适坠性|低空经济术语

概念
缩略语 Crashworthiness

一句话结论:适坠性(Crashworthiness)不是定性描述,而是由可核查的数值判据量化的能力。按 14 CFR §27.561(b) 原文,旋翼航空器的结构与质量项须承受五个方向的极限惯性载荷因数:向上 4g、向前 16g、侧向 8g、向下 20g(在座椅装置发生预期位移之后)、向后 1.5g;§23.2270 则要求正常类飞机「即使在应急着陆中受损」,也必须保护每名乘员免受妨碍撤离(preclude egress)的伤害。

内容详情

先看飞机侧的功能目标。§23.2270(a) 规定,飞机即使处于应急着陆受损状态,也须在下列情形下保护每名乘员免受妨碍撤离的伤害:(1) 正确使用设计所提供的安全设备与特性;(2) 乘员承受应急着陆中可能发生的极限静惯性载荷;(3) 舱内或舱后的质量项——条文明确列举发动机与辅助动力装置(APU)——承受应急着陆中可能发生的极限静惯性载荷。这里的关键限定语是「妨碍撤离」:条文要求的不是结构完好,而是撤离通道不被封死。

§23.2270(b) 进一步把静态与动态并列:上述 (a)(1) 与 (a)(2) 的应急着陆条件必须包含应急着陆中可能发生的动态状况,且乘员因约束或与机上物体接触而承受的载荷不得超过既定的人体损伤判据(established human injury criteria for human tolerance)。这一句确立了适坠性的评价尺度是人体耐受能力,而不是材料强度。(c) 款规定飞机须为所有乘员提供保护,并须考虑可能的飞行、地面与应急着陆状况;(d) 款规定每个乘员保护系统须履行其预定功能,不得制造可能导致乘员二次伤害的危险,且不得妨碍乘员撤离,在未使用时不得干扰飞机运行;(e) 款把行李与货舱纳入同一保护逻辑:须按其最大内容物重量与临界载荷分布设计,须有防止内容物因移动而成为危险的手段,并须保护那些一旦损坏或失效就会影响安全运行的操纵器件、布线、管路、设备或附件。

再看旋翼航空器侧的数值表。§27.561(a) 规定旋翼航空器虽可能在陆地或水面的应急着陆条件下受损,但必须按本条设计以保护乘员。(b) 款给出乘员与舱内质量项的极限惯性载荷因数(相对于周围结构):向上 4g、向前 16g、侧向 8g、向下 20g(在座椅装置发生预期位移之后)、向后 1.5g。数值的方向差异值得注意——向下 20g 最高,向后 1.5g 最低,相差超过十三倍,反映的是坠撞载荷谱的实际分布,而不是对称假设。

§27.561(c) 单独处理可能伤及乘员的质量项:机组与客舱上方或后方的质量项,若在应急着陆中松脱可能伤及乘员,其支撑结构须在任何直至本条规定的极限惯性载荷下加以约束;条文明确列举的质量项包括但不限于旋翼、传动装置与发动机,其载荷因数为向上 1.5g、向前 12g、侧向 6g、向下 12g、向后 1.5g。这些数值明显低于乘员所在结构的数值,说明条文对「人」与「物」采用了不同的保守度。(d) 款则专门保护燃油系统:客舱地板以下设有内部燃油箱区域的任何机身结构,须抵抗向上 1.5g、向前 4.0g、侧向 2.0g、向下 4.0g 的极限惯性因数与载荷,并保护燃油箱不发生破裂。

静态载荷因数之外,§27.562 规定了动态条件与验收判据。§27.562(a) 要求旋翼航空器即使在应急坠撞着陆中受损,也须合理保护每名乘员,前提是乘员正确使用设计中提供的座椅、安全带与肩带。(b) 款要求经批准供机组或旅客在起降时使用的每一种座椅型式或其他座椅装置,须成功完成动态试验,或是以同型座椅动态试验为基础的合理分析加以证明。试验须使用一个170 磅的拟人试验假人(ATD),依据 49 CFR 572 分部 B 或其等效物,取正常直立坐姿。

动态试验的具体条件为:(1) 向下速度变化不小于30 英尺/秒,座椅取相对旋翼航空器参考系的标称方位,纵轴上仰 60°,地板峰值减速度须在撞击后不超过 0.031 秒内出现并达到至少 30g;(2) 向前速度变化不小于42 英尺/秒,纵轴相对撞击速度矢量偏航 10°(取使肩带载荷较大的方向),地板峰值减速度须在撞击后不超过 0.071 秒内出现并达到至少 18.4g;(3) 若使用地板导轨或地板、侧壁连接装置固定座椅,导轨或装置之间须在垂直方向至少错位 10°(即俯仰不平行)、横向滚转至少 10°,以计入可能的地板翘曲。

验收判据列于 §27.562(c),共七项:座椅装置系统须保持完整(尽管可能发生设计意图内的分离);座椅装置与机体结构之间的连接须保持完整(尽管结构可能已超过其限制载荷);假人的肩带在撞击中须保持在肩部或其紧邻位置;安全带在撞击中须保持在假人骨盆上;假人头部不得接触机组或客舱的任何部分,若发生接触则头部损伤判据(HIC)不得超过 1,000(主要头部撞击时间不超过 0.05 秒);单根上身束带载荷不得超过 1,750 磅,若使用双带则合计不得超过 2,000 磅;假人骨盆与腰椎柱之间测得的最大压缩载荷不得超过 1,500 磅。(d) 款留出替代路径:达到本条所要求的等效或更高乘员保护水平的替代方案,须以合理依据加以证实。

把两侧条文并读,可以看出适坠性的制度构造是一致的:飞机侧以「不妨碍撤离」的功能目标加上动态状况与人体损伤判据,旋翼侧以「极限惯性载荷因数表」加上动态试验数值门槛。共同点是都以可测量的数值作为判定依据,而不是以结构是否变形来判定。§27.787 从侧面印证了这一点:货运与行李舱在 §27.561 的应急着陆条件下,要么其布置使内容物松脱时不太可能伤及乘员或妨碍任何应急着陆后使用的撤离设施,要么具备足够强度承受 §27.561 规定的条件。

关键信息(可溯源)

  • 英文称谓:Crashworthiness
  • 法规位置:14 CFR §23.2270(正常类飞机应急条件)、§27.561(旋翼航空器一般规定)、§27.562(应急着陆动态条件)、§27.787(货运与行李舱)
  • 乘员极限惯性载荷因数(旋翼航空器):向上 4g、向前 16g、侧向 8g、向下 20g(座椅装置发生预期位移之后)、向后 1.5g(§27.561(b)(3))
  • 质量项载荷因数:旋翼、传动装置、发动机等可能伤及乘员的质量项——向上 1.5g、向前 12g、侧向 6g、向下 12g、向后 1.5g(§27.561(c))
  • 燃油箱保护:客舱地板以下内部燃油箱区域的机身结构——向上 1.5g、向前 4.0g、侧向 2.0g、向下 4.0g,并须保护燃油箱不发生破裂(§27.561(d))
  • 动态试验条件:向下 30 英尺/秒、纵轴上仰 60°、峰值地板减速度 ≤0.031 秒且 ≥30g;向前 42 英尺/秒、偏航 10°、峰值地板减速度 ≤0.071 秒且 ≥18.4g(§27.562(b)(1)(2))
  • 假人规格:170 磅拟人试验假人,依据 49 CFR 572 分部 B 或其等效物,正常直立坐姿(§27.562(b))
  • 动态验收判据:HIC 不超过 1,000;单根上身束带载荷不超过 1,750 磅、双带合计不超过 2,000 磅;骨盆与腰椎间最大压缩载荷不超过 1,500 磅(§27.562(c)(5)(6)(7))
  • 安装错位要求:地板导轨或连接装置互相垂直错位至少 10°、横向滚转至少 10°(§27.562(b)(3))
  • 飞机侧要求:应急着陆受损状态下的保护目标是「不妨碍撤离」;须包含动态状况,且乘员因约束或接触承受的载荷不得超过既定人体损伤判据;须为所有乘员提供保护(§23.2270(a)(b)(c))
  • 替代路径:达到等效或更高乘员保护水平的替代方案须以合理依据证实(§27.562(d))
  • 数据来源:eCFR · 14 CFR Part 27 — Airworthiness Standards: Normal Category Rotorcraft | eCFR · 14 CFR Part 23 — Airworthiness Standards: Normal Category Airplanes

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适航

取证时间线

  • §27.561 原始出处:Doc. No. 5074,29 FR 15695,1964 年 11 月 24 日
  • §27.562 出处:Amdt. 27-25,54 FR 47318,1989 年 11 月 13 日(应急着陆动态条件与动态验收判据)
  • §27.561 历次修订:Amdt. 27-25(54 FR 47318,1989-11-13)、Amdt. 27-30(59 FR 50386,1994-10-03)、Amdt. 27-32(61 FR 10438,1996-03-13)
  • §27.787 历次修订:Amdt. 27-11(41 FR 55469,1976-12-20)、Amdt. 27-27(55 FR 38966,1990-09-21)
  • Part 23 重构:Doc. No. FAA-2015-1621,Amdt. 23-64,81 FR 96689,2016 年 12 月 30 日(现行性能与适航标准体系,§23.2270 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 §23.2270、§27.561、§27.562、§27.787 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 23、Part 27 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

适坠性用什么判定?

用数值判据判定。旋翼航空器侧有极限惯性载荷因数表(如舱内质量项向上 1.5g 至向前 12g)与动态试验数值门槛(向下 30 英尺/秒、≥30g 地板峰值减速度);飞机侧有人体损伤判据与「不妨碍撤离」的功能目标。均不采用结构是否变形这类定性标准。

为什么载荷因数分五个方向且数值差很大?

因为坠撞载荷本身不对称。§27.561(b) 给出向上 4g、向前 16g、侧向 8g、向下 20g、向后 1.5g,最高与最低相差超过十三倍。条文按方向分别规定,说明设计输入是按实际载荷谱给出的,而不是取单一保守值覆盖全向。

静态载荷与动态试验是什么关系?

两者并列适用。§27.561 规定极限静惯性载荷因数,用于结构与人机约束的强度设计;§27.562 规定动态试验条件与判据,用于座椅与约束系统。静态够强不能替代动态试验,条文对此没有合并处理。

可以用分析代替试验吗?

有条件地可以。§27.562(b) 允许以基于同型座椅动态试验的合理分析加以证明;§27.562(d) 允许采用达到等效或更高乘员保护水平的替代方案,但须以合理依据证实。完全不做动态试验的直接豁免,条文中并无授权。

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(五个方向的极限惯性载荷因数、质量项与燃油箱载荷因数、动态试验的 30/42 英尺每秒速度变化与 0.031/0.071 秒及 30g/18.4g 减速度门槛、170 磅假人规格、HIC 1,000 与 1750/2000/1500 磅载荷限值、安装错位 10° 要求、飞机侧不妨碍撤离目标均据本次下载的 Part 23 与 Part 27 全文逐字核验)。