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1、技术研发TECHNOLOGYANDMARKETVol.22,No.8,2015浅谈民用飞机旅客座椅的适航取证周建斌(上海飞机设计研究院结构设计研究部,上海201210)摘要:旅客座椅是民用飞机必不可少的重要设备,其不仅提供了最基本的乘坐功能,同时对飞机的重量和乘员安全也有直接影响,进而影响到飞机的适航性,尤其是整个客舱的安全性。国内由于航空制造业起步较晚,不少人对旅客座椅的认知仅仅停留“提供乘坐功能的设备”的阶段,甚至认为旅客座椅是无需修改的成品件,从而忽视了旅客座椅在客舱安全中的重要影响。基于国产民机实际型号中的工作经验,对旅客座椅的适航要求和
2、验证思路进行归纳提炼。关键词:旅客座椅;客舱安全;适坠性;民机doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2015.08.0141概述旅客座椅是民用飞机必不可少且对客舱安全有直接影响的设备。早期,各国局方采用的TSO-C39b和NAS809对民航座椅结构的极限静态载荷的要求是:向前9.0g,侧向3.0g,向上2.0g和向下6.0g。综合考虑重量、成本、载荷等要求后,该时期的旅客座椅一般采用所谓硬结构的结构设计理念。即,当座椅被加载到极限载荷时,座椅的主结构基本无永久变形,保持原来的状态。以上静态极限载荷,最危险的加载方向即是向前和
3、侧向。仅符合静强度要求的旅客座椅业内俗称“9g座椅”或“静态座椅”。为提高乘员在坠机时的生存率,FAA相继推出并贯彻实施了一系列民机旅客座椅的新要求。表1旅客座椅技术要求的变迁序号时间措施11986年7月FAA联邦登记注册报发布NPRM86-11通告,要求提高民用航空飞机在应急着陆条件下对旅客的保护等级,并提出了改进座椅的静载和动载的标准。21988年5月FAA发布改进民航座椅的FAR25-64修正案,推出了修正的FAR25.561和增加的FAR25.562条款。31992年3月FAA正式颁布TSO-C127《旋翼类和运输类飞机座椅系统》的技术标
4、准规定及其引用的SAEAS8049《民用旋翼类和运输类飞机座椅性能标准》(1990年7月生效)。41998年8月FAA颁布换版的TSO-C127a及其引用的SAEAS8049A(97年9月生效)。符合动强度要求的旅客座椅,业内俗称“16g座椅”或“动态座椅”。表1中FAA的一系列要求仅提高了对旅客座椅的强度要求(由9g静强度上升到16动强度),但并未提高对旅客座椅导轨的要求(仍保持在9g静强度的水平),这就意味着旅客座椅必须具备一定的能量吸收能力,降低传递给导轨的能量,避免对导轨产生破坏。表2为旅客座椅新老TSO中静强度要求之对比;表3为旅客座椅
5、动强度试验要求及判据。表2旅客座椅新老TSO静强度要求对比表3旅客座椅动强度试验要求及判据加载方向新标准(TSO-C127a)老标准(TSO-C39b)向上3.0g2.0g向前9.0g9.0g侧向4.0g3.0g向下6.0g6.0g向后1.5g0试验状态要求垂直冲击试验水平冲击试验备注最小速度变化35ft/s44ft/s座椅安装仰角60°0°座椅安装偏航角0°10°最小负加速度峰值14g16g负加速度最大上升时间0.08s0.09s安装地轨变形俯仰10°滚转10°脉冲波形三角波三角波符合性审定判据Hic最大值1000TSO仅要求记录,不要求符合
6、腰椎载荷最大值1500磅股骨载荷最大值2250磅座椅变形向前不能影响出口通道不能影响出口通道362015年第22卷第8期试验状态要求垂直冲击试验水平冲击试验备注侧向不能影响出口通道不能影响出口通道旋转座面向下座面向下俯角≤20°座面向上俯角≤20°座面向上仰角≤35°仰角≤35°向下不限制不限制椅背椅背向前变椅背向前变形不大于原形不大于原椅背前表面到座椅硬结椅背前表面到座椅硬结构最前端的构最前端的一半一半表3(续)由于航空器适航审定及运营中,存在TSO和适航规章多版本并行有效的情况,因此表4中未列出其版本号。表4旅客座椅相关TSO及适航规章T
7、SO-C39旋翼类、运输类、正常类和通用类飞机座椅系统TSO-C127旋翼类、运输类、正常类和通用类飞机座椅系统CTSO-C13救生衣CTSO-C22安全带CTSO-C72单独漂浮装置CCAR21民用航空产品和零部件合格审定规定CCAR25运输类飞机适航标准CCAR37民用航空材料、零部件和机载设备技术标准规定CCAR91一般运行和飞行规则CCAR121民用航空器适航管理规定2旅客座椅的构成旅客座椅主要由椅背、扶手、椅盆、餐桌板、椅腿组件、行李挡杆、液压锁、安全带等部件组成,见图1。图1旅客座椅的构成近几年,国外开始流行在旅客座椅上使用碳纤维以进
8、行减重,已经比较成熟的技术是使用碳纤维椅背结构和碳纤维椅盆,单座重量可以比传统旅客座椅轻1~2kg,减重效果非常明显,相关旅客座椅也已取
