陆曦

【摘 要】民用飞机的客舱中的电子电气系统和设备的数量庞大、种类繁多。本文在DO-313的基础上，结合国内民机客舱电子电气系统适航的实践，对民机客舱电子电气系统适航要求和符合性方法进行了分析。

【关键词】客舱电子电气系统；适航；符合性方法

0 引言

民用飞机的客舱中的电子电气系统和设备的数量庞大、种类繁多，如客舱管理、机载娱乐、客舱照明等。2008年，RTCA于2008年发布了DO-313《Certification Guidance For Installation Of Non-Essential， Non-Required Aircraft Cabin Systems & Equipment》。但是，DO-313中的内容是基于FAA的适航要求和FAA认可的符合性方法，并不能完全移植到国内对于民机客舱电子电气系统的适航取证。因此，本文在DO-313的基础上，结合国内民机客舱电子电气系统适航的实践，对民机客舱电子电气系统适航要求和符合性方法进行进一步的分析。

1 客舱电子电气系统的范畴和特点

客舱电子电气系统广义地说就是在客舱内的用电系统，主要为客舱内的乘员提供舒适的机上环境、机上服务和娱乐等功能。本文所分析的客舱电子电气系统包括以下系统和设备：客舱管理系统、客舱呼叫灯和谐音、乘客电源系统、音视频娱乐系统、客舱、厨房照明及控制组件（非应急照明）、客舱移动蜂窝网络、客舱无线网络、客舱数据中继链路（卫通或ATG）、厨房内电子电气设备、盥洗室内电子电气设备、电动座椅等。

2 客舱电子电气系统适航要求的原则

客舱内电子系统一般遵循fail-safe的设计理念，即系统故障或功能丧失也不影响飞行安全。因此，对于通过系统安全性分析得出没有功能危险性的系统或设备，可以通过最低限度的鉴定试验来证明该系统或设备的正常工作模式、非正常工作模式以及所有的故障模式都不会对飞机的安全运行和安全裕度、重要系统的正常工作以及乘员的安全造成不利影响。

3 客舱电子电气系统适航通用要求

3.1 电气要求

根据25.1431（b）（c）、25.1353（a）和25.1351的要求，客舱电子电气系统不能对其他涉及飞机安全飞行的系统和设备产生不利影响。为此，需对客舱电子设备进行如下设计[1]：

a）电源关断。机组应能够在任何时间手动切断客舱电子电气系统的电源，且不会增加过多的工作负担。

b）汇流条的选择。客舱电子设备对安全的影响大多很小，因此建议由普通汇流条供电，在紧急情况下也可以迅速地卸载电源。

c）客舱释压。客舱里的某些设备可能存在高压，如老式的CRT显示器、LCD的背光、以及普遍存在的115VAC交流电源供电。当出现客舱释压时，应自动切断这些设备的电源，以避免产生电弧危及人员安全。另一种方法是，通过DO-160的释压试验证明设备在释压环境下不会产生电弧。

d）電气负载分析。根据25.1351的要求，必须通过电气负载分析来证明电气负载不会超过发电系统的容量。

3.2 可燃性要求

为满足25.853（a）的要求，客舱电子设备应通过以下两种方法表明符合性。一是将设备设计成一个六面金属材质、不通风的壳体；二是按照25部附录F的要求进行燃烧试验。对于一些尺寸较小的部件可不适用于燃烧试验。

3.3 结构及坠撞要求

客舱电子设备的安装靠近乘组和乘客，因此必须保证在应急着陆等极限条件下，设备不会受到损坏或松脱以危及乘员安全。相关的条款要求有25.561（b）和25.789（a）。一种可以接受的符合性验证方法是进行DO-160第7.3节的坠撞试验。

3.4 电磁兼容要求

对于电磁兼容主要有25.1431（c）和25.1353（a）条款进行约束。对于一般的客舱电子设备，通过进行DO-160第21章射频发射试验以及全机EMC地面试验来判断客舱电子设备的工作是否对其他系统产生影响。而特别地对于客舱内射频发射装置，有一些额外的适航符合性要求，见4.3节。

4 一些特殊的考虑

4.1 玻璃品

客舱内的玻璃制品（例如触摸屏或显示器）由于其易碎性必须进行专门的验证，以表明对25.561和25.789条款的符合性。对于大于15英寸的玻璃品，需要进行静态滥用载荷试验和动态球冲击试验。

对于静态滥用载荷试验，玻璃屏必须承受300磅的载荷而不会破裂或移位，随后再承受25.561条款所规定的惯性载荷，验证其本身及连接机构不会发生破裂或移位。对于动态球冲击试验，DO-313建议玻璃屏在承受动态球冲击后再承受25.561条款所规定的惯性载荷。具体对于动态球冲击试验，使用直径40mm，重260g的钢制圆球，以钟摆的形式撞击玻璃屏且玻璃屏上每隔40mm都必须收到撞击[2]。

4.2 射频装置

随着无线通信技术的发展和在航空领域应用的拓展，无线射频装置在民用飞机客舱内的应用越来越多。比如提供乘客无线上网的无线接入点、机上手机移动通信的微蜂窝基站、乘客自己携带的便携式电子设备，因此必须验证这些射频信号的存在不会对飞机的正常运行产生不利影响，表明对25.1431（c）以及25.1353（a）条款的符合性。

对此，业界已形成了一套比较成熟的方法。AC21.91C引用了DO-294和DO-307A两份规范，对于杂散发射的前门耦合以及有意发射的后门耦合制定了验证方法。概括地说，对于杂散发射产生的前门耦合，OEM开展飞机级的干扰路径损耗（IPL）试验，若IPL测量值满足规范要求，说明飞机及其机载无线电收发机具备了抗前门耦合干扰的能力，反之将通过增加干扰路径损耗的方法进行更正；对于有意发射产生的后门耦合干扰，由设备供应商对机载设备进行射频敏感性试验以验证其符合性。此外，在DO-313中还规定了飞机级的后门耦合机上地面试验。试验中运行客舱电子电气系统，并进行正常的机载系统操作，同时观察机载系统是否收到了电磁干扰。若某些操作无法在地面实现，可能还需要进行飞行试验。

4.3 座椅视频系统

若运营经验表明座椅视频系统的某些设计可能导致危险，FAA推荐按照SAE ARP 5475A《座椅可收放视频系统滥用载荷试验》进行试验。此外，25.807和25.813条款要求飞机的应急出口应具备足够的空间方便乘员撤离，这就要求位于应急出口附近的扶手式显示能够进行正常收放而不会产生意外卡阻。对此，DO-313建议通过以下2个途径来间接表明座椅视频系统对这两个条款的符合性：

a）按照25.789（a）的要求进行试验，验证扶手式显示器在应急着陆的最大载荷工况下，不会因移动而造成危险；

b）按照25.785（k）的要求进行设计，对于在正常飞行中可能伤害机内坐着或走动的人员的每个凸出物（如扶手式显示器）进行包垫处理。

5 结论

用电设备在民用飞机的客舱里有着非常广泛的应用，这些设备大多直接为乘组或乘员使用，因此在设计中必须在电气、可燃性、结构坠撞、电磁兼容等方面予以特殊考虑以满足相关适航条款的要求。同时，客舱内还具备一些特殊电子电气设备，如玻璃品、射频装置等，也需要通过分析计算、试验室试验、机上试验等方法验证其符合性。只有在设计及验证过程中将这些因素综合考虑，才能设计出既以人为本、又安全可靠的民用飞机客舱产品。

【参考文献】

[1]RTCA，DO-313 Certification Guidance For Installation Of Non-Essential，Non-Required Aircraft Cabin Systems & Equipment[S].U.S.A：RTCA，2008.

[2]UL.61965 Mechanical safety of cathode ray tubes[S].U.S.A：UL，2004.

[责任编辑：田吉捷]endprint