飞机复合材料结构适航符合性证明概论PDF格式文档图书下载

第1章 适航概念和合格审定 1

1.1 适航性与飞行安全 1

1.1.1 适航性的提出和品质特征 1

1.1.2 适航要求的安全水平 2

1.1.3 民用飞机与军用飞机适航要求差异 5

1.2 适航规章和型号合格审定 7

1.2.1 适航规章 7

1.2.2 型号合格审定 7

1.3 符合性验证方法 11

1.3.1 符合性验证方法概述 11

1.3.2 符合性方法实施要点 12

1.4 适航管理及各方责任 13

1.4.1 适航管理主要内容和特点 13

1.4.2 保障飞行安全相关各方责任 14

1.4.3 设计保证系统 15

第2章 复合材料结构符合性证明总则 16

2.1 复合材料结构符合性证明依据 16

2.2 复合材料结构符合性证明中的新问题 16

2.2.1 结构复合材料固有特性和力学性能表征 16

2.2.2 复合材料结构应用特殊考虑 19

2.2.3 复合材料结构合格审定中的新问题 20

2.3 AC 20-107B技术内容体系分析 21

2.3.1 民用飞机复合材料结构30多年应用结晶 21

2.3.2 AC 20-107A的更新／更改 24

2.3.3 AC 20-107B技术内容体系分析 25

2.3.4 适用的符合性方法 26

2.4 《咨询通告》AC 20-107B目的和总则的修订 27

2.4.1 《咨询通告》对目的的进一步明确 27

2.4.2 总则（5）修订内容 27

2.5 复合材料飞机结构设计准则 29

2.5.1 民用飞机结构完整性 29

2.5.2 复合材料飞机结构设计准则 30

2.5.3 避免灾难性破坏的设计考虑和符合性证明 35

第3章 材料和制造研发 38

3.1 民机用复合材料 38

3.1.1 民机用复合材料研发 38

3.1.2 民机用复合材料性能指标要求 39

3.1.3 民机用复合材料现状 41

3.2 材料和制造研发的目的、依据规章和基本程序 42

3.2.1 材料和制造研发的目的 42

3.2.2 材料和制造研发依据规章 42

3.2.3 材料和制造研发基本程序 42

3.3 材料和制造工艺内容分析 43

3.3.1 材料和制造方法条款中复合材料应用 43

3.3.2 材料和工艺控制内容分析 44

3.3.3 制造实施内容分析 46

3.4 复合材料和工艺合格鉴定 46

3.4.1 复合材料和工艺合格鉴定目的和要求 46

3.4.2 复合材料和工艺合格鉴定程序 47

3.4.3 材料合格鉴定数据 49

3.4.4 材料鉴定和性能等同指南——建立共享数据库 50

3.5 材料规范和工艺规范 51

3.5.1 材料规范和材料质量控制 51

3.5.2 工艺规范和工艺质量控制 53

3.5.3 制造固化工艺与材料固化工艺一致性分析 55

3.5.4 复合材料结构质量保证 57

3.6 材料性能稳定性评价方法 59

3.6.1 材料性能稳定性定义和评价指导 59

3.6.2 材料性能稳定性评价准则 60

3.6.3 材料性能稳定性保证体系——评价基础 64

3.6.4 材料性能稳定性评价程序 65

3.6.5 材料性能稳定性综合评价 65

3.7 复合材料和／或工艺变更等同性评定 67

3.7.1 变更等同性评定目标 67

3.7.2 材料和／或工艺变更的分类 68

3.7.3 变更的合格鉴定和结构证实要求 70

3.7.4 变更证实的符合性原理 72

3.7.5 变更证实试验 73

3.7.6 变更等同性评定小结 74

3.8 结构胶结 75

3.8.1 结构胶结工艺技术特点 75

3.8.2 结构胶结工艺合格鉴定 76

3.8.3 结构胶结的质量控制 78

3.8.4 结构胶结符合性证明 79

3.8.5 胶层失效的处理措施 79

3.8.6 结构胶结推广应用技术途径 79

3.9 环境考虑 80

3.9.1 环境设计准则 80

3.9.2 环境因素的结构设计考虑 80

3.9.3 环境因素的结构应力分析考虑 81

3.10 结构保护 81

3.10.1 结构保护条款 81

3.10.2 结构保护实施 81

第4章 结构符合性证明——静力 83

4.1 复合材料结构设计特点与静强度评定要求 83

4.1.1 复合材料结构设计特点 83

4.1.2 结构静强度评定要求 83

4.1.3 结构静强度符合性证明特点 83

4.2 “积木式”方法 84

4.2.1 “积木式”方法基本原理 84

4.2.2 “积木式”方法复合材料结构研制的应用 85

4.2.3 “积木式”方法实施要点 89

4.2.4 “积木式”方法关键技术 90

4.2.5 “积木式”方法概要小结 92

4.3 民用飞机“积木式”验证方法应用 93

4.4 许用值和设计值 95

4.4.1 材料性能确定的依据 95

4.4.2 复合材料许用值和设计值的定义 98

4.4.3 复合材料许用值和设计值的确定 102

4.5 全尺寸结构静力试验 115

4.5.1 结构静力试验技术要点 115

4.5.2 静力试验件 115

4.5.3 静力试验对材料和工艺变异性、冲击损伤影响因素考虑 116

4.5.4 静力试验对重复加载与环境曝露影响考虑 116

4.5.5 静力试验的载荷放大系数 117

4.5.6 结构静强度符合性分析证明与试验证实 117

第5章 结构符合性证明——疲劳和损伤容限 119

5.1 结构疲劳和损伤容限评定依据和证实方法 119

5.1.1 结构疲劳和损伤容限评定依据 119

5.1.2 结构疲劳和损伤容限符合性证明方法选择指南 121

5.2 复合材料疲劳和损伤容限特性 121

5.2.1 复合材料疲劳特性 121

5.2.2 复合材料损伤容限特性 122

5.2.3 结构复合材料疲劳和损伤容限主要特点 127

5.3 复合材料结构损伤容限原理 127

5.3.1 损伤容限的基本要求 127

5.3.2 损伤容限设计准则 128

5.3.3 损伤容限评定技术体系 129

5.4 结构损伤危害性评定和损伤类别定义 130

5.4.1 结构损伤危害性评定要求 130

5.4.2 外来物冲击调查的内容和目的 131

5.4.3 外来物冲击环境和冲击损伤定义 131

5.4.4 5个损伤类别定义和结构证实要求 138

5.4.5 初始损伤假设和意外冲击损伤设计考虑 140

5.4.6 损伤结构剩余强度曲线和剩余强度要求 143

5.5 损伤扩展确认和检查间隔确定 146

5.5.1 损伤“无扩展”“缓慢扩展”和“阻止扩展”方法设计概念 146

5.5.2 损伤扩展特性确认 147

5.5.3 检查间隔确定 148

5.6 疲劳载荷谱编制和载荷放大或寿命分散系数 149

5.6.1 疲劳载荷谱编制 149

5.6.2 载荷放大或寿命分散系数 150

5.7 损伤容限验证试验 152

5.7.1 损伤容限验证试验方案制定要求 152

5.7.2 损伤容限“积木式”验证试验 152

5.8 复合材料结构的耐久性 155

5.8.1 耐久性要求和目标 155

5.8.2 耐久性设计考虑与疲劳失效定义 156

5.8.3 复合材料结构耐久性行为特点 156

5.8.4 耐久性分析程序 157

5.9 结构疲劳评定 157

5.10 结构损伤容限与疲劳的联合评定 158

5.11 疲劳和损伤容限符合性证明的证实有效期 158

5.11.1 背景和证实有效期定义 158

5.11.2 证实有效期建立依据和方法 158

5.11.3 复合材料结构疲劳和损伤容限符合性证明的证实有效期 159

5.12 结构声疲劳强度评定 160

5.12.1 声疲劳强度特点 160

5.12.2 结构声疲劳强度评定依据和证明方法 161

5.12.3 声载荷和声载荷谱编制 161

第6章 结构符合性证明——颤振和其他气动弹性不稳定性 164

6.1 飞机结构气动弹性稳定性适航要求 164

6.1.1 飞机结构气动弹性问题 164

6.1.2 飞机结构气动弹性稳定性适航审定依据 168

6.1.3 结构气动弹性稳定性设计与试验证实特点 168

6.2 复合材料（翼面）结构气动弹性新问题 170

6.2.1 复合材料气动弹性剪裁设计 170

6.2.2 复合材料结构气动弹性相关的关键性能影响因素分析 172

6.2.3 复合材料结构气动弹性实例 172

6.3 结构气动弹性稳定性评定 173

6.3.1 结构气动弹性稳定性评定方法 173

6.3.2 结构气动弹性稳定性评定试验 173

6.4 复合材料结构气动弹性分析和试验 173

6.4.1 复合材料结构气动弹性关键问题 173

6.4.2 复合材料结构气动弹性研究工作 174

6.4.3 复合材料翼段／舵面颤振试验 175

第7章 持续适航 177

7.1 持续适航管理和支持技术特点 177

7.1.1 持续适航管理目的和工作三要素 177

7.1.2 持续适航支持技术特点 177

7.1.3 持续适航文件 178

7.1.4 持续适航责任 179

7.2 持续适航依据 179

7.3 维修设计 179

7.3.1 维修程序编制（飞机维修计划） 179

7.3.2 结构修理手册——结构修理设计和工艺 180

7.3.3 异常事件损伤处置程序 180

7.4 复合材料结构维修设计 181

7.4.1 维修设计的关键问题和维修性 181

7.4.2 结构使用维修损伤检查 182

7.4.3 损伤修理要求 182

7.4.4 结构修理设计和工艺验证 183

7.5 团队合作和人员培训 184

7.5.1 技术人员资格要求 184

7.5.2 其他人员资格要求 184

7.5.3 团队合作和人员培训 184

第8章 结构符合性证明——附加考虑 186

8.1 结构符合性证明——耐撞损性 186

8.1.1 飞机结构耐撞损性定义和技术特点 186

8.1.2 飞机结构耐撞损性设计要求与评定 186

8.1.3 复合材料机身结构耐撞损性评定准则和防火安全要求 187

8.1.4 复合材料结构撞损的物理和力学问题 187

8.1.5 复合材料结构耐撞损性分析和验证试验指导 188

8.2 结构符合性证明——防火、可燃性和热问题 188

8.2.1 防火、可燃性和热问题适航要求 188

8.2.2 复合材料结构火灾危害处理和安全性描述 189

8.2.3 飞行中的火灾问题 189

8.2.4 复合材料结构外部防火特殊考虑 189

8.2.5 复合材料结构的高温曝露问题 190

8.3 结构符合性证明——闪电防护 190

8.3.1 闪电环境和闪电效应危害 190

8.3.2 闪电防护的适航要求和设计 194

8.3.3 闪电防护设计验证 198

8.3.4 静电及其防护 199

第9章 结构符合性验证试验 200

9.1 结构符合性验证试验 200

9.1.1 结构符合性证明定义 200

9.1.2 结构符合性验证试验特点 200

9.1.3 试验任务书和试验大纲 200

9.2 波音777尾翼安定面结构符合性验证试验（波音公司范例） 201

9.2.1 安定面结构试验大纲 201

9.2.2 安定面结构试样和元件试验 201

9.2.3 安定面结构细节和次部件试验 202

9.2.4 安定面结构适航符合性验证试验 203

9.3 空客公司尾翼安定面结构符合性验证试验 208

9.3.1 A310-300垂直尾翼安定面符合性验证试验 208

9.3.2 A320垂直尾翼结构符合性验证试验（空客公司范例） 211

9.3.3 A380水平安定面符合性验证试验 218

9.4 波音787机翼结构符合性验证试验 219

9.4.1 预生产型复合材料机翼结构试验 219

9.4.2 波音787-8复合材料机翼结构验证试验 221

9.5 中央翼盒结构符合性验证试验 223

9.5.1 中央翼盒的功能与结构特点 223

9.5.2 中央翼盒（整体油箱）设计分析 223

9.5.3 中央翼盒（整体油箱）符合性验证试验 224

9.5.4 中央翼盒设计参考实例 225

9.6 复合材料机身结构符合性验证试验 226

9.6.1 机身结构复合材料应用新问题 226

9.6.2 机身结构两跨元件损伤壁板试验 228

9.6.3 机身筒段研制试验举例 230

9.7 波音787全尺寸静力和疲劳试验 231

9.8 空客公司A380型号合格审定试验（概况） 232

9.8.1 机体结构试验 232

9.8.2 飞行试验 232

FAA AC 20-107B复合材料飞机结构（译文） 234

飞机结构复合材料应用认知要点 267

术语 275

缩略语 283

参考文献 285

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