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标题: 航空器高强辐射场（HIRF)保护要求 [打印本页]

作者: 航空 时间: 2010-8-24 08:48:19 标题: 航空器高强辐射场（HIRF)保护要求

作者: 航空 时间: 2010-8-24 08:48:37

中国民用航空总局
咨询通告
编号：AC-21-1317
颁发日期：2006 年8 月7 日
航空器高强辐射场（HIRF）保护要求
中国民用航空总局航空器适航审定司
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复合材料，以减少或替代铝合金的使用。复合材料的低电导率特性使其提
供的屏蔽性能很差，进而使得电气和电子系统更多地曝露于外部电磁环境。
在现行的CCAR23/25/27/29 各部规章中，根据§2×.1301 或§2×.1309 等
综合性条款的要求，适航当局可以借鉴诸如美国DO-160D 或欧洲ED-14C
等环境标准对电子电气设备提出承受高强辐射场（HIRF）的要求。然而，
中国民用航空规章（CCAR）中没有对航空器系统提出明确的HIRF 要求，
以至这些规章不能足够或适当地提出保护航空器关键性系统免受HIRF 不
利影响的适航要求。因此，根据《民用航空产品和零部件合格审定规定》
（ CCAR-21R1 ）第十一条的要求制定专用条件，使其具有与
CCAR23/25/27/29 各部规章等效的安全水平。为使各型号合格审定过程中制
定的HIRF 专用条件能遵守统一的原则，特制定本咨询通告。
本咨询通告要求航空器必须具有足够的HIRF 保护能力，以防止执行关
键功能的航空电子系统和电气系统因直接或间接的HIRF 作用造成器件损
坏和功能中断进而导致灾难性事故。
2. 适用性
本咨询通告既适用于新申请型号合格证的民用航空器，也适用于为加
装执行关键功能的新系统而更改的现有民用航空器。
3. 参考文件
FAA 关于HIRF 的建议专用条件；
FAA 和JAA 的AC/AMJ20-1317《运行在HIRF 条件下的航空器合格审
定》；
FAA 的N8110.71《运行在HIRF 条件下的航空器合格审定指南》
4
RTCA DO-160D《机载设备环境条件及试验程序》（美国）；
ED-14C《机载设备环境条件及试验程序》（欧洲）；
SAE-ARP5583《飞机在HIRF 环境中的合格审定指南》。
4. 相关的适航规章条款
CCAR 21.11、CCAR23.1309、CCAR25.1309、CCAR27.1309、
CCAR29.1309、CCAR23.1529、CCAR25.1529、CCAR27.1529、CCAR29.1529。
5. 建议的专用条件
建议在合格审定过程中采用下列专用条件（如必要）：
执行关键功能的每个电子和电气系统必须被设计和安装成：当航空器
曝露于航空器外部HIRF 环境下，确保执行关键功能的这些系统的运行和
运行能力不会受到不利的影响。
注：这里所说的关键功能是指其故障将引发妨碍航空器继续安全飞行
和着陆的故障条件的那些功能。
6. 背景
目前，CAAC 和其它适航当局还不能准确地定义或控制航空器使用过
程中将会曝露于HIRF 的能量水平。然而，为了统一航空器合格审定政策以
满足不断增长的合格审定需求，通过航空立法顾问委员会（Aivation
Rulemaking Advisory Committee）的FAA/JAA 电磁影响协调工作组
（Electromagnetic Effects Harmonization Working Group）的持续研究，FAA
于1998 年4 月2 日出版了文件N8110.71，给出了在HIRF 环境中运行的航
空器的合格审定指南。由于各方面的原因，目前我国尚未开展自己领空范
围内的HIRF 环境调查，因此尚无条件完全独立地制定符合中国国情的可用
5
于航空器合格审定的航空器外部HIRF 环境要求。然而，我国民用航空器的
设计、改装、审定和运行现状又迫使我们必须制定自己的相关政策，以作
为CAAC 在航空器合格审定过程中关于HIRF 的标准且一致的要求。
FAA 和EASA 在各自关于合格审定政策文件中对HIRF 要求的表述略
有不同。EASA 认为HIRF 验证要求既适用于关键系统也适用于重要系统，
并且要求对关键系统做航空器级的验证试验；FAA 认为HIRF 验证要求仅
适用于关键系统，并且对关键系统，除用航空器级的试验进行验证外，也
可用系统级的试验室试验进行验证。两者表面上的差异并非实质性不同。
因为根据FAA 和JAA 于1997 年7 月联合出版的AC/AMJ20-1317《对运行
在HIRF 环境下航空器电气和电子系统的合格审定》，航空器重要系统应按
B 级进行HIRF 验证，即仅要求做设备级的HIRF 试验室试验，这与FAA
将重要系统归类到设备范畴考虑的政策没有本质差别；另外，FAA 对关键
系统并非不要求做航空器级试验要求，而是增加了允许对其进行系统级试
验室试验进行验证的一种选择。考虑我国国情，编制咨询通告时主要参考
了FAA 关于HIRF 的“建议的专用条件”中的内容。
7. 合格审定程序
对于按CCAR23、25、27、29 申请型号合格证、型号合格证更改和补
充型号合格证的项目，适航部门将颁发专用条件来要求申请人符合下面
7.1.1 或7.1.2 的规定。
7.1.1 申请人可以证明当航空器曝露于表1 或表2 中的HIRF 环境时，执行
关键功能的电子和电气系统的运行和运行能力不会受到不利影响。
6
表1 按VFR 飞行的旋翼航空器
场强（伏/米）
频率峰值平均值
10KHz-100KHz
100KHz-500KHz
500KHz-2MHz
2MHz-30MHz
30MHz-70MHz
70MHz-100MHz
100MHz-200MHz
200MHz-400MHz
400MHz-700MHz
700MHz-1GHz
1GHz-2GHz
2GHz-4GHz
4GHz-6GHz
6GHz-8GHz
8GHz-12GHz
12GHz-18GHz
18GHz-40GHz
150
200
200
200
200
200
200
200
730
1400
5000
6000
7200
1100
5000
2000
1000
150
200
200
200
200
200
200
200
200
240
250
490
400
170
330
330
420
场强以峰值的均方根值（RMS）给出
7
表2 所有其它航空器
场强（伏/米）
频率峰值平均值
10KHz-100KHz
100KHz-500KHz
500KHz-2MHz
2MHz-30MHz
30MHz-70MHz
70MHz-100MHz
100MHz-200MHz
200MHz-400MHz
400MHz-700MHz
700MHz-1GHz
1GHz-2GHz
2GHz-4GHz
4GHz-6GHz
6GHz-8GHz
8GHz=12GHz
12GHz-18GHz
18GHz-40GHz
50
50
50
100
50
50
100
100
700
700
2000
3000
3000
1000
3000
2000
600
50
50
50
100
50
50
100
100
50
100
200
200
200
200
300
200
200
场强以峰值的均方根值（RMS）给出
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7.1.2 申请人可以由一个系统试验室试验进行验证
（a）执行关键功能的电子和电气系统经受10KHz-18GHz 频率范围内
100 伏（均方根值）/米的电磁场强度。这包括按IFR 运行的旋翼航空器的
执行关键功能的电子电气系统。
（b）按VFR 运行的旋翼航空器的执行关键功能的电子电气系统经受
10KHz-18GHz 频率范围内200 伏（均方根值）/米的电磁场强度。用试验室
试验表明HIRF 要求的符合性时，不要相信安装导致的信号衰减。
7.1.3 用以上任一验证表明表1 或表2（按适用）中规定的各频段内的符合
性。
7.1.4 对于按VFR 运行的旋翼航空器的合格审定，在综合考虑HIRF 环境
和试验室试验电平的情况下，旋翼航空器关键系统的合格审定不施加额外
要求。综合到本咨询通告的VFR 旋翼航空器环境和试验室试验水平足以解
决旋翼航空器在低高度运行的独特性问题。
7.1.5 就像许多试验室仪表指示幅值那样，HIRF 环境和试验室试验水平所
使用的场强值均以调制周期内的峰值的均方根值表示。它们普遍被称之为
“峰值的均方根”值。真正的场强峰值将会高出2 的平方根的系数。
7.2 符合性方法
本段描述可接受的符合性方法，表明申请型号合格证、型号合格证更
改或补充型号合格证的航空器符合HIRF 要求。
7.2.1 符合性计划：申请人应提交一份计划给适航当局，说明如何满足
HIRF 要求。该计划还应为关键系统在HIRF 环境下的运行建议一个“合格”
/“不合格”判据。
9
7.2.2 系统关键性确认：申请人必须确认执行关键功能的电子和电气系统，
并征得适航当局的认同。这项工作可以用功能危害性评估和初步系统安全
性评估（如果需要）的方式完成。
7.2.3 适用于HIRF 要求的候选系统：按危害性分析确定出的关键系统是适
用于HIRF 要求的候选系统。电子飞行控制、主电子飞行显示和发动机全权
数字控制（FADEC）系统是执行关键功能的例子。为了批准这些系统，应
使用7.1 节中规定的合格审定判据。一个系统可能执行关键和非关键两种功
能，HIRF 要求仅适用于系统中执行关键功能的部分。
7.2.4 符合性验证：HIRF 要求的符合性可由试验、分析、模拟、与现有系
统的相似性或这些方法的组合等适航当局可接受的方法进行验证。仅用使
用经验是不可接受的，因为正常飞行工作时的这种经验可能并未包括曝露
于HIRF 环境的情况。
7.2.5 合格/不合格判据：只要验证表明所考虑的系统能够继续执行其预定
功能，就获得了可接受的系统性能结论。当航空器曝露于要求的电磁场时，
电子和电气系统执行的关键功能（正确功能的失效将引起灾难性故障条件，
并因此要求提供功能保护）必须不会受到不利影响。在航空器曝露于要求
的电磁场时或其后，必须持续提供这些功能。如果功能是由多重系统提供
的，当航空器曝露于要求的电磁场期间一个或多个系统的丧失不应导致该
功能的丧失。航空器曝露于要求的电磁场过后，每个受影响的执行这些功
能的系统应该自动恢复正常工作，除非与系统的其它工作或功能要求有冲
突。与系统规范的偏离是可接受的，但需要适航当局进行专门评估。
7.2.6 试验方法和程序：RTCA DO-160D 第20 节和SAE-ARP5583 给出了
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可接受的程序信息。从上述7.1.1 或7.1.2 节选择符合性方法的申请人可以
使用下列方法之一：
7.2.6.1 低电平扫频耦合试验，用来确定以电磁场强度和感应电缆电流表示
的航空器内部环境。申请人必须表明，该航空器内部环境等于或低于这个
系统试验室合格鉴定试验水平，包括互连电缆电流和内部场强。
7.2.6.2 安装有关键系统并曝露于HIRF 环境的全尺寸航空器试验。
7.2.6.3 由文件表明相似性，即所建议的系统及其安装以前曾经在其它机型
上满足HIRF 要求。可以找到以相似性为基础的设备及其安装曾满足HIRF
要求的批准实例。可以基于设备类型、功能、设计及安装等相似性来说明
相似性。如果发现相似性说明并非令人完全满意，则适航当局可能要求对
航空器上安装的系统进行一个从10KHz 到400MHz 频率范围内的大电流注
入试验，以验证相似性。
7.2.6.4 前面7.1.2 中的试验室试验水平是根据RTCA/DO-160D 第20 节的
W类（100 伏/米和150 毫安）和Y 类（200 伏/米和300 毫安）定义的。根
据RTCA/DO-160D 第20 节的规定，按峰值的均方根值包线定义试验电平。
作为最低要求，应该使用RTCA/DO-160D 第20 节的W类（100 伏/米和150
毫安）和Y 类（200 伏/米和300 毫安）要求的调制。其它调制则应根据进
行设计特性试验时最可能破坏设备工作的信号来选择。例如，飞行控制系
统可能对3Hz 矩形波调制敏感，而CTR 显示器的视频信号可能对400Hz
的正弦调制敏感。如果不知道或不能确定最坏的调制情况，则可以使用
RTCA/ DO-160D 第20 节的默认调制（default modulations）。如果系统制
造商已经进行了经适航当局批准的RTCA/DO-160D 第20 节试验室试验，
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则该制造商必须详细说明被批准系统的安装标准和航空器系统敷设的导线
束，以使该系统能按系统制造商的安装标准制作。
7.2.6.5 如果试验期间不能连续得到系统关键功能，则航空器上必须保持一
个可用的提供关键功能的替代手段。必须用试验、分析或相似性表明提供
关键功能的替代系统不间断地满足HIRF 要求。由试验引起的任何间断期
间，必须保证系统不会提供易于误解的信息，并且其故障必须是立即可辨
的。试验曝露过后，系统必须能自动地或由飞行机组人工地恢复关键功能
的正常工作。在表明影响可以忽略并且既不会引起也不会触发对航空器的
运行能力有不利影响的条件时，对合格/不合格判据的偏离可能是可接受的。
偏离发生时，申请人应该提供评估资料和支持该偏离可接受性的原则解释。
适航当局将对这个支持性文件作最终批准。
7.3 提交资料：申请人应该向适航当局提交一份说明如何满足HIRF 要求
的完整报告，包括试验结果、分析以及在符合性计划中所述的其它有关资
料。
7.4 维修要求：申请人必须提供维修要求，以确保所装系统的持续适航性。
合格审定期间所考虑的维修要求包括对所要求的结构屏蔽、导线屏蔽、接
插件和设备保护部件的定期检查或试验。申请人必须为这些维修要求提供
工程验证及其证明。

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