能出现受伤个别乘客或乘务人员遭受严重伤害或死亡绝大部分死亡对飞机的影响对营运能力或安全无影响轻微地降低功能能力或安全裕度明显地降低功能能力或安全裕度极大地降低功能能力或安全裕度一般会损毁通常，在对飞机的安全性进行评估时，会在两个层面上进行功能危害性评估。
这两个层面分别是针对飞机级功能的功能危害性评估和针对系统级功能的功能危害性评估。
飞机级FHA 是一个高层级的评估，主要是针对那些在开始研制飞机时定义的飞机基本功能进行的定性评估。
通过飞机级FHA 确定出与飞机级功能相对应的失效状态并划分出等级，不同等级的失效状态分别对应不同的安全要求。
飞机级FHA 的另一作用是确定涉及到多个系统的失效状态，这些失效状态如果单从一个系统来分析划分出的等级可能要低于综合考虑后划分出的等级。
