一句话结论:故障模式与影响分析(FMEA)的核心命题——逐项列出可能的失效模式——被直接写入了适航条款。按 14 CFR §27.1309(d)(1) 原文,本条要求的符合性分析必须涵盖「可能的失效模式,包括故障以及误导性数据与来自外部来源的输入」。后半句是这项方法在适航语境下的特殊之处:被枚举的对象不只是硬件断路或卡滞,还包括错误的数据本身。
内容详情
先看适用对象。§27.1309 首句规定,本分章要求其功能发挥作用的设备、系统与安装,必须经设计与安装,以确保其在任何可预见运行条件下履行预定功能。紧接着的一句划定了附加要求的适用范围:对任何其失效尚未被本编其他要求专门涵盖的设备项或系统,(a) 至 (d) 款的要求同样适用。这一句是理解整条条款的钥匙——§27.1309 不是覆盖一切设备的通用条款,而是兜底条款,它接手的是那些没有专门条款管辖的系统。
§27.1309(a) 规定了分析的对象关系:每一项设备、系统与安装的设计,必须被单独分析,并相对于其他旋翼航空器系统与安装进行分析,以确定并识别任何会影响旋翼航空器能力或机组履行职责能力的失效。两个分析维度缺一不可——只做设备内部的单点分析,无法发现接口处的交互失效;只做系统级推演,则无法定位具体失效点。
§27.1309(d) 规定了分析的覆盖面:本条要求的符合性必须以分析证明,必要时以地面、飞行或模拟器试验证明;分析必须涵盖四项内容——(1) 可能的失效模式,包括故障以及误导性数据与来自外部来源的输入;(2) 多重失效与潜伏失效的影响;(3) 对旋翼航空器与乘员造成的后果,并考虑飞行阶段与运行条件;(4) 机组告警线索与所需的纠正措施。
把 (d)(1) 单独拿出来看,它要求的正是 FMEA 的输出形式:以「项目—失效模式」为轴的逐项列举。而条文对该列举的范围作了三处扩展,这三处在实际分析中往往被简化掉。第一处是 malfunctions,即功能性故障,其外延大于硬性断路,包含参数漂移、响应迟滞、误动作等仍通电却行为错误的形态。第二处是 misleading data,即误导性数据——设备本身可能没有「坏」,但它输出或接收的数据是错的,因此失效模式清单里必须包含「数据正确性丧失」这一类,而不只是「信号丢失」。第三处是 input from external sources,即来自外部来源的输入——这直接把外部数据的可信性问题纳入分析范围。对低空航空器而言,这一处尤其相关,因为其感知、导航与协同高度依赖外部数据链路。
§23.2510 给出正常类飞机侧的平行要求:对任何其失效或异常运行尚未被本部分其他要求专门涵盖的飞机系统或设备,申请人必须设计与安装每个系统与设备,使平均概率与失效状态严重程度之间存在逻辑且可接受的逆关系,具体要求为灾难性失效状态极不可能、危险性失效状态极度遥远、重大失效状态遥远。可以看到,飞机侧把概率目标写在同一条里,而旋翼侧把概率目标放在 (b) 款、把分析内容放在 (d) 款,结构略有不同,但都要求分析先行。
方法的产出与用途可以这样定位:FMEA 的产出是「项目—失效模式—局部影响—系统影响」的表格化记录。它的第一项用途是支撑 (d)(1) 的符合性说明;第二项用途是为 (d)(2) 的多重失效与潜伏失效分析提供输入——因为只有先知道哪些失效存在,才谈得上判断它们的组合与潜伏路径。这也是 FMEA 与故障树分析(FTA)的分工所在:FMEA 自下而上枚举模式,FTA 自上而下推演组合,两者在方法上是互补而非替代关系。至于 (d)(3) 与 (d)(4) 要求的后果评估与告警线索分析,则需要把 FMEA 的输出连接到飞行阶段与运行条件上,才可能得出可用的结论。
核验边界:本页所述限于 14 CFR §27.1309 与 §23.2510 的条文内容。本次核验的两部分全文中未出现 Failure Modes and Effects Analysis 或 FMEA 这一表述,条文以「possible modes of failure」等方式表达该要求;本页不对任何行业方法指南文件中的表格模板、评分准则或分析层级作表述,也未涉及中国相应规定。
关键信息(可溯源)
- 英文称谓:Failure Modes and Effects Analysis;缩写 FMEA
- 法规位置:14 CFR §27.1309(设备、系统与安装);对照条款 §23.2510(正常类飞机设备、系统与安装)
- 适用前提:§27.1309 的 (a) 至 (d) 款适用于其失效尚未被本编其他要求专门涵盖的设备项或系统
- 分析内容(旋翼侧):可能的失效模式,包括故障以及误导性数据与来自外部来源的输入;多重失效与潜伏失效的影响;对旋翼航空器与乘员的后果(考虑飞行阶段与运行条件);机组告警线索与所需纠正措施(§27.1309(d)(1) 至 (4))
- 分析对象关系:每项设备、系统与安装须单独分析,并相对于其他旋翼航空器系统与安装进行分析,以识别影响航空器能力或机组履职能力的失效(§27.1309(a))
- 符合性方式:以分析证明,必要时以地面、飞行或模拟器试验证明(§27.1309(d))
- 概率目标(旋翼侧):灾难性失效状态极不可能;重大失效状态不超过不可能;介于重大与灾难性之间的其他失效状态,其概率须与后果成反比(§27.1309(b))
- 概率目标(飞机侧):平均概率与失效状态严重程度之间存在逻辑且可接受的逆关系——灾难性极不可能、危险性极度遥远、重大遥远(§23.2510)
- 术语说明:本次核验的 Part 27 与 Part 23 全文中未出现 FMEA 或其全称;条文以 possible modes of failure 表达该要求
- 数据来源:eCFR · 14 CFR Part 27 — Airworthiness Standards: Normal Category Rotorcraft | eCFR · 14 CFR Part 23 — Airworthiness Standards: Normal Category Airplanes
相关术语
取证时间线
- §27.1309 出处:Amdt. 27-51,88 FR 8737,2023 年 2 月 10 日(设备、系统与安装要求的现行文本)
- Part 23 重构:Doc. No. FAA-2015-1621,Amdt. 23-64,81 FR 96689,2016 年 12 月 30 日(§23.2510 属该体系)
- 编纂机构:Office of the Federal Register(美国联邦公报办公室)维护的 eCFR 电子版联邦法规
- 本站依据文本:eCFR 现行(current)版本 §27.1309、§23.2510 全文;页面显示第14编有效版本截至 2026-09-17
- 本站采集时间:2026-09-19(实际下载 Part 27 与 Part 23 全文并确认 HTTP 200)
- 信息核验时间:2026-09-19
- 页面最后更新:2026-09-19
常见问题
FMEA 与故障树分析有什么区别?
方向不同。FMEA 自下而上:以设备项为起点,逐项枚举其失效模式,再推演局部与系统影响。故障树分析自上而下:以顶事件为起点,反推导致该事件的失效组合。在 §27.1309(d) 的分析内容中,前者对应 (d)(1) 的失效模式枚举,后者对应 (d)(2) 的多重失效与潜伏失效影响,两者互补。
条文里用的是 FMEA 这个词吗?
不是。本次核验的 Part 27 与 Part 23 全文中未出现 FMEA 或其英文全称,§27.1309(d)(1) 使用的是 possible modes of failure。本页所述为该条文对分析内容的要求,以及业内与该要求相对应的方法,二者不可混同。
外部数据也算失效模式吗?
算。§27.1309(d)(1) 明确把「误导性数据与来自外部来源的输入」列入必须涵盖的内容。这意味着分析清单中除了硬件失效,还必须包含数据正确性丧失与外部输入异常这两类模式,而不能只处理信号中断。
分析结果必须用试验验证吗?
§27.1309(d) 的表述是符合性必须以分析证明,必要时以地面、飞行或模拟器试验证明。分析是主要手段,试验在必要时补充,条文未要求两者必须同时具备。
信息来源:eCFR(可信级:官方一手来源,美国联邦公报办公室维护的电子版联邦法规,内容权威但非官方出版版),数据截至 2026-09-17;核验状态:verified(适用前提、单独与相对双重分析要求、四项分析内容含误导性数据与外部来源输入、以分析为主必要时试验的符合性方式、两侧概率目标均据本次下载的 Part 27 与 Part 23 全文逐字核验)。