美欧eVTOL认证标准达成共识?

垂直起降机场、充电网络……eVTOL行业在应对诸多基础设施挑战之前,监管机构首先需要为这种新型设计定义明确的认证途径。

在该领域,美欧日渐靠拢。

美国联邦航空局(FAA)和欧盟航空安全局(EASA)于6月10日发布了经修订的eVTOL飞机认证要求,缩小了双方法规之间的差距。

迄今为止,FAA公布了两款空中出租车设计(Archer Aviation的Midnight和Joby Aviation的旗舰机型)的最终适航标准,并发布了一份咨询通告(AC),为eVTOL飞机等动力升力飞行器的认证奠定基础。

这份咨询通告规定了哪些方法可用于证明飞行器符合FAA 21部对特殊类飞机的要求。通告将在60天内公开征求意见。

此外,FAA还发布了一份安全连续要求(Safety Continuum)草案,该草案确定了eVTOL这一特殊类别飞机的分级认证级别,与已经实施的第23部固定翼飞机和第27部轻型旋翼机类似。

与此同时,EASA发布了VTOL 能力飞机(SC-VTOL)小类第二期特殊条件,在其中纳入了与FAA商定的新要求,包括安全飞行和着陆、操控质量和单点故障。与FAA AC不同的是,该标准将不进行公众咨询。

“我们还没有完全统一,但通过这三项公告,我们又向前迈进了一大步。”总部位于美国的通用航空制造商协会欧洲事务副总裁Kyle Martin表示。

两家监管机构共同修订了第23、27和29部的安全重点项目(SEI)清单,这份清单决定了参与飞机验证项目的机构级别。FAA称,双方降低了SEI要求,让实际认证飞机的机构承担更大责任。

FAA的新标准是针对最大重量为12,500 磅、最大载客量为6人的动力升力设计而制定,采用了FAA第23、27、33和35部的标准。为Joby Aviation S4和Archer Aviation Midnight eVTOL飞机商定的最终认证规则的更改也纳入了FAA的AC 21.17-4,包括建立“基本 ”和“增强”性能认证,也就是说预计载客eVTOL飞机需获得增强性能认证。这意味着飞机在推力发生重大变化后能够保持水平飞行,直到抵达计划目的地或备用着陆点。

这与EASA在2019年首次发布SC-VTOL时确定的“基本”和“增强”类别相一致,用于商业客运运营的eVTOL飞机必须获得增强类别中更严格安全级别的认证,与商业运输飞机一样,发生灾难性故障的概率为10-9。

FAA的安全连续要求草案,为重量不超过12,500磅的动力升力飞机设定了四个认证级别。1 级适用于零载客商业运营飞机(1A级)和无出租载客运营飞机(1B 级)。2A/B级适用于2到6名乘客,3A/B级适用于7到9名乘客,4A/B级适用于10到19名乘客。

每个级别都与功能设计保证级别(FDAL)相关联。对于灾难性故障,1B级的FDAL设为10-6(FDAL C);1A和2B级为10-7(FDAL B);2A和3B级为10-8(FDAL B);3A、4A和4B级为 10-9(FDAL A)。

因此,在有一名飞行员和四名乘客的情况下,Joby和Archer的eVTOL飞机属于商业运营的2A级(FDAL 10-8),与23部固定翼飞机一致。这一点成为FAA与EASA之间的最大差异,后者要求所有eVTOL商业客运运营都达到10-9。

现在,如果是基于AC标准的设计,FAA将不再需要像对待Archer和Joby的飞机认证一样,在联邦登记册上公布适航标准以征求公众意见。申请方现在可以提出借鉴之前批准的设计(如Archer的“Midnight”)的认证依据,或使用等效安全項目(Equivalent Level of Safety Findings),为自己的项目采用现有的适航标准。

EASA为了更好地与FAA AC保持一致,对诸多标准和措辞进行了修改。最明显的修改是将最大认证起飞重量(MCTOM)从 7,000 磅增加到约 12,500 磅;而另一个关键条款是引入了关于电气布线互连系统(EWIS)的要求,该系统可在飞机系统间传输数据和信号,制造商需要证明这些系统可以无风险运行。有关设计和构造的法规措辞,EASA已与FAA统一,现在要求所有类别的飞机都必须防止单一故障导致灾难性后果。

SC-VTOL第2期还修订了在出现水上迫降时的要求,要求自动启动漂浮装置、水密隔舱和综合浮力;飞机必须坚持15分钟不下沉,增强类eVTOL飞机必须具备倾覆后生存能力功能。更新后的SC-VTOL还提高了对飞行记录器的要求,包括至少能运行5小时。

迄今为止,中国的eVTOL企业亿航已完成商业示范飞行,并开始批量生产。西方国家预计到2028年才会有大规模的先进空中交通(AAM)运营,中国无人机和电动汽车的发展同样令西方警惕。