航空知識－損傷容許設計及飛機材料
壹、損傷容許設計（Damage tolerance design）
商用機結構設計的基本思想是失效安全（Fail safe）與安全壽命（Safe life）兩項，這兩項 在「機身結構」部份已解說過。爾後，隨著第一代噴射民航機達到「高齡化」程度後，航空 產業對飛機設計壽命與安全性關係重新評估，才產生損傷容許設計的概念。 一、背景 所謂的第一代噴射民航機是指波音 707 或麥道 DC-8，在這些機型飛航超過十年的 1976 年，英國民航局（Civil Aviation Authority, CAA）開始對本國適航基準之改訂，進行調查及研 究。另一方面，1977 年 3 月在美國召開的 「結構疲勞規定制定會議」 上，美國聯邦航空署 （FAA） 對有關民航機結構疲勞之強度証明相關規定，提出引進損傷容許設計概念的改訂案。 在改訂案初步研討的同時，1977 年 5 月 14 日英國丹航所屬的一架 707-321 型機在桑比亞 的陸沙卡準備降落時，右側水平安定翼和控制面（昇降舵）一併脫落，造成該機失控並以機 首向下姿態撞擊地面的重大空難事件。該機總飛行時數 47621 小時，總起降次數為 16723 次， 事故發生原因後來查明是水平安定翼的後樑之上部樑材（Spar cap）金屬疲勞與依據不當的失 效安全設計所致。意即該機在事故發生之前，上部樑材已有龜裂，在失事之前又飛行了 7200 架次，這期間隨著龜裂加大，後樑的腹板和下部樑材已超過負荷，連帶使有失效安全設計的 中央樑材也一併受到致命的二次破壞，因而造成飛機失事。 二、補足結構檢查要項（SID, Supplemental inspection document） 在上述事故發生後隔月，對 707-200 型機全數實施檢查，在 521 架中發現其中 38 架水平 安定翼的後樑有龜裂現象。隨即要求航空公司採取必要之措施。另外波音公司所發行的維修 計劃指示也作了修訂，將後樑的檢查間隔時間予以縮短。經由這些經驗，波音公司對 707/720 機的構造強度，依「損傷容許」概念再加以評估，特別對使用頻繁的飛機追加檢查項目，在 1979 年 3 月完成補足結構檢查項目，指示航空公司加強檢查。 另一方面，麥道飛機公司的道格拉斯商用飛機部門也在 1976 年 4 月對航空公司指示，要 求對使用頻繁的 DC-8 型機實施結構檢查計劃（相當於 SID） 。聯合航空和日本航空都根據這 項檢查計劃，再加上自己的維修、操作經驗，來擬定 DC-8 型機長期對策。其他航空公司也採 取相同措施，後來確認包括因應噪音管制條例而更換低噪音發動機的 100 架在內，合計 240 架 DC-8 型機隊（其中不乏設計壽限已超過 2 倍者）都沒發生重大金屬疲勞問題。對於 DC-10 型廣體機，也在 1989 年初發行 SID。 對於 747 的舊機（飛行架次超過一萬次以上者） ，SID 也設定 87 項追加檢查項目。波音公 司在 1983 年 8 月發出 SID，1984 年 11 月 FAA 以此編入適航性改善通報，指示各家航空公司 在一年內要制定維修計劃並加以實施。
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壹、損傷容許設計（Damage tolerance design）
商用機結構設計的基本思想是失效安全（Fail safe）與安全壽命（Safe life）兩項，這兩項 在「機身結構」部份已解說過。爾後，隨著第一代噴射民航機達到「高齡化」程度後，航空 產業對飛機設計壽命與安全性關係重新評估，才產生損傷容許設計的概念。 一、背景 所謂的第一代噴射民航機是指波音 707 或麥道 DC-8，在這些機型飛航超過十年的 1976 年，英國民航局（Civil Aviation Authority, CAA）開始對本國適航基準之改訂，進行調查及研 究。另一方面，1977 年 3 月在美國召開的 「結構疲勞規定制定會議」 上，美國聯邦航空署 （FAA） 對有關民航機結構疲勞之強度証明相關規定，提出引進損傷容許設計概念的改訂案。 在改訂案初步研討的同時，1977 年 5 月 14 日英國丹航所屬的一架 707-321 型機在桑比亞 的陸沙卡準備降落時，右側水平安定翼和控制面（昇降舵）一併脫落，造成該機失控並以機 首向下姿態撞擊地面的重大空難事件。該機總飛行時數 47621 小時，總起降次數為 16723 次， 事故發生原因後來查明是水平安定翼的後樑之上部樑材（Spar cap）金屬疲勞與依據不當的失 效安全設計所致。意即該機在事故發生之前，上部樑材已有龜裂，在失事之前又飛行了 7200 架次，這期間隨著龜裂加大，後樑的腹板和下部樑材已超過負荷，連帶使有失效安全設計的 中央樑材也一併受到致命的二次破壞，因而造成飛機失事。 二、補足結構檢查要項（SID, Supplemental inspection document） 在上述事故發生後隔月，對 707-200 型機全數實施檢查，在 521 架中發現其中 38 架水平 安定翼的後樑有龜裂現象。隨即要求航空公司採取必要之措施。另外波音公司所發行的維修 計劃指示也作了修訂，將後樑的檢查間隔時間予以縮短。經由這些經驗，波音公司對 707/720 機的構造強度，依「損傷容許」概念再加以評估，特別對使用頻繁的飛機追加檢查項目，在 1979 年 3 月完成補足結構檢查項目，指示航空公司加強檢查。 另一方面，麥道飛機公司的道格拉斯商用飛機部門也在 1976 年 4 月對航空公司指示，要 求對使用頻繁的 DC-8 型機實施結構檢查計劃（相當於 SID） 。聯合航空和日本航空都根據這 項檢查計劃，再加上自己的維修、操作經驗，來擬定 DC-8 型機長期對策。其他航空公司也採 取相同措施，後來確認包括因應噪音管制條例而更換低噪音發動機的 100 架在內，合計 240 架 DC-8 型機隊（其中不乏設計壽限已超過 2 倍者）都沒發生重大金屬疲勞問題。對於 DC-10 型廣體機，也在 1989 年初發行 SID。 對於 747 的舊機（飛行架次超過一萬次以上者） ，SID 也設定 87 項追加檢查項目。波音公 司在 1983 年 8 月發出 SID，1984 年 11 月 FAA 以此編入適航性改善通報，指示各家航空公司 在一年內要制定維修計劃並加以實施。
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