民用飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)適航驗證概論
定 價:66 元
叢書名:大飛機出版工程
- 作者:路遙 著 趙越讓 編
- 出版時間:2013/12/1
- ISBN:9787313107299
- 出 版 社:上海交通大學(xué)出版社
- 中圖法分類:V257
- 頁碼:217
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
《大飛機出版工程:民用飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)適航驗證概論》從民用飛機復(fù)合材料基礎(chǔ)知識和適航驗證體系入手,系統(tǒng)介紹復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的特性和設(shè)計準則、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的適航驗證要求和方法,重點介紹復(fù)合材料的材料規(guī)范驗證、工藝規(guī)范驗證、結(jié)構(gòu)積木式驗證方法、疲勞和損傷容限驗證方法。同時概述了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的氣動彈性適航驗證、防火、適墜性、閃電防護和結(jié)構(gòu)修理相關(guān)的內(nèi)容。
《大飛機出版工程:民用飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)適航驗證概論》可供從事民用飛機設(shè)計、研究和制造的工程技術(shù)人員、適航審定人員以及航空工程相關(guān)專業(yè)的學(xué)生使用。
復(fù)合材料以其獨特的性能在航空航天結(jié)構(gòu)中獲得越來越廣泛的應(yīng)用,今天這種發(fā)展趨勢更是有增無減,其巨大的結(jié)構(gòu)減重潛力,較高的比強度、比剛度特征以及廣泛的可設(shè)計性都是其他材料不可比擬的。先進復(fù)合材料結(jié)構(gòu)占飛機結(jié)構(gòu)總量的比例,在某種程度上成為評價該飛機性能的重要技術(shù)指標,也標志著該飛機設(shè)計制造廠家(國家)的工業(yè)技術(shù)的先進程度和實力。
盡管復(fù)合材料用于航空器結(jié)構(gòu)擁有諸多優(yōu)勢,例如可設(shè)計性好、比強度/比模量高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕、疲勞性能好;但是復(fù)合材料也存在材料形成和結(jié)構(gòu)成型工藝高度融合、多向異性和非線性的力學(xué)性能、材料分散性大、工藝參數(shù)對材料性能影響大、構(gòu)造細節(jié)對結(jié)構(gòu)強度影響大的特點。站在適航審定工作的角度看,這些特點要求對飛機用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的適航驗證需要額外考慮更多的內(nèi)容,更加充分地試驗實證和技術(shù)細節(jié)把握,這也使得相較于傳統(tǒng)的金屬材料結(jié)構(gòu),復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的適航驗證難度更大。
本書旨在站在適航審定當局工作人員的立場,討論與民用飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)適航驗證相關(guān)的基本概念、適航要求及其驗證方法。在民用航空制造業(yè)發(fā)達的國家,通常是先有大量的設(shè)計實踐、設(shè)計驗證經(jīng)驗和使用經(jīng)驗,然后再總結(jié)出一套行之有效的適航標準和驗證方法,用于指導(dǎo)后來的設(shè)計實踐活動和確定設(shè)計所應(yīng)達到的安全水平。在這個過程中,為什么這樣定適航標準、適航標準定成什么樣、如何做能夠滿足適航標準同步發(fā)展和不斷積累。這也就是人們常說的,解決了標準是什么(what)、如何做(how)和為什么(why)這樣的問題。作為民用航空制造業(yè)的后來者,我們?nèi)栽诓粩嗝鳌W鳛檫m航審定當局的工作人員,我覺得應(yīng)當將自己了解到的國際上對于飛機用復(fù)合材料的適航審定有什么標準、有什么驗證方法的實踐經(jīng)驗介紹出來,先解決是什么的問題;然后,在國內(nèi)民用飛機研制和適航審定過程中,與民用航空工業(yè)部門共同探討如何做和為什么要這樣的問題。這正是編寫本書的目的。
本書能夠面世首先要感謝中國商飛公司適航管理部的趙越讓部長,要不是他的引薦、鼓勵和支持,我從沒有想過能將自己的積攢的一點想法編寫成書。本書還要感謝北京航空航天大學(xué)的諸位師長,是他們將我領(lǐng)進門,使我知道了“復(fù)合材料”這個詞匯和背后的故事;感謝中國民航適航審定系統(tǒng)的諸位領(lǐng)導(dǎo)和同事,正是他們?yōu)槲覄?chuàng)造了眾多的機會去學(xué)習、了解國際適航業(yè)界的信息,也正是在與他們共同工作的過程中幫助我逐步了解了適航的知識。
這還是一本“催”出來的書。感謝上海交通大學(xué)出版社的錢方針、劉怡錦兩位老師,沒有她們不厭其煩地催促,我?guī)缀蹙鸵艞;正是她們的“不放棄”,讓我發(fā)現(xiàn)自己這樣一個嚴重的Pr。CraStinad。n(拖延癥)患者也還有治愈的希望。同時還要感謝她們在本書編寫過程中在文字和成書的編寫規(guī)范上給予我的大量指導(dǎo)。
同時,我還要感謝我的家人,特別是我的太太和女兒,感謝她們在我完不成任務(wù)時忍受我的壞脾氣。這本書就要完稿了,我將會有更多的時間陪伴她們。
當然,受水平所限制,本書仍然存在諸多的錯誤和疏漏。就在本書完稿的一刻,我依然有所膽怯,就怕拿出的拙作貽笑大方。但是那個從小就學(xué)過的愛因斯坦的三個小板凳的故事給了我莫大的勇氣。是的,即使想到親愛的讀者您面對本書的錯誤和疏漏會皺眉和搖頭嘆氣,我依然會告訴自己,在我的計算機旦還有更糟糕的“兩個小板凳”,它們見證了我努力的過程。聽而易忘,見而易記,做而易懂。我想,能將自己在適航審定過程中所聽到的、見到的、做過的關(guān)于復(fù)合材料適航審定的知識拿出來分享,對我們的民機研制和適航審定工作何嘗不是一個小小的貢獻呢?
路遙
2013年12月于北京
路遙,高級工程師,畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)材料與科學(xué)工程專業(yè),獲碩士學(xué)位,現(xiàn)就職于中國民航科學(xué)技術(shù)研究院。曾參與“民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定”(CCAR21)、“運輸類飛機適航標準”(CCAR25)等多部適航規(guī)章的編寫工作;參與空客A380飛機、巴西ERJ190/195等飛機的型號認可審定工作;擔任ARJ21—700國產(chǎn)新支線飛機型號合格審定委員會秘書和結(jié)構(gòu)強度專業(yè)組審查代表;擔任C919大型客機型號合格審定委員會委員;以及承擔多項適航審定驗證技術(shù)研究。發(fā)表國際國內(nèi)論文數(shù)十篇,參與航空安全課題研究,分別獲得中國民用航空科學(xué)技術(shù)一等獎(2次),三等獎(1次)。
1 民用飛機適航概論
1.1 適航的基本概念
1.2 適航當局及其適航法規(guī)體系
1.3 民用飛機適航標準和審定程序
1.4 本章小結(jié)
2 民用飛機復(fù)合材料概述
2.1 復(fù)合材料的概述
2.2 復(fù)合材料的制造工藝
2.3 復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ)
2.4 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.5 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷檢查和修理
2.6 復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用
2.7 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的相關(guān)適航要求
2.8 本章小結(jié)
3 復(fù)合材料的材料性能及驗證
3.1 材料的適航標準
3.2 材料性能的表征
3.3 基于統(tǒng)計算法的材料性能
3.4 復(fù)合材料的材料規(guī)范
3.5 本章小結(jié)
4 復(fù)合材料的工藝及驗證
4.1 工藝的適航標準
4.2 復(fù)合材料固化和壓實工藝
4.3 復(fù)合材料工藝過程控制
4.4 復(fù)合材料的工藝驗證
4.5 工藝規(guī)范及其格式
4.6 過程控制文件(PCD)介紹
4.7 本章小結(jié)
5 復(fù)合材料的等同驗證
5.1 AGATE、NCAMP介紹
5.2 等同認證的標準
5.3 加強取樣和縮減取樣的要求
5.4 等同鑒定程序
5.5 材料的等效性和驗收測試
5.6 本章小結(jié)
6 材料供應(yīng)商的質(zhì)量監(jiān)控與復(fù)合材料的質(zhì)量控制
6.1 對供應(yīng)商質(zhì)量的監(jiān)控
6.2 復(fù)合材料的質(zhì)量控制
6.3 新材料或工藝過程的取證
6.4 本章小結(jié)
7 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)“積木式”驗證方法
7.1 概述
7.2 積木式驗證方法的實例
7.3 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)靜強度驗證
7.4 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)靜強度驗證試驗
7.5 本章小結(jié)
8 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的疲勞和損傷容限
8.1 損傷的定義
8.2 損傷的特點
8.3 損傷和強度的關(guān)系
8.4 裂紋的增長
8.5 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)疲勞和損傷容限驗證實例
8.6 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的修理
8.7 本章小結(jié)
9 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)驗證的其他考慮
9.1 顫振和氣彈穩(wěn)定性
9.2 濕熱環(huán)境
9.3 太陽光/熱輻射環(huán)境
9.4 閃電防護
9.5 適墜性
9.6 易燃性
9.7 本章小結(jié)
參考文獻
縮略語
索引
1.3 民用飛機適航標準和審定程序
了解到上述的內(nèi)容就能知道,本書在討論民用飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)適航驗證時主要是從適航當局頒布的適航標準的角度討論。那么,這么多的適航當局頒發(fā)了各自的適航標準,本書要采用什么適航標準從哪些角度來討論呢?這就涉及本節(jié)的適航標準選取、標準體系、標準內(nèi)容簡介的相關(guān)知識了。
1.3.1 全球單一適航標準之路
目前,除了對于滑翔機、氣球等較小的產(chǎn)品外,世界上的適航標準體系主要包括歐美兩大體系,其他各國都以這兩大體系之一為基礎(chǔ)加上各國的附加國家要求建立自己的適航標準體系。
例如,俄羅斯的適航標準(IAC AR)就是以美國的適航標準為基礎(chǔ),同時附加了諸如西伯利亞高寒氣候條件下的運行、粗糙跑道運行等特殊氣候條件下的一些附加要求。加拿大、巴西則以直接采納美國的適航標準的形式確定其適航標準體系。
近二十年,各國航空當局一直在尋求協(xié)調(diào)航空規(guī)章的途徑。多年來,航空業(yè)界出示數(shù)據(jù)表明,由于附加的國家要求和各個國家不同的合格審定要求所產(chǎn)生的多重審定/重復(fù)審定盡管帶來了高昂的成本,卻并沒有提供更多的安全價值。為此,航空業(yè)界在2000年6月美國芝加哥舉行的第17界FAA/JAA國際年會上要求適航當局進一步實施國際合作,協(xié)調(diào)航空規(guī)章。
國際民航組織(ICAO)及其締約國的支持確保了這種國際合作得到了全球范圍的支持。因此,F(xiàn)AA、JAA、加拿大運輸部民航局(Transpon Canada 0vil AViation,TCCA)分別請求ICA。認同全球單一設(shè)計法規(guī)和審定程序的研究協(xié)調(diào)工作。FAA/JAA/TCCA還請求ICA。鼓勵其締約國來參與這些活動。2001年9月,ICAO理事會通過了A33-11議案“航空器全球設(shè)計法規(guī)”。作為決議案的一部分,理事會認可為建立全球協(xié)調(diào)的設(shè)計法規(guī)和研究協(xié)調(diào)的航空器審定程序的可行性而做的努力,鼓勵所有設(shè)計國和其他締約國參與由FAA/JAA發(fā)起的國際協(xié)調(diào)計劃。
在ICAO的積極推動下,國際航空業(yè)界廣泛參與全球單一適航標準的研究工作中。為此,ICAO的全球單一適航標準工作小組提供了下述工5種選擇來建立單一適航標準,并對其可行性進行了詳細的權(quán)重分析:
選擇1:在FAA制定的FAR法規(guī)的基礎(chǔ)上,在自愿基礎(chǔ)上由各國采納的法規(guī)。
選擇2:在FAA制定的FAR法規(guī)基礎(chǔ)上,由ICA。采納的法規(guī)。
選擇3:在FAA制定的FAR的基礎(chǔ)上,通過全球的協(xié)定采納的法規(guī)。
選擇4:在JAA制定的JAR基礎(chǔ)上,在自愿基礎(chǔ)上由各國采納的法規(guī)。
選擇5:在JAA制定的JAR的基礎(chǔ)上,由ICA。采納的法規(guī)。
選擇6:在JAA制定的JAR基礎(chǔ)上,通過全球協(xié)定采納的法規(guī)。
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