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飞机燃油系统适航限制项目制定方法的研

究和分析

作者：林桂平

来源：《科技视界》2015年第26期

林桂平

（上海飞机设计研究院，中国上海201210）

【摘要】根据《运输类飞机燃油箱系统设计评审：降低可燃性，维护和检查要求》

（FAR25-102修正案）和《燃油箱系统容错评估要求》（SFAR88）的要求，型号合格证持有人

以及申请人必须制定飞机燃油箱系统点火源防护所涉及的适航限制项目（ALI）。本文对ALI的

制定方法与流程进行了研究和分析，从点火源防护安全性评估出发，运用“四元素”评估准则

确定“不安全状态”，进而制定出以关键设计构型控制限制(CDCCL)和维修/检查任务为主的适

航限制项目（ALI）。

【关键词】适航限制项目；四元素；关键设计构型控制限制

0引言

燃油系统的安全问题一直以来是航空安全的主要问题之一。自上世纪五十年代起，全世界

共发生十多起油箱点燃事故，导致大量的人员伤亡和财产损失。在这些事故中，环球航空

TWA800航班事故对与飞机燃油系统设计有关的适航条例产生了巨大影响。在这起事故发生后，

美国国家运输安全委员会（NTSB）对于该事故展开了调查，发现事故起因是不明点火源引起中

央油箱爆炸。为此，FAA在2001年颁布了与燃油箱系统维护检查相关的《运输类飞机燃油箱系

统设计评审：降低可燃性，维护和检查要求》（FAR25-102修正案）和《燃油箱系统容错评估

要求》（SFAR88），其中SFAR88包含了适航限制项目(ALI)和其他持续适航文件(ICA)两部分，

本文就燃油系统适航限制项目（ALI）的制定方法进行了研究和分析，这对民用飞机适航取证和

持续适航具有重要的意义。

1燃油系统ALI的目的和作用

燃油系统ALI是为了防止燃油箱内部由于潜在的失效、变更、修理或维护措施而引起的潜

在点火源，对点火源起到防护作用，降低燃油箱的可燃性，因为点火源若与可燃性燃油蒸汽结

合，将有可能会造成燃油箱爆炸并进一步导致飞机失事。

如图1所示为SFAR88的执行流程图，其中也显示了燃油系统ALI的制定过程。燃油系统

ALI是燃油系统安全状态分析判断的结果，这些分析判断表明系统存在与SFAR88中所定义的由

于系统构型改变、修理或维修差错所导致的与“不安全状态”有关的失效状态。若不按照相关

法规采取特定的工作或操作，这些失效状态将会导致燃油箱有着火和爆炸的风险，进而将导致

飞机产生严重的后果。

2燃油系统安全状态的评估

SFAR88要求型号合格证和补充型号合格证申请人/持有人对飞机燃油箱系统进行安全性评

估，确定点火源防护特征，制定燃油系统维护和检查指南来保持燃油系统的点火源防护特征，

使燃油系统不会有点火源的存在或发展。

对燃油系统安全状态的评估，首先描述所要研究飞机的燃油系统，介绍其组成及各个部件

的功能；然后对所研究的飞机燃油系统进行功能风险分析（FHA），找出能导致危险性后果的故

障模式，作为故障树分析（FTA）的顶事件；再根据FHA分析出来的顶事件建造故障树，运用故

障模式和影响分析（FMEA）对飞机燃油系统进行详细的安全状态评估；最后根据“四元素”法

找出符合该方法中所述的单点故障和故障组合，判断它们是否会导致灾难性或危险性点火源的

发生，从而确定它们的安全状态。

“四元素”不安全状态评估准则：

经过安全评估后的项目将用表1所述的“四元素”不安全状态评估表来决定是否需要发布

适航限制指令。

1）燃油箱可燃性暴露时间确定

燃油箱可燃性暴露时间高低的定性，应采用定性检查和设计审查、定量标准和蒙特卡罗分

析法三种方法对燃油箱是否符合低可燃暴露时间油箱特征进行判断。

可燃性暴露时间的确定步骤的：

步骤1：通过定性检查和设计审查，判断燃油箱能否满足低可燃性暴露时间的特征。如果

满足，则燃油箱是低可燃性暴露时间燃油箱，如果不满足，则转到步骤2；

步骤2：判断燃油箱是否达到低可燃性暴露时间燃油箱的定量标准。如果达到，则燃油箱

是低可燃性暴露时间燃油箱，如果达不到，则转入步骤3；

步骤3：判断燃油箱是否达到使用FAA蒙特卡罗分析法分析的低可燃性暴露时间燃油箱标

准，如果达到，则燃油箱是低可燃性暴露时间燃油箱，如果达不到，则燃油箱是高可燃性暴露

时间燃油箱。

2）“蒙特卡罗”分析方法

“蒙特卡罗”分析方法，是FAA发展的定量评估燃油箱可燃性的一种分析方法。它的