载人自由气球适航规定草案.docx
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载人自由气球适航规定草案
《载人自由气球适航规定》（草案）
（CCAR-31）
A章总则
第31.1条适用范围
第31.2条定义
B章飞行性能
第31.12条符合性验证
第31.14条重量限制
第31.16条空重
第31.17条性能:
上升
第31.19条性能:
非操纵下降
第31.20条操纵性
C章强度要求
第31.21条載荷
第31.23条飞行载荷系数
第31.25条安全系数
第31.27条强度
D章设计构造
第31.31条总则
第31.33条材料
第31.35条制造方法
第31.37条紧固件
第31.39条零件保护
第31.41条检查措施
第31.43条接头系数
第31.44条球囊的防撕裂保护
第31.45条燃料箱
第31.46条增压燃料系统
第31.47条燃烧器系统
第31.49条操纵系统
第31.51条压舱物
第31.53条牵引拉索
第31.55条放气装置
第31.57条控制拉索
笫31.59条吊架、吊篮或其他载人器具
第31.61条静电放电
第31.63条乘员约束系统
第31.65条航行灯
第31.67条系留飞行
E章设备
第31.71条功能与安装
F章使用限制与资料
第31.81条总则
第31.82条持续适航文件
第31.83条标识
第31.85条要求的基本设备
G章附则
第31.91条施行日期
附录A持续适航文件
载人自由气球适航规定
A章总则
第31.1条适用范围
本部规定颁发载人自由气球型号合格证及其更改的适航标准。
适用于有人驾驶的自由气球，其升力来源于：
1、加热空气（热气球）；
2、比空气轻的不可燃气体（轻气球）；
3、加热空气和比空气轻的不可燃气体的组合（混合气球）。
按照中国民用航空规章第21部的规定申请或更改该型号合格证的法人,必须表明符合本部中适用的要求。
第31.2条定义
在本部中相关名词定义如下：
（1）“轻气球”是靠轻于空气的气体产生升力的气球;
（2）“热气球”是靠热空气产生升力的气球;
（3）“球囊”是指用于包容产生升力介质的包壳。
（4）“吊篮”是吊于球囊下用于载人的容器;
（5）“吊架”是指悬挂在球囊下，用于载人的篮子、座椅框架或其他工具。
（6）“加热器系统”是用于加热空气为气球提供升力的装置。
该系统包括热源（如燃烧器）、控制装置、燃油管路、燃料箱、调节器、控制阀和其他相关元件。
（7）“最大设计重量”是气球的最大总重量减去升力气体或者空气的重量。
（8）“可拆卸的配重”是指可按飞行需要调整其数量的配重物。
（9）“系留飞行”是为在某一个位置进行整个飞行，对自由气球进行临时约束。
（10）“起飞系留”是指在飞行前对自由气球进行的临时系留。
B章飞行性能
第31.12条符合性验证
在申请合格审定的载重状态范围内,对每一重量,都必须满足本章的每一要求。
这必须有如下方法表明:
（1）申请合格审定的该型号的气球的试验,或根据试验结果有同样准确性的计算;
（2）如果从所审查的重量不能合理地推论符合性,则对各重量进行系统的审查。
除第31.17条（b）的规定外,在飞行试验中允许的重量允差为+5%及-10%。
第31.14条重量限制
必须明确规定气球可以安全工作的重量范围，至少包括：
1、最大重量。
最大重量是符合本部每一适用要求的最重的重量。
最大重量必须确定并且不超过：
（1）申请人选择的最重的重量;
（2）最大设计重量—符合本部每一适用结构载荷条件的最重的重量;
（3）符合本部每一适用飞行要求的最重的重量。
2、最小重量。
最小重量是显示符合每个适用飞行要求的最小的重量。
飞行手册中必须包括气球安全运行的重量限制。
第31.16条空重
空重必须是在装有设备但无升力气体或者燃料的情况下称得的气球重量。
第31.17条性能：
上升
（a）每个气球必须能在起飞（离地）后的第一分钟内以稳定速率上升至少91.44米（300英尺）。
必须在申请批准的每一高度及环境温度下证明符合本条的要求。
（b）必须在最大重量增加5%的情况下证明符合（a）的要求。
第31.19条性能:
非操纵下降
（a）必须在燃烧器组件、燃料箱系统、燃气控制系统或操纵放气系统中任何单一失效或在止裂带间球囊的任何单个撕裂可能导致的最危险的非操纵下降情况下确定以下数据:
（1）所达到的最大垂直速度;
（2）从失效发生点到获得最大垂直速度点的高度损失;
（3）以本条（a）
（1）所定的最大垂直速度下降的气球从开始纠正操作到实现水平飞行所需的高度。
（b）必须规定以本条（a）
（1）所确定的最大垂直速度着陆的程序及按本条（a）（3）停止下降的程序。
第31.20条操纵性
申请人必须表明,气球必须是安全的。
气球在起飞、上升、下降及着陆期间可以安全地操纵和进行机动而不需特殊的驾驶技术。
相关的操作限制必须确定并包含在飞行手册中。
C章强度要求
第31.21条载荷
强度要求根据限制载荷与极限載荷确定。
限制载荷指使用中可能出现的最大载荷。
极限载荷是限制载荷乘以规定的安全系数。
除非另有规定,所有规定的载荷均为限制载荷。
第31.23条飞行载荷系数
（a）飞行载荷系数。
在确定限制载荷时，除了（b）条款的规定外，限制载荷系数必须至少为1.4。
（b）着陆载荷系数。
对于气球悬挂系统的所有部件，包括气囊与悬挂系统的连接点，确定限制载荷时必须使用至少3.0的限制载荷系数。
第31.25条安全系数
（a）除本条（b）、（c）规定外,安全系数为1.5。
（b）球囊设计中,安全系数必须至少为5。
如果能表明所选择的系数将能防止由于缺少止裂带而发生渐进或瞬时撕裂造成的故障,则安全系数可以减小,但至少为2。
所选用的系数必须应用于更临界的最大工作压力或球囊应力。
（c）设计球囊与吊篮、吊架或其他载人器具的索具及相关连接件的所有纤维质或非金属件时,安全系数必须至少为5。
球囊与吊篮、吊架或其他载人器具间的主要连接件的设计,必须使得故障极不可能发生或任何单一故障将不影响飞行安全。
（d）在应用安全系数时,必须考虑可能影响气球强度的温度和其他使用特性或者两者同时作用的影响。
（e）设计中,每一乘员的重量必须至少为77千克（约170磅）
第31.27条强度
（a）结构必须能够承受限制荷载，而不会产生永久变形或其他不利影响。
（b）必须经试验证明,结构能承受极限载荷至少3秒钟而不失效。
对于球囊,如果某个有代表性的部分足够大,能够包括关键接缝、接头及承裁连接点及构件,则可以用此部分进行试验。
（c）对于球囊，强度证明还必须考虑到球囊损坏后的撕裂增长，以防止撕裂扩展到危险尺寸。
（d）吊篮通常必须具有坚固的设计，在硬着陆或快速着陆时为乘员提供足够的保护。
不允许存在可能导致乘员严重受伤的变形或失效。
必须进行吊篮、吊架或其他载人器具的极限自由落震试验。
试验必须用吊篮、吊架或其他载人器具,在水平面上以最大设计重量进行。
应分别以0°15°30°撞击地面。
重量分布可以模拟实际情况。
不允许可能导致乘员严重受伤的变形或失效。
必须用下列高度中的较大者进行落震实验:
（1）0.9144米（36英寸）;
（2）使得撞击时的速度等于第31.19条确定的最大垂直速度的高度。
（e）部件（尤其是燃烧器框架/负载框架）的设计和强度还必须考虑地面装卸和运输过程中反复出现的影响和其他荷载。
（f）必须考虑温度和其他可能影响气球强度的运行特性的影响。
（g）对于每一个松动可能导致不安全状态的物件，其约束必须满足本段规定的以下所有极限荷载要求。
约束装置和结构之间的承载接头应按照规定极限荷载的1.33倍设计（见AMC31HB.27（g））：
-水平6.0g，
-向下6.0g，
-向上2.0g。
第31.28条系留飞行载荷
（a）设计必须考虑与系留飞行相关的荷载对气球部件（尤其是燃烧器框架/荷载框架）和任何附加设备（如有）的影响。
（b）系留约束系统的设计必须确保任何单一故障不会危及乘员、气球或第三方的安全。
（c）主要承载部件中的特定部件（例如:
锻造环、V形钢索夹）的设计必须使用悬挂部件的着陆载荷系数和安全系数。
（d）与系留飞行相关的操作限制必须确定并包含在飞行手册中。
第31.30条安全带
（a）当安装了乘员安全带时，安全带应能承受由以下加速度下的乘员质量产生的载荷，不得出现失效（见图1）：
（1）2.0g以上
（2）各方向水平3.0g。
在本条中，必须假设乘员质量至少为86kg。
（b）必须证明安全带或肩带与吊篮主体结构之间接头的承载能力，能够符合上述（a）中规定的载荷乘以1.33连接系数的要求。
D章设计构造
第31.31条总则
必须通过试验或分析确定每个设计细节或零件的安全性。
第31.33条材料
（a）所有材料的适用性和耐久性都必须建立在经验或试验的基础上。
材料必须符合批准的标准,以保证这些材料具有设计资料中釆用的强度和其他性能。
（b）材料的强度特性必须以符合标准的材料的足够试验为依据,以便在统计的基础上确定设计值。
（c）必须证明，如果气球充气或飞行时被加热器点燃，球囊材料不会持续燃烧。
第31.35条制造方法
采用的制造方法必须能生产出一个始终完好的结构。
如果某种制造工艺需要严格控制才能达到此目的,则该工艺必须按照经批准的工艺规范执行。
第31.37条紧固件
只有经过批准的螺栓、销钉、螺钉、铆钉、钩环、燃料箱固定带才可用于结构中。
对所有这些螺栓、销钉和螺钉必须采用批准的锁定装置和方法。
除非表明其安装不承受振动、没有相对移动，否则必须使用二次锁紧装置。
自锁螺母不能用于工作中经受转动的螺栓。
第31.39条零件保护
气球的每个部分都必须适当地保护，防止因风化、腐蚀、发热、磨损、地面运输、飞行环境或其他原因而导致其在使用中的强度降低或失效。
第31.41条检查措施
必须有措施,能够对需要重复检查和调整的每个零件进行仔细检查。
第31.43条接头系数
（a）在分析每个未经限制载荷和极限载荷试验（试验时在接头和周围结构上模拟实际应力状态）以证实其强度的接头时,接头系数至少取1.15。
该系数适用于连接件的所有零件、连接方式和结构元件上的连接的轴承。
（b）对于带接头的整体构件，从接头直到截面性质成为其典型构件截面为止的部分都必须作为接头处理。
（c）如果接头设计符合批准的方法，并且其安全性依据综合试验数据，则无需使用接头系数。
第31.44球囊的防撕裂保护
球囊的设计必须确保在承受限制载荷的状态下，局部损伤不会增长到导致飞行或着陆控制失效的程度。
第31.45条燃料箱
（a）如果釆用燃料箱,则必须通过试验表明燃料箱、燃料箱连接件和有关的支撑结构能够经受整套装置所可能受到的任何惯性载荷,包括第31.27条（c）中规定的落震试验,不会产生有害的变形或失效。
试验时,燃料箱必须加载到与装满燃料状态相等的重量和压力。
必须通过试验或分析或两者并用，证明燃料箱有足够的强度裕度，承受包括地面搬运和地面运输等使用中可能遇到的所有内外压力、温度和载荷情况。
（b）必须证明燃料箱材料与燃料的相容性。
必须评估燃料箱的疲劳、老化、耐火性和腐蚀能力，并确定任何必要的限制、保护或维护措施。
（c）燃料箱及其附件和相关支撑结构必须通过试验证明能够承受该装置在运行中可能承受的任何惯性荷载，而不会产生有害变形或失效。
（d）增压燃料箱必须配备：
（1）关断阀。
该阀门必须配备一个自密封接头或其他装置，以避免在没有连接燃料管的情况下，操作疏忽放出危险数量的燃料。
（2）一个保护燃料箱免受过度增压的泄压阀。
（3）一个控制最大充填流量的装置。
（4）一个确定燃料量的装置。
（5）包含安全操作所需信息的标牌。
（e）必须在所有燃料箱上安装防护装置，以防止阀门和其他配件在下列情况下发生燃料泄漏：
（1）意外操作和
（2）在正常操作、地面处理或运输过程中损坏。
（f）刚性加长件不得直接安装在燃料箱阀门或配件上，因为硬着陆或快速着陆时可能发生过载或断裂。
第31.46条增压燃料系统
（a）对于增压燃料系统,每个元件和它的连接接头和导管必须试验到极限压力,该压力至少为系统正常工作时所承受最大压力的两倍。
试验期间,无任何系统零件失效或故障。
试验构形必须能代表正常燃料系统的安装和气球构形。
（b）加压燃料系统的所有部件必须安装牢固，能够承受在使用中可能发生的冲击和过载以及相关变形。
（c）加压燃油系统的零件必须永久性标记，以防止安装错误。
（d）系统的任何部分都不得具有在任何可能的冲击情况下都可能断裂的、没有保护的刚性连接。
（e）如果燃料系统包括可拆卸的燃料管路，则必须在每条管路的每个出口上安装一个自密封接头或其他装置，以避免在没有连接燃料管的情况下，操作疏忽放出危险数量的燃料。
第31.47条燃烧器系统
（a）如果使用燃烧器作为提供升力的装置,则系统必须设计和安装不得有造成火灾的危险。
（b）必须有防护装置,防止乘员和靠近燃烧器火焰的零件受热影响。
（c）必须有控制器件、仪表或其他安全控制和使用燃烧器所必需的设备。
必须表明它们在正常和应急工作时能够完成预定的功能。
（1）如果加热器系统在每个燃料供应上有多个燃料供应或多个控制装置，则必须有明确的方法来区分每个控制装置、其供应源和功能。
（2）加热器系统必须具有指示可用燃料量的装置或其他等效装置。
（3）对于燃烧器，每个控制系统必须具有指示热输出是高、正常还是低的装置。
（d）燃烧器系统（包括燃烧器单元、控制器件、燃料管、燃料箱、调节器、控制阀和其他相关元件）必须经受至少40小时的持久试验验证。
试验时,系统的每个元件都必须安装并经受试验,以模拟真实的气球安装和使用。
（1）对燃烧器的主火焰控制活门使用的试验大纲必须包括:
（i）在申请批准的最大燃料压力下工作5小时,每分钟循环内有3至10秒进行燃烧。
燃烧时间的确定应使得每个燃烧器上受温度影响的元件遭受最大的热冲击;
（ⅱ）在中等燃料压力下工作7.5小时,每分钟循环内有3至10秒进行燃烧。
中等燃料压力为本条（d）
（1）（i）中最大燃料压力和本条（d）
（1）（ⅲi）中最小燃料压力之间的40%到60%;
（ⅲ）在申请批准的最小燃料压力下工作6小时15分钟,每分钟循环内有3至10秒进行燃烧;
（ⅳ）在使用燃料蒸汽燃烧的情况下工作15分钟,每分钟循环内至少30秒进行燃烧;
（v）15小时的正常飞行操作。
（2）对燃烧器辅助或备用火焰控制活门使用的试验大纲应当包括:
在中等燃料压力下工作6小时燃料,每5分钟循环内有1分钟进行燃烧。
（3）试验还必须包括至少3次熄火和再起动。
（4）试验结束时,系统的每个元件必须是可用的。
（e）必须证明，燃烧器的点火的火种（或其他点火装置）在典型的阵风和雨中能够可靠地工作，必须易于接近和容易重新点燃。
如果持续点火器故障，加热器必须能够继续工作。
（f）加热器系统的设计必须确保在发生任何单一故障时，它将保持足够的热输出，以维持水平飞行。
第31.49条操纵系统
（a）每一操纵器件的操作必须简便、平稳和准确地完成其功能。
操纵器件的布局和标识必须方便操作,防止混淆和随之发生误动的可能性。
（b）每个操纵系统和操纵装置必须设计和安装成能够防止因乘员、貨货物和松散物引起的卡阻、摩擦、干扰。
必须釆取预防措施防止外来物卡阻操纵器件。
操纵系统元件必须具有某种设计特征或做出明显的永久性标记,使可能导致操纵系统故障的不正确装配的可能性减至最小。
（c）为防止气囊破裂，每个以充装轻气体提供升力的混合气球必须配备一个阀门或装置，一旦达到最大工作压力，可通过该阀门或装置自动释放足够体积的气体。
当气球在最大工作压力时,放气速率每分钟至少为总容积的3%。
（d）每个热气球必须有一个装置,使得在飞行期间可有控制地释放热空气。
除非在没有这个装置时热气球也能符合第31.20条的要求。
（e）为了保护球囊材料，每个热气球必须有一个装置来指示使用期间球囊表面最高温度或内部最高空气温度。
显示器必须容易被驾驶员看到,并应有指示球囊材料安全限制温度的标记。
如果标记在仪表玻璃罩上,必须采取措施使玻璃罩与刻度盘对准。
第31.51条压舱物
每个轻气球和混合气球必须有一个安全存放和可控制地释放压舱物的装置。
压舱物必须由在飞行中释放时不会对地面人员造成危害的材料组成。
第31.53条牵引拉索
如果使用牵引拉索，气球外的自由端必须硬化,防止其与树木、电线或地面上的其他物体缠绕。
第31.55条放气装置
（a）必须具有一个可使球囊应急放气的装置保证安全的应急着陆，以及在着陆后快速放气。
该装置的设计必须尽量减少意外操作的可能性。
如果使用不是人工放气系统，则必须证明所用系统的可靠性。
（b）如果混合气球装有横向快速放气装置，则必须安装一个装置，以便在着陆过程中，将气球的快速放气装置转到其指定位置。
第31.57条控制拉索
（a）总则
（1）用于飞行控制的所有操纵拉索的设计和安装，必须能够防止缠绕和意外操作。
（2）操纵所需的力最小不小于110牛顿，最大不得超过340牛顿。
（3）用于飞行控制的所有操纵拉索必须足够长，以允许在球囊垂直方向上的尺寸至少增加10%。
（b）保险装置
如果使用了防护装置来防止不可逆控制的意外操作，飞行员要操纵的设备部分必须涂上黄色和黑色带。
（c）转向拉索
如果使用转向通气拉索来调整气球着陆方向，飞行员操纵转向左侧的绳索部分必须为黑色，转向右侧的绳索相应部分必须为绿色。
（d）放气拉索
（1）如果使用放气拉索控制升力气体的释放，并且放气孔可以在飞行中重新密封，则飞行员要操纵的放气拉索部分必须涂上红色和白色带。
（2）如果需要另一根拉索来重新密封任何放气孔，飞行员操纵拉索的部分必须为白色。
（e）快速或紧急放气拉索，拉索的设计和安装必须能够防止缠绕。
（1）如果绳索用于球囊的快速或紧急放气，并且装置在飞行中无法重新密封，飞行员操纵拉索的部分必须涂成红色。
（2）除上述第31.57（a）
（2）中的要求力值外，操作快速或紧急放气拉索所需的力不得小于110牛顿。
第31.59条吊篮、吊架或其他载人器具
（a）吊篮、吊架或其他载人器具不能有相对于球囊的旋转，除非：
（1）旋转由飞行员控制；
（2）防止操纵绳缠绕。
（b）吊篮、吊架或其他载人器具上可能对乘员造成伤害的每个凸出物体都必须包裹、或加保护垫。
（c）在硬着陆或快速着陆时，篮内的乘员必须能够得到保护，以防：
（1）从吊篮上掉落下来；
（2）重伤。
（d）当运载超过6名乘员时，吊篮必须分为多个隔间，每个隔间不超过6名乘员。
（e）如吊篮比例及分隔，在着陆时能使一个以上的乘员可能会堕落在另一个乘员上面，则必须有方法将这种可能性减至最低。
（f）必须为所有乘员提供合理的空间，包括飞行期间的舒适度和着陆期间的安全性。
（g）飞行员的空间必须能够在所有飞行阶段为其提供畅通无阻的操作空间。
（h）每个乘员必须有扶手。
（i）必须设置设施，以容许水汽或液体从篮子底部排出。
（j）吊篮、吊架或其他载人器具的悬挂系统承重部件（如绳索或缆绳）的布置方式必须排除其在正常使用中受损的可能性。
（k）吊篮的地板不得伸出侧壁。
（l）必须在飞行手册中提供吊篮、吊架或其他载人器具的使用和构型限制。
第31.61条静电放电
除非表明对安全是不必要的,否则在设计每个以可燃气体为升力物质的气球时,必须有适当的搭接手段,以确保静电放电不会引起危险。
第31.63条乘员约束系统
（a）每个乘员必须有安全带、肩带或其他约束装置,除非局方认为其不必要。
如果安装，这些安全带、肩带或其他约束装置及其支撑结构必须满足本部C章的强度要求。
（b）对于独立驾驶舱的吊篮，必须为飞行员提供适当的约束装置，该约束装置必须满足第31.30条的强度要求。
此外，约束装置的设计还必须确保：
（1）飞行员正确佩戴该约束装置和调整后，能够正常操纵所有必要的控制装置；
（2）有一种简单、明了的快速解除方法；
（3）意外解除的可能性最小化。
（c）本条不适用于装有吊篮或吊舱的气球。
第31.65条航行灯
（a）如果安装航行灯,必须有一个稳定的航空白色航行灯和一个闪光的航空红色（或闪光的航空白色）航行灯,有效闪光频率至少为40次/分,但不超过100次/分。
（b）每个航行灯必须按本条规定的光强具有360°的水平作用范围。
下列的光强必须在使用稳态工作光源、安装所有的灯罩和滤色镜并且在制造人规定的最小电压下确定。
对于闪光航空红色灯,测量值必须调整到对应至少130F的红色滤光镜温度。
（1）通过光源的水平面上的光强必须等于或超过下列值:
航行灯
最小光强（烛光）
稳定白色
20
闪光红色或白色
40
（2）在垂直平面上的光强必须等于或超过下列值。
一个单位的光强对应于本条（b）
（1）条所规定的相应水平面的光强。
在垂直平面内与
水平面的夹角（度）
最小光强（单位）
0°
1.00
0°-5°
0.90
5°-10°
0.80
10°-15°
0.70
15°-20°
0.50
20°-30°
0.30
30°-40°
0.10
40°-60°
0.05
（c）稳定的白色灯必须安装在吊篮、吊架或其他载人器具以下不超过6.096米（20英尺）处。
闪光红色或白色灯必须安装在稳定白色灯以下不小于2.1336米（7英尺）,且不大于3.048米（10英尺）处。
（d）必须有收上和存放灯具的装置。
（e）每个航行灯的颜色必须具有国际照明委员会规定的相应色度坐标值:
（1）航空红色
“y”不大于0.335;
“z”不大于0.002。
（2）航空白色
“x”不小于0.300且不大于0.540;
“y”不小于“x-0.040”或“yo?
0.010”,取小者;
“y”不大于“x+0.020”,也不大于“0.636?
0.0400x”;
其中,“yo”为普朗克辐射器相对于“x”值的“y”坐标值。
第31.67条系留飞行
必须向飞行员提供一个指示，表明正在系留飞行或已经达到系留飞行相应的限制。
E章设备
第31.71条功能与安装
（a）安装的每项设备必须符合下列要求
（1）种类和设计与预定功能相适应;
（2）作永久和明显的标记,标明其名称、功能或使用限制或这些因素的任何组合。
如果零件太小而难以作标记,则用标签标明。
（3）按对该设备规定的限制进行安装;
（4）安装后功能正常。
（b）所安装的每项设备,不允许影响任何其他设备的功能，不得构成对安全操作的危险。
（c）设备、系统和安装必须设计成能防止在发生可能的故障或失效情况下对气球的造成危害。
F章使用限制与资料
第31.81条总则
（a）必须制定下列资料：
（1）每一使用限制,包括第31.14条所确定的最大重量；
（2）正常和应急程序；
（3）其他安全操作所必需的资料,包括：
按第31.16条确定的空重；
（ⅱ）按第31.17条确定的上升速率以及用来确定该性能的程序和条件；
（ⅲ）按第31.19条确定的最大垂直速度
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