ГОСТ Р 59751-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Беспилотные авиационные системы с беспилотными воздушными судами самолетного типа. Требования к летной годности
7 Проектирование и конструкция
7.1 Общие положения
Работоспособность деталей и частей конструкции, обеспечивающих безопасную эксплуатацию БВС, должна быть подтверждена в испытаниях или другими одобренными сертифицирующим органом методами.
7.2 Материалы и качество изготовления
7.2.1 Пригодность и долговечность материалов, используемых при изготовлении деталей, разрушение которых может отрицательно повлиять на безопасность, должны:
а) определяться из опыта их применения или по результатам испытаний;
б) соответствовать утвержденным техническим условиям, гарантирующим прочность и другие свойства, принятые в расчетных данных;
в) оцениваться с учетом влияния ожидаемых в эксплуатации окружающих условий, таких как температура и влажность.
7.3 Технологические процессы производства
7.3.1 Применяемые технологические процессы должны стабильно обеспечивать качество изготовления конструкций. Если технологический процесс (склеивание, точечная сварка, термообработка или производство композитных материалов) требует проведения неразрушающего контроля, то неразрушающий контроль должен осуществляться в соответствии с утвержденными технологическими картами контроля.
7.3.2 Каждый новый технологический процесс в производстве БВС должен быть проверен в испытаниях.
7.4 Крепежные детали
7.4.1 Если неисправность в крепежных деталях может повлиять на безопасное продолжение полета и посадки, то все снимаемые крепежные детали должны иметь не менее двух контрящих устройств.
7.4.2 Условия окружающей среды не должны неблагоприятно влиять на крепежные детали и их контрящие устройства.
7.4.3 На болтах, подверженных при эксплуатации вращению, не допускается использование самоконтрящихся гаек, если помимо самоконтрящего устройства не применяется контрящее устройство нефрикционного типа.
7.5 Защита элементов конструкции
Каждый элемент конструкции должен:
а) быть защищен от воздействия факторов, ухудшающих свойства материала или снижающих в эксплуатации прочность, включая:
1) атмосферные воздействия;
2) коррозию;
3) абразивный износ;
б) иметь средства для вентиляции и дренажа, если это необходимо для защиты.
7.6 Обеспечение доступа
Должны быть предусмотрены конструктивные средства (например, лючки), позволяющие проводить осмотр (включая контроль основных элементов конструкции и систем управления), неразрушающий контроль, ремонт и замену каждой части, для которой требуется техническое обслуживание, регулировка для обеспечения правильной установки и функционирования, смазка или обслуживание.
7.7 Прочностные характеристики материалов и их расчетные значения
7.7.1 Уровни значений характеристик материала должны быть не менее значений, указанных в технических условиях на материал. При определении расчетных значений характеристик материала для учета особенностей применяемых технологических процессов (например, метода проектирования, формования, механической обработки и последующей термообработки) допускается статистически обоснованная корректировка расчетных значений, полученных ранее.
7.7.2 Прочностные характеристики материалов должны определяться по результатам достаточного количества испытаний, с тем чтобы расчетные значения характеристик можно было устанавливать на основе статистики.
7.7.3 Расчетные значения характеристик материалов следует выбирать таким образом, чтобы уменьшить вероятность разрушений конструкции из-за непостоянства свойств материалов. Методология выбора расчетных значений характеристик материала должна обеспечивать прочность материала с 95%-ным доверительным интервалом со следующей вероятностью:
а) 99%, когда нагрузки передаются через единичный элемент конструкции, разрушение которого способно привести к потере конструктивной целостности конструкции;
б) 90% для статически неопределимой конструкции, в которой разрушение любого отдельного элемента приведет к безопасному распределению нагрузок по другим несущим элементам.
7.7.4 Должно быть учтено влияние температуры, коррозионного воздействия или влагонасыщения на прочностные характеристики материала при расчете ответственных элементов или узлов конструкции, если при нормальных условиях эксплуатации возникает тепловой эффект, коррозионное поражение или влагонасыщение материала конструкции, влияющие на характеристики прочности материала и несущую способность конструкции.
7.7.5 Если при дополнительном отборе материала и испытаниях образцов из каждого отдельного полуфабриката будут установлены более высокие уровни свойств по сравнению со значениями, указанными в технических условиях на материал, то установленные значения могут быть использованы в качестве расчетных значений.
7.7.6 Поправочные коэффициенты на материал и заклепочные соединения должны быть статистически обоснованы.
7.8 Специальные коэффициенты безопасности
7.8.1 Для тех деталей конструкции, характеристики которых по результатам квалификационных испытаний имеют значительный разброс вследствие несовершенства технологических процессов или методов контроля, при расчетах на прочность коэффициент безопасности, установленный в соответствии с 6.4, может быть умножен на соответствующие специальные коэффициенты безопасности.
7.8.2 Специальный коэффициент безопасности, учитывающий разброс характеристик прочности и материала, а также влияние температуры, влагопоглощения и других факторов, должен быть получен по результатам испытаний и соответствовать 7.9 - 7.11.
7.9 Коэффициенты безопасности для отливок
7.9.1 Коэффициенты безопасности, испытания и проверки, указанные в 7.9.2 - 7.9.4, должны применяться в дополнение к тем, которые необходимы для проведения контроля качества отливок. Проверки должны проводиться в соответствии с утвержденными техническими условиями. Требования 7.9.3 и 7.9.4 относятся к любым конструкционным отливкам, за исключением отливок, которые испытываются под давлением как детали гидросистемы или другой жидкостной системы и не воспринимают нагрузки, действующие на конструкцию.
7.9.2 Напряжения в опорах и опорных поверхностях
Коэффициенты безопасности для отливок, указанные в 7.9.3 и 7.9.4:
а) не должны превышать 1,25 для напряжений в опорах независимо от применяемого метода контроля;
б) не должны применяться к опорным поверхностям детали, коэффициент безопасности которой превышает ее коэффициент безопасности для отливок.
7.9.3 Критические отливки
7.9.3.1 Условия, приведенные ниже, относятся ко всем отливкам, разрушение которых может воспрепятствовать продолжению безопасного полета и посадке БВС.
7.9.3.2 Все критические отливки должны:
а) иметь коэффициент безопасности для отливок не менее 1,25 и проходить 100%-ный контроль визуальным, радиографическим, магнитным, проникающим или другим утвержденным эквивалентным методом неразрушающего контроля;
б) иметь коэффициент безопасности для отливок не менее 2,0 и проходить 100%-ный визуальный контроль и 100%-ный контроль утвержденным неразрушающим методом. Когда установлена утвержденная процедура количественного контроля и приемлемый статистический анализ позволяет уменьшить объем контроля, неразрушающий контроль может быть уменьшен по сравнению со 100% и проводиться на основе выборочного метода.
7.9.3.3 Если критические отливки имеют коэффициент безопасности менее 1,5, необходимо подвергать статическим испытаниям три образца отливок на соответствие:
а) требованиям к прочности при расчетной нагрузке, соответствующей коэффициенту безопасности для отливок 1,25;
б) требованиям к деформации при нагрузке в 1,15 раза превышающей эксплуатационную.
7.9.3.4 Примерами таких отливок являются узлы крепления конструкции, детали систем управления полетом, шарниры, подвески поверхностей управления и крепления весовых компенсаторов, опоры и узлы топливных и масляных баков.
7.9.4 Некритические отливки
7.9.4.1 Условия, приведенные ниже, относятся ко всем отливкам, кроме указанных в 7.9.3 и 7.9.5.
7.9.4.2 Кроме случаев, предусмотренных в 7.9.4.3 и 7.9.4.4, коэффициенты безопасности для отливок и соответствующие проверки должны отвечать требованиям, приведенным в таблице 5.
Таблица 5
Коэффициент безопасности для отливок | Метод контроля |
Св. 2,0 | 100%-ный визуальный контроль |
От 1,5 до 2,0 включ. | 100%-ный визуальный, магнитный или проникающий или эквивалентный неразрушаюший метод контроля |
От 1,25 до 1,50 | 100%-ный визуальный, магнитный или проникающий и радиографический или утвержденный эквивалентный неразрушающий метод контроля |
7.9.4.3 Если введена утвержденная процедура контроля качества, то невизуальными методами допускается проверять меньший процент отливок, чем указано в 7.9.4.1
7.9.4.4 Для отливок, производимых по техническим условиям, которые гарантируют механические свойства материала отливки и предусматривают демонстрацию этих свойств испытаниями образцов, выборочно вырезанных из отливок:
а) допускается устанавливать коэффициент безопасности для отливок, равным 1,0.
б) следует установить процедуру проверки в соответствии с требованиями для коэффициентов безопасности 1,25 - 1,50, приведенными в 7.9.4.1, и испытывать в соответствии с 7.9.3.2.
7.9.5 Неконструкционные отливки
Отливки, которые используют для неконструкционных целей, не требуют оценки, испытаний и проверок.
7.10 Коэффициенты безопасности для опор
Для деталей, посадка которых выполнена с зазором (свободная посадка), подверженных тряске или вибрациям, для учета влияния на прочность опор нормальных относительных перемещений, необходимо использовать достаточно большой коэффициент безопасности.
7.11 Коэффициенты безопасности для стыковых узлов (фитингов)
7.11.1.1 Для каждого соединения, для которого не проводились испытания на прочность при расчетных нагрузках, воспроизводящих фактические нагружения в данном соединении и окружающих его элементах конструкции, коэффициент безопасности для стыковых узлов, равный не менее 1,15, должен быть применен:
а) ко всем частям стыкового узла;
б) к деталям крепления;
в) к опорам соединяемых элементов.
7.11.1.2 Для соединений, таких как, например, сплошные регулярные соединения металлической обшивки и сварные соединения, коэффициент безопасности может быть принят равным единице, если их проектирование выполнено с учетом результатов испытаний.
7.11.1.3 Для стыковых узлов, выполненных заодно с деталью, за стыковой узел (фитинг) принимается часть всего узла до типичного для данного элемента конструкции сечения.
7.12 Усталостная прочность
7.12.1 Прочность, детальное проектирование и технологии изготовления конструкции должны обеспечить практически невозможность катастрофического разрушения вследствие усталости, в особенности в местах концентрации напряжений.
7.12.2 Каждый анализ, проводимый в соответствии с требованиями данного подраздела, должен основываться:
а) на типовом спектре эксплуатационного нагружения, ожидаемого в эксплуатации;
б) на перечне основных силовых элементов и отдельных узлов конструкции (и их критических мест), разрушение которых может привести к катастрофической ситуации;
в) на результатах расчета, подкрепленного результатами испытаний или испытаний основных силовых элементов конструкции и отдельных узлов, указанных 7.12.1.
7.12.3 При отсутствии других нормативных документов, включая методы определения соответствия, разработчик должен разработать специальные расчетные условия и план работ по обоснованию усталостной прочности и согласовать их с компетентным органом.
7.13 Флаттер, дивергенция, реверс органов управления, аэроупругая устойчивость БВС при взаимодействии с системой управления
7.13.1 Должно быть доказано специальными исследованиями (расчетами, испытаниями моделей, частотными испытаниями планера или его частей), что во всем диапазоне полетных весов БВС и на всех высотах полета исключена возможность возникновения флаттера, реверса органов управления и дивергенции до скорости VD, увеличенной в 1,2 раза.
7.13.1.1 Требование 7.13.1 должно выполняться как при исходном варианте конструкции, так и при изменении некоторых ее параметров, влияющих на критическую скорость флаттера. Перечень параметров и степень их изменения устанавливается на основе опыта обеспечения безопасности от флаттера аналогичных конструкций и по результатам проведения специальных исследований, но в их число обязательно должны быть включены:
а) жесткость на кручение и расстояние от оси жесткости до центра тяжести сечений основной поверхности;
б) демпфирование, массовая балансировка и люфт жесткой части проводки управления от сервомеханизмов для всех органов управления.
7.13.1.2 Результаты расчетов и испытаний моделей должны быть скорректированы по результатам частотных испытаний БВС или его частей.
7.13.1.3 Фактическая массовая балансировка всех органов управления должна подтверждаться в соответствии со специальной инструкцией.
7.13.1.4 Расчеты и испытания моделей должны быть выполнены так, чтобы определить как симметричные, так и асимметричные формы флаттера, и их чувствительность к определяющим параметрам.
7.13.1.5 Для доказательства отсутствия флаттера допускается использовать результаты специальных летных испытаний на флаттер, проводимых вплоть до скорости VD. В этих испытаниях должно быть показано, что:
а) имело место необходимое для возбуждения лимитирующих форм флаттера и достаточное по уровню и темпу внешнее воздействие вплоть до скорости VD;
б) колебания конструкции БВС, возникающие вследствие внешних воздействий, показывают на отсутствие флаттера;
в) существует необходимый уровень демпфирования вплоть до VD;
г) не установлено большого и резкого падения уровня демпфирования при приближении к VD.
7.13.2 Летная проверка безопасности БВС от флаттера обязательна, если схема БВС необычна или в результате проведенных исследований в соответствии с 7.13.1 и настоящим пунктом будет иметь место одно из следующих условий:
а) флаттер возникает при скорости полета менее 1,25VD;
б) существует резкая зависимость критической скорости флаттера от определяющего параметра;
в) существует расхождение результатов расчетного и экспериментального исследований.
7.13.3 Для винтовых БВС с двигателями на крыле в динамической схеме должно учитываться наличие значительных аэродинамических, инерционных, упругих и демпфирующих сил, действующих на воздушный винт, двигатель и узлы его крепления. Безопасность от флаттера должна быть обеспечена не только для исходного состояния этих параметров, но и при некотором их изменении.
7.13.4 Должно быть показано отсутствие флаттера, дивергенции и реверса органов управления вплоть до VD для БВС после любого единичного разрушения, отказа или рассоединения в любой механической части системы управления, а также в системе противофлаттерного демпфера.
7.13.5 Для БВС, соответствующих требованиям критериев безопасного повреждения, приведенных в 6.38, должно быть показано расчетом или испытаниями, что исключена возможность возникновения флаттера до скорости VD/MD при усталостном повреждении или частичном, заведомо обнаруживаемом разрушении одного из основных элементов конструкции.
7.13.6 При изменении типовой конструкции, которое может повлиять на флаттерные характеристики, невозможность возникновения флаттера, реверса органов управления и дивергенции может быть показано только на основе анализа, основанном на ранее одобренных материалах.
7.13.7 При всех предусмотренных конфигурациях и для всех полетных масс, высот и режимов полета, начиная с наземных и вплоть до полета на скорости VD/MD, должна быть обеспечена устойчивость БВС при взаимодействии конструкции планера с САУ в диапазоне частот упругих колебаний планера.
7.13.7.1 Для обеспечения данной устойчивости АФЧХ разомкнутого контура "БВС - САУ" должна удовлетворять следующему условию: при изменении аргумента (фазы) в пределах от минус 60° до плюс 60° модуль (амплитуда) АФЧХ не должен превышать 0,5. Положение критической точки частотного критерия устойчивости принято в правой полуплоскости (см. рисунок 1).
Примечание - Wр - АФЧХ разомкнутого контура; ReWр - действительная составляющая АФЧХ; ImWр - мнимая составляющая АФЧХ.
Рисунок 1 - Частотный критерий устойчивости
разомкнутого контура "БВС - САУ"
7.13.7.2 При этом, если в результате проведенных расчетных и наземных исследований установлено, что при нахождении АФЧХ в правой полуплоскости ее модуль превышает 0,3, выполнение указанного выше условия должно быть обязательно подтверждено результатами летных испытаний.
7.14 Прочность крыла с обшивкой
Прочность крыла с обшивкой, воспринимающей нагрузки, должна быть доказана результатами статических испытаний или комбинацией результатов статических испытаний и расчета на прочность конструктивных элементов.
7.15 Поверхности управления
7.15.1 Доказательство прочности
7.15.1.1 При обосновании прочности поверхностей управления должны быть предоставлены результаты испытаний на эксплуатационные нагрузки как самих поверхностей управления, так и "кабанчиков" или фитингов, к которым крепятся элементы системы управления.
7.15.1.2 В расчетах на прочность нагрузки предварительной затяжки расчалок должны учитываться точным расчетом или расчетом в запас.
7.15.2 Установка
7.15.2.1 Отклоняемые поверхности должны быть установлены таким образом, чтобы исключалось взаимодействие между любыми поверхностями, их креплениями или прилегающими неподвижными элементами конструкции, когда одна из поверхностей находится в наиболее критическом положении, а другие отклоняются во всем допустимом диапазоне.
7.15.2.2 При применении управляемого стабилизатора для него должны быть предусмотрены упоры, ограничивающие диапазон его отклонений такими углами, которые обеспечивают безопасность полета и посадки.
7.15.3 Узлы подвески
7.15.3.1 Узлы подвески поверхностей управления, за исключением шарниров с шариковыми и роликовыми подшипниками, должны иметь коэффициент безопасности не менее 6,67 к пределу прочности на смятие наиболее мягкого материала, использованного в опоре.
7.15.3.2 В шарнирах с шариковыми или роликовыми подшипниками не должны превышаться утвержденные номинальные характеристики подшипников.
7.15.3.3 Узлы подвески должны иметь достаточную прочность и жесткость, чтобы воспринимать нагрузки, параллельные оси шарниров как в 6.23.
7.15.4 Весовая компенсация
Крепежные элементы и узлы крепления сосредоточенных весовых балансиров, используемых в конструкции поверхностей управления, должны быть рассчитаны на следующие перегрузки:
а) равные 24 g и действующие перпендикулярно к плоскости поверхности управления;
б) равные 12 g и действующие в продольном (по отношению к БВС) направлении;
в) равные 24 g и действующие параллельно оси, проходящей через узлы подвески.
7.16 Системы управления
7.16.1 Общие положения
7.16.1.1 Механические элементы системы управления должны работать легко, плавно и четко выполнять заданные функции.
7.16.1.2 Каждый механический элемент системы управления полетом должен иметь оценку усталостной прочности не менее заявленной продолжительности эксплуатации БВС, если иное не согласовано с компетентным органом. Это должно быть подтверждено испытаниями на усталостную прочность.
7.16.2 Системы улучшения устойчивости, автоматические системы
7.16.2.1 Должна быть предусмотрена отчетливо различимая внешним пилотом при ОУЭ сигнализация любого отказа в системе улучшения устойчивости или в любой другой автоматической системе, который может повлечь за собой аварийные условия. Системы сигнализации не должны приводить в действие системы управления.
7.16.2.2 Конструкция системы улучшения устойчивости или любой другой автоматической системы должна обеспечивать возможность вмешательства внешним пилотом СВП в управление в начальной стадии отказа, не требуя от него исключительного умения, путем отключения системы или ее поврежденной части.
7.16.2.3 Следует показать, что после любого одиночного отказа системы улучшения устойчивости или любой другой автоматической системы:
а) БВС безопасно управляется, если отказ или неисправность происходит на любой скорости или высоте в пределах установленных эксплуатационных ограничений, которые являются критическими для рассматриваемого отказа;
б) требования к управляемости и маневренности удовлетворяются в пределах эксплуатационных режимов (например, скорости, высоты, нормальных перегрузок и конфигураций БВС), которые оговорены в ЛР;
в) характеристики балансировки, устойчивости и сваливания не выходят за пределы, в которых обеспечивается безопасное продолжение полета и посадка.
7.16.3 Основная система управления
Основная система управления полетом используется для изменения пространственного положения по тангажу, крену и курсу БВС.
7.16.4 Упоры
7.16.4.1 Системы управления должны быть снабжены упорами для надежного ограничения диапазона отклонения подвижных аэродинамических поверхностей, входящих в состав системы управления.
7.16.4.2 Расположение упоров должно быть таким, чтобы изменение диапазона перемещения поверхности управления вследствие износа, слабины или разрегулировки натяжных устройств не оказывало отрицательного влияния на характеристики управления.
7.16.4.3 Упоры должны выдерживать нагрузки, соответствующие расчетным условиям для системы управления.
7.16.5 Системы балансировки
7.16.5.1 Должны быть приняты меры предосторожности для предотвращения непреднамеренного, неправильного или резкого отклонения рулей САУ.
7.16.5.2 Балансировочные устройства должны быть спроектированы так, чтобы при отказе любого одного элемента трансмиссии или соединения основной САУ, управляемость БВС была приемлемой для безопасного полета и посадки с устройствами продольной и путевой балансировок.
7.16.5.3 Должно быть продемонстрировано, что БВС безопасно управляется и может выполнять все маневры и действия, необходимые для безопасной посадки после любого возможного в эксплуатации самопроизвольного ухода системы балансировки из заданного положения, учитывая запаздывание действий приводов по времени, связанное с распознаванием увода системы балансировки. Демонстрация должна выполняться при критических весах и центровках БВС.
7.16.6 Стопоры в системе управления
Если конструкция предусматривает блокировку системы управления БВС на земле, то:
а) должны быть предусмотрены средства, чтобы предупредить внешний экипаж о включении стопора;
б) устройство должно иметь средство, предотвращающее возможность его случайного включения в полете.
7.16.7 Статические испытания на расчетную нагрузку
7.16.7.1 Соответствие требованиям настоящего стандарта должно быть доказано испытаниями на расчетные нагрузки, при которых:
а) выбором направления испытательных нагрузок создаются наиболее неблагоприятные условия нагружения системы управления;
б) испытаниям подвергаются также все узлы, ролики и кронштейны, используемые для крепления системы к основной конструкции.
7.16.7.2 Соответствие специальным коэффициентам для соединений системы управления, имеющих угловое перемещение, должно быть доказано расчетами или отдельными статическими испытаниями.
7.16.8 Испытания на функционирование
7.16.8.1 В функциональных испытаниях системы управления должно быть показано, что при нагрузках, приведенных в 7.16.8.2, в системе управления не возникает:
а) заедания;
б) сил трения, превышающих допустимые значения;
в) отклонения органов управления от допустимых значений;
г) недопустимого люфта.
7.16.8.2 В испытаниях необходимо прикладывать следующие нагрузки:
а) для системы управления нагрузки должны быть равны меньшей предельной нагрузке (силе), выбираемой из предельной воздушной нагрузки для соответствующей ей поверхности управления или предельных усилий сервопривода;
б) для вспомогательных органов управления нагрузки не должны быть менее допускаемого максимального усилия в сервоприводе.
7.16.9 Элементы системы управления
7.16.9.1 Все элементы системы управления должны быть сконструированы и установлены таким образом, чтобы исключалось заклинивание, заедание и влияние на них ПН и незакрепленных элементов конструкции, а также образование влаги в местах, где ее замерзание может вызвать отказ системы управления.
7.16.9.2 Должны быть приняты меры, предотвращающие попадание посторонних элементов в места, где они могут вызвать заклинивание системы управления.
7.16.9.3 Должны быть приняты меры, предотвращающие удары тросов или тяг о другие элементы БВС.
7.16.9.4 Все элементы системы управления полетом должны иметь четкую и постоянную маркировку и быть спроектированы так, чтобы свести к минимуму вероятность неправильной сборки, которая привела бы к нарушению функционирования системы управления.
7.16.9.5 Элементы системы управления БВС должны быть стойкими к внешним и внутренним источникам электромагнитного воздействия в соответствии с 10.12.
7.16.10 Пружинные устройства
Если отказ пружины, применяемой в системе управления, может вызвать флаттер или отрицательно повлиять на безопасность полета, то надежность любого такого пружинного устройства должна быть показана результатами испытаний, моделирующих условия эксплуатации.
7.16.11 Тросовые системы
7.16.11.1 Тросы, узлы крепления тросов, заплетки, тандеры и ролики должны быть стандартного типа и должны соответствовать следующим требованиям:
а) в основных системах управления должны применяться тросы, соответствующие требованиям 7.16.7;
б) тросовые системы должны быть спроектированы таким образом, чтобы при эксплуатации во всем диапазоне перемещений и изменений температуры не возникало недопустимых натяжений;
в) должен быть обеспечен визуальный осмотр всех направляющих, роликов, наконечников и тандеров.
7.16.11.2 Тип и размер ролика должны соответствовать применяемому тросу. Для предотвращения смещения и перехлестывания тросов даже при наличии провисания тросов, должны быть установлены предохранительные устройства. Во избежание трения троса о реборду ролика все ролики должны находиться в одной плоскости с тросом.
7.16.11.3 Направляющие тросов должны быть установлены таким образом, чтобы возникали изменения направления троса более чем на 3°.
7.16.11.4 В системах управления не должны применяться находящиеся под воздействием нагрузки или имеющие подвижность серьги с осевыми шпильками, законтренные только шплинтами.
7.16.11.5 Тандеры должны устанавливаться на участках троса, не имеющих угловых перемещений во всем диапазоне хода троса.
7.16.12 Соединения
7.16.12.1 Соединения проводки управления (в системах с жесткой проводкой), которые имеют угловые перемещения, за исключением соединений с шариковыми и роликовыми подшипниками, должны иметь специальный коэффициент безопасности не менее 3,33 по отношению к пределу прочности самого мягкого материала, применяемого в соединении. Этот коэффициент безопасности может быть снижен до 2 для соединений систем управления, использующих тросы. Для шариковых и роликовых подшипников эксплуатационные характеристики не должны превышать утвержденных номинальных характеристик.
7.16.12.2 Все эластомерные подшипники должны:
а) выдерживать все ожидаемые нагрузки и внешние условия;
б) соответствовать перечню разрешенных серийных изделий.
7.16.13 Система управления закрылками
7.16.13.1 Системы управления закрылками должны быть спроектированы таким образом, чтобы отклонение закрылков осуществлялось только в случае целенаправленного управляющего сигнала или воздействия, связанного с работой автоматического устройства, предназначенного для ограничения нагрузок на закрылок.
7.16.13.2 При установившихся или изменяющихся скоростях полета, мощности двигателей и пространственном положении БВС скорость перемещения закрылков при управляющем воздействии внешнего пилота или бортового комплекса управления должна обеспечивать удовлетворительные пилотажные и летные характеристики.
7.16.14 Взаимосвязь между закрылками
7.16.14.1 Основные закрылки и связанные с ними перемещаемые поверхности как система, должны удовлетворять следующим требованиям:
а) для синхронной работы между закрылками должна быть установлена механическая связь, на работу которой не оказывает влияние система привода закрылков или должна применяться другая одобренная сертификационным органом система синхронизации;
б) должны быть спроектированы так, чтобы отказ системы закрылков, вызывающий опасные режимы полета БВС, был практически невероятным.
7.16.14.2 Должно быть показано, что БВС обладает безопасными летными характеристиками при любой комбинации экстремальных положений индивидуально отклоняемых поверхностей (механически связанные поверхности должны рассматриваться как единая поверхность).
7.16.14.3 В случае применения механической связи на многодвигательных БВС она должна быть рассчитана на несимметричные нагрузки, возникающие в полете с неработающими двигателями, расположенными по одну сторону от плоскости симметрии, и при работе остальных двигателей на режиме взлетной мощности. Для однодвигательных БВС, а также для многодвигательных БВС, у которых влияние струи от винтов на закрылки отсутствует, можно допускать, что на одну сторону действует 100% критической воздушной нагрузки, а на другую - 70%.
7.16.14.4 Связь между закрылками должна быть рассчитана на нагрузки при неподвижных, заклиненных с одной стороны плоскости симметрии поверхностях закрылков, к которым прикладываются нагрузки при полной мощности приводящей системы, в то время как закрылки по другую сторону симметрии совершают перемещение.
7.17 Шасси
7.17.1 Общие положения
7.17.1.1 Если для обычных схем посадочных устройств (шасси) предлагаются новые решения, то процедура их приемки должна быть согласована с сертификационным органом.
7.17.1.2 Основные стойки шасси должны быть спроектированы таким образом, чтобы в случае их разрушения из-за превышения расчетных нагрузок на взлете или посадке (предполагается, что нагрузки действуют в направлении вверх и назад) разрушение было таким, чтобы утечка топлива из топливной системы не превышала количества, способного привести к возникновению пожара.
7.17.1.3 Соответствие требованиям 7.17.1.2 может быть показано результатами расчетных исследований, результатами испытаний или комбинацией обоих способов.
7.17.2 Испытания амортизации
7.17.2.1 Должно быть показано, что предельные коэффициенты перегрузки, принятые при проектировании в соответствии с 6.36.2 для взлетных и посадочных весов соответственно, не будут превышены. Это должно быть показано в испытаниях на поглощение энергии, за исключением следующих случаев, для которых допускается применять аналитический метод:
а) при увеличении взлетного и посадочного веса;
б) если шасси имеет тип колес, применение которых одобрено сертифицирующим органом на БВС, с аналогичными массогабаритными и летными характеристиками;
в) если в шасси используются рессоры из стали или композитных материалов или любые другие элементы для поглощения энергии, которые не существенно влияют на характеристики амортизатора при сжатии и растяжении;
г) если для шасси имеются соответствующие экспериментальные данные и подтверждения.
7.17.2.2 Шасси должно выдерживать эти испытания без разрушения, но при этом допускаются остаточные пластические деформации. Наличие резервной энергии поглощения должно быть показано в испытаниях, в которых предполагается, что подъемная сила крыла равна весу БВС, а скорость снижения в 1,2 раза превышает предельную скорость снижения. Для случаев, предусмотренных в соответствии с условиями, указанными в 7.17.2.1, вместо испытаний можно провести аналитические исследования.
7.17.3 Испытания на сброс при эксплуатационных условиях
7.17.3.1 Если соответствие 7.17.2.1 должно быть показано в испытаниях со свободным падением, то испытания на сброс должны быть проведены на укомплектованном БВС или на конструкции, собранной соответствующим образом из колес, пневматиков и амортизаторов при свободном падении с высоты h, м, значение которой должно быть не менее значения, вычисляемого по формуле
, (14)
где G/S - удельная нагрузка на крыло, кгс/м2.
7.17.3.2 Высота свободного падения не должна быть менее 0,235 м и может не превышать 0,475 м.
7.17.3.3 Если в испытаниях на сброс учитывается влияние подъемной силы крыла, то шасси сбрасывается с эффективным весом Ge, кгс, вычисляемым по формуле
, (15)
где h - высота свободного падения, м;
d - обжатие пневматика при ударе с давлением в пневматике, равном проектному, а также вертикальная составляющая перемещения оси колеса относительно сбрасываемой массы, м;
G = GM - вес для конструкции с основной стойкой шасси, равный статической нагрузке на конструкцию при горизонтальном положении БВС (если используется тип БВС с носовым колесом, то носовое колесо не должно касаться земли), кгс;
G = GT - вес для конструкции с хвостовой стойкой шасси, равный статической нагрузке на конструкцию при стоянке БВС с опущенной хвостовой частью, кгс;
G = GN - вес для конструкции с носовым колесом, равный вертикальной составляющей статической силы реакции, которая возникает в носовом колесе при предположении, что в центре тяжести БВС действует сила, направленная вниз, равная 1,0 g, а также сила, направленная вперед, равная 0,33 g;
L - отношение подъемной силы крыла к весу БВС, не превышающее 0,667.
7.17.3.4 При положениях шасси в испытательном стенде, соответствующих условиям посадки, и приложении нагрузки от сил торможения в испытаниях на сброс должен быть определен (допускается с запасом) предельный коэффициент инерционной перегрузки.
7.17.3.5 Значение d, используемое при вычислении Ge в формуле (15), не должно превышать фактического значения, полученного в испытаниях на сброс.
7.17.3.6 В испытаниях на сброс, указанных в 7.17.3.2, предельный коэффициент инерционной перегрузки n может быть определен по формуле
, (16)
где nj - перегрузка, равная сумме коэффициента перегрузки, создаваемого в испытаниях на сброс (т.е. ускорение (dv/dt), зарегистрированное в испытаниях на сброс, плюс 1,0);
G - вес БВС, кгс;
Ge - эффективный вес;
L - отношение подъемной силы крыла к весу БВС.
7.17.3.7 Предельная инерционная перегрузка n, определенная по формуле (16), не должна превышать эксплуатационной инерционной перегрузки, приведенной в 6.36.2 для условий посадки.
7.17.4 Динамические испытания на наземные нагрузки
7.17.4.1 Если соответствие требованиям 6.36.5, 6.36.6 и 6.36.7.5 в отношении наземных нагрузок доказывается путем испытаний на сброс, то должно быть проведено одно испытание на сброс в соответствии с настоящим подразделом, при этом высота сброса должна:
а) быть в 2,25 раза более высоты сброса по 7.17.3.1;
б) обеспечить перегрузку, в 1,5 раза превышающую эксплуатационную.
7.17.4.2 При расчете следует использовать критические условия посадки при всех расчетных условиях, указанных в 6.36.5, 6.36.6 и 6.36.7.5.
7.17.5 Испытания на сброс при поглощении максимальной энергии
7.17.5.1 Если соответствие требованию 7.17.2.2 к поглощению максимальной энергии доказывается испытаниями на свободное падение, то высота сброса должна не менее чем в 1,44 раза превышать указанную в 7.17.3.
7.17.5.2 Если влияние подъемной силы крыла представляется эквивалентным уменьшением веса, шасси должно сбрасываться с эффективным весом, равным Ge, кг, вычисляемым по формуле
, (17)
где h - высота свободного падения, м;
d - обжатие пневматика при ударе с давлением в пневматике, равном проектному, и вертикальная составляющая перемещения оси колеса относительно сбрасываемой массы, м;
G - вес, определяемый в соответствии с 7.17.3.3.
7.17.6 Система выпуска и уборки шасси
7.17.6.1 Для БВС с убирающимся шасси должны выполняться следующие требования:
а) механизмы уборки шасси и их узлы крепления должны быть рассчитаны на максимальные полетные нагрузки при убранном шасси и на сочетание нагрузок от трения, инерции, тормозного момента и аэродинамических нагрузок, возникающих во время уборки на любой воздушной скорости до 1,6VS1 с убранными закрылками и при любой перегрузке вплоть до указанной в 6.14 для условий полета с выпущенными закрылками;
б) шасси и механизм уборки, включая створки отсеков шасси, должны выдерживать полетные нагрузки, в том числе нагрузки, возникающие при всех условиях скольжения, указанных в 5.11, при выпущенном шасси на любой скорости до 1,6VS1 с убранными закрылками.
7.17.6.2 Замок шасси
Должны быть предусмотрены надежные средства (помимо давления жидкости или газа) для удержания шасси в выпущенном и убранном положении.
7.17.6.3 Аварийный выпуск
БВС с убирающимся шасси, должен иметь средства выпуска шасси для следующих случаев:
а) любого вероятного отказа в основной системе привода шасси;
б) любого вероятного отказа источника питания, который может помешать работе основной системы привода шасси.
7.17.6.4 Испытания на работоспособность
Нормальная работа механизма уборки должна быть доказана путем испытаний на работоспособность (функционирование) на скоростях до максимальной скорости, при которой может производиться выпуск и уборка шасси VLO.
7.17.6.5 Указатель положения
Если БВС имеет убирающееся шасси, должен быть предусмотрен указатель положения шасси или другие устройства, информирующие экипаж БВС о том, что каждая опора шасси зафиксирована в выпущенном (или убранном) положении. Если используются датчики положения, то их расположение и соединение с элементами шасси должно исключать ошибочную индикацию "ВЫПУЩЕНО И ЗАФИКСИРОВАНО", если любая опора шасси не выпущена полностью, или индикацию "УБРАНО И ЗАФИКСИРОВАНО", если любая опора шасси не полностью убрана.
7.17.6.6 Оборудование, установленное в нишах шасси
Если ниша шасси используется для установки оборудования, отличного от опор шасси, это оборудование должно быть спроектировано и установлено таким образом, чтобы минимизировать повреждения его вследствие разрыва пневматика или отслоения протектора, а также воды и грязи, которые могут присутствовать в нише шасси.
7.17.7 Колеса
7.17.7.1 Максимальная по техническим условиям стояночная нагрузка каждого колеса должна быть не менее соответствующей статической реакции земли:
а) при расчетном максимальном весе БВС;
б) при критической центровке.
7.17.7.2 Максимальная по техническим условиям эксплуатационная нагрузка каждого колеса должна быть равна или больше максимальной эксплуатационной радиальной нагрузке, определенной согласно соответствующим требованиям к наземным нагрузкам.
7.17.7.3 Конструкция колес и тормозов должна обеспечивать их работоспособность при попадании в тормоза воды, грязи либо иметь надежную защиту от их попадания.
7.17.8 Пневматики
7.17.8.1 Каждое колесо шасси должно иметь пневматик утвержденного типа, характеристики которого (статические и динамические) не превышаются в следующих случаях:
а) при нагрузке на пневматик каждого основного колеса (подлежащей сравнению со статическими характеристиками, утвержденными для таких пневматиков), равной статической реакции земли при расчетном максимальном весе и критической центровке;
б) при нагрузке на пневматик носовых колес (сравниваемой с динамическими характеристиками, которые установлены для подобных пневматиков), равной реакции, полученной на носовом колесе при следующих условиях:
1) вес БВС сосредоточен в наиболее критическом положении центра тяжести и находится под действием сил 1,0G вниз и 0,31 G вперед (где G - расчетный максимальный вес, кгс);
2) реакции между носовыми и основными колесами распределены по принципам статики;
3) реакция торможения на земле приложена только к тормозным колесам.
7.17.8.2 Если применены пневматики специальной конструкции, то это должно быть отмечено на колесах ясной и хорошо видимой маркировкой. Маркировка должна содержать указания о типе пневматика, размерах, количестве слоев и опознавательное клеймо самого пневматика.
7.17.8.3 На убирающемся шасси все пневматики, при их максимально возможных в эксплуатации размерах, должны иметь зазор с расположенными рядом конструкциями и системами, достаточный для исключения контакта между пневматиком и любой частью конструкции или системы.
7.17.9 Тормоза
Величина кинетической энергии, поглощаемой тормозной установкой каждого основного колеса при посадке, должна быть не менее величины поглощения кинетической энергии торможения, значения которой могут быть определены одним из следующих способов:
а) определением значения поглощаемой кинетической энергии торможения точным расчетом в запас при расчетном посадочном весе на основе анализа последовательности ожидаемых во время посадки обстоятельств;
б) вместо рационального анализа поглощаемую кинетическую энергию тормозной установкой каждого основного колеса Ek, кгс·м, допускается вычислить по формуле:
, (18)
где G - расчетный посадочный вес, кгс;
V - скорость БВС, м/с, скорость V должна быть не менее VS0 (скорости сваливания при неработающих двигателях на уровне моря при расчетном посадочном весе и посадочной конфигурации);
N - количество основных колес с тормозами;
в) тормозной трос, задерживающая сеть или другие нестандартные тормозящие или задерживающие устройства не входят в условия определения поглощаемой энергии тормозными установками колес, и должны относиться к категории особых условий. Устройство любой задерживающей системы должно гарантировать, что она затормозит ЛА без приложения сил и ускорений, превышающих те, на которые рассчитаны его конструкция и внутреннее оборудование.
7.17.9.1 Тормоза должны исключать возможность качения колес по ВПП с искусственным покрытием при работе критического двигателя на взлетной мощности, но не требуется, чтобы они исключали движение БВС с заторможенными колесами.
7.17.9.2 При определении посадочной дистанции в соответствии с требованиями 5.18 давление в тормозной системе колеса не должно превышать давления, указанного изготовителем колеса.
7.17.9.3 Если на БВС установлены противоюзовые устройства, то они и взаимодействующие с ними системы должны быть спроектированы так, чтобы исключалась опасная потеря способности торможения или путевой управляемости БВС при вероятной единичной неисправности этих устройств и систем.
7.17.9.4 Прерванный взлет на VRF не должен приводить к опасным или более серьезным условиям отказа.
7.17.10 Управление носовым/хвостовым колесом при рулении
7.17.10.1 Если предусмотрено управление носовым/хвостовым колесом, необходимо продемонстрировать, что оно работает надлежащим образом при взлете и посадке при боковом ветре и в случае отказа двигателя, или его применение должно быть ограничено маневрированием на малых скоростях.
7.17.10.2 Перемещение органа управления колесом не должно мешать правильной уборке/выпуску шасси.
7.18 Полезная нагрузка и отсеки оборудования
7.18.1 Остекление и обтекатели
Конструкции остекления отсеков БВС и антенных обтекателей радиолокационной станции должны быть выполнены с учетом воздействия полетных факторов и функциональных требований:
а) условий длительного и циклического нагружения остекления;
б) характеристик используемых материалов;
в) воздействия температуры и температурных градиентов;
г) целостности конструкции БВС для восприятия эксплуатационных нагрузок от наддува конструкции и исключения трещин и разрывов;
д) остекления камер обзора, предназначенных для обеспечения безопасности полета, и датчиков должны быть свободны от запотевания, обледенения и других затенений для надежной эксплуатации на всех фазах полета. Они должны быть сконструированы так, чтобы противостоять повреждению от птиц, града, обломков покрытия ВПП.
7.18.2 Створки и люки
Каждая створка и люк ПН должны соответствовать следующим требованиям:
а) должны быть предусмотрены средства запирания и стопорения каждой створки и люка, включая люки ПН и обслуживания, против самопроизвольного открытия в полете, в результате неисправности одного конструктивного элемента запирания;
б) должен быть обеспечен прямой визуальный контроль запорного устройства, чтобы определить, что створка или люк полностью закрыты и застопорены и исключено открытие двери. Предусмотренные средства должны быть различимы при освещении в условиях эксплуатации членами экипажа, использующими электрофонарь или эквивалентный источник света.
7.18.3 Отсеки полезной нагрузки
7.18.3.1 Каждый отсек ПН должен быть рассчитан на максимальный указанный в его трафарете вес содержимого и критическое распределение нагрузки при соответствующих максимальных перегрузках, относящихся к установленным условиям нагружения в полете и на земле.
7.18.3.2 Должны быть предусмотрены средства для предотвращения опасного смещения содержимого отсека и защиты от него всех органов управления, проводки, трубопроводов, оборудования и вспомогательных агрегатов, поломка или повреждение которых может повлиять на безопасность полета.
7.19 Герметизируемые отсеки
7.19.1 Клапаны
В случае необходимости защиты конструкции герметизируемые отсеки должны иметь следующие клапаны (или их эквиваленты):
а) предохранительный клапан (или его эквивалент) для автоматического ограничения положительного перепада давления до заданного значения при максимальной скорости потока, производимого источником давления. Перепад давления является положительным, когда внутреннее давление превышает внешнее;
б) резервный предохранительный клапан перепада давления для предотвращения отрицательного перепада давления, которое может повредить конструкцию.
7.19.2 Испытания на герметичность
7.19.2.1 Испытания на прочность
Весь герметизируемый отсек, включая дверцы, окна, фонарь и клапаны, должен быть испытан как герметичная конструкция на перепад давления, определенный в 6.18.4.
7.19.2.2 Функциональные испытания
Должны быть выполнены следующие функциональные испытания:
а) испытания на функционирование и пропускную способность клапанов положительного и отрицательного перепадов давления;
б) испытания системы герметизации, чтобы показать надлежащее функционирование в каждом возможном условии по давлению, температуре и влажности, вплоть до максимальной высоты, для которой требуется сертификат.
7.20 Пожарная защита
7.20.1 Общие положения
Требования противопожарной защиты БВС должны быть выполнены с целью минимизировать риски возникновения пожара, который может привести к неуправляемому полету БВС, его разрушению или нанесению ущерба третьим лицам. Необходимо подтвердить, что удовлетворяется основное соответствие этим требованиям, в частности:
а) электрическая система и силовая установка (включая смежные агрегаты) разработаны надлежащим образом (см. 8.17.1, 10.9.4);
б) должна быть разработана защита (изоляция) критических для безопасности полета конструкций и систем (таких как система управления полетом);
в) должны быть учтены при разработке воспламеняемость, токсичность, влияние дыма и температурное разрушение материалов.
7.20.2 Внутренняя отделка отсеков
7.20.2.1 Материалы в отсеках БВС должны быть, по меньшей мере, самозатухающими.
7.20.2.2 Стенки отсека, находящиеся рядом с горячими источниками, должны быть изготовлены из огнестойких материалов или облицованы огнестойкими материалами.
7.20.2.3 Трубопроводы, баки или оборудование, содержащие топливо, масло или другие воспламеняющиеся жидкости, не должны устанавливаться в таких отсеках, где не предусмотрены надлежащие экраны, изоляция или иные средства защиты с тем, чтобы любая поломка или отказ перечисленных в настоящем подпункте видов оборудования не создавали опасности возникновения пожара.
7.20.3 Защита от пожара систем с воспламеняющимися жидкостями
7.20.3.1 В каждой зоне, куда возможно скопление воспламеняющихся жидкостей или их паров из-за утечки в жидкостной системе, должны находиться средства, снижающие до минимума вероятность воспламенения этих жидкостей и паров, а также уменьшающие опасность, если произойдет воспламенение.
7.20.3.2 Соответствие требованиям 7.20.3.1 должно быть доказано путем анализа или испытаний, при которых должны быть рассмотрены следующие факторы:
а) возможные источники и пути утечки жидкости и средства обнаружения утечки;
б) характеристики воспламеняемости жидкостей, включая влияние любых горючих или поглощающих материалов;
в) возможные источники воспламенения, включая неисправности в электросистеме, перегрев оборудования, статическое электричество, молнию (систему освещения) и неправильное срабатывание защитных устройств;
г) имеющиеся средства ограничения пожара, такие как перекрывание потока жидкости, отключение оборудования или огнестойкие кожухи;
д) способность тех компонентов БВС, которые являются критическими с точки зрения безопасности полета, выдерживать пожар и нагрев;
е) должна быть определена и указана каждая зона, куда возможно попадание воспламеняющихся жидкостей или их паров из-за утечки в жидкостной системе.
7.20.4 Противопожарная защита элементов управления полетом и других частей конструкции БВС
Органы управления полетом, подмоторные рамы и другие элементы конструкции, обеспечивающие полет и расположенные в двигательном отсеке, должны быть изготовлены из огнеупорного материала или экранированы так, чтобы они могли выдержать воздействие пламени с температурой 1100 °C в течение 15 мин. Узлы крепления двигателя должны удерживать двигатель, если неогнестойкие части его узлов крепления разрушатся во время пожара.
7.21 Электрическая металлизация и защита от молнии и статического электричества
7.21.1 Конструкция БВС должна быть защищена от катастрофических воздействий молнии и статического электричества. Должен быть выполнен анализ защиты от молнии, результаты которого одобряются компетентным органом. Электрическая металлизация должна быть предусмотрена для предохранения от возможного возникновения разности потенциалов между компонентами силовой установки, включая топливные и другие баки, а также других важных частей БВС.
7.21.2 Площадь поперечного сечения медных лент металлизации, связывающих части конструкции, не должна быть менее 1,3 мм2.
7.21.3 Для металлических деталей при проверке выполнения требований 7.21.1 должно быть показано следующее:
а) металлизация деталей и их заземление с каркасом выполнены правильно;
б) проектирование элементов конструкции выполнено таким образом, что при попадании молнии невозможны катастрофические ситуации.
7.21.4 Для неметаллических деталей при проверке выполнения требований 7.21.1 должно быть показано что:
а) проектирование элементов конструкции выполнено таким образом, что эффект при попадании молнии минимален;
б) растекание возникающего электрического тока не допускает возможности возникновения катастрофической ситуации.
7.21.5 На БВС должны быть предусмотрены меры (электростатические разрядники, покрытия, перемычки и пр.), обеспечивающие стекание электростатического заряда при полете в облаках слоистых форм и в осадках без нарушения нормальной работы радиоэлектронного оборудования.
7.21.6 Должны быть предусмотрены средства металлизации для соединения БВС с наземным заправочным оборудованием.
Подписаться на обновления