民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)研究

李飛敏 宋海靖 魏新科

（中航工業(yè)試飛中心，陜西 西安 710089）

民用飛機(jī)飛行試驗(yàn)是驗(yàn)證民用飛機(jī)性能與適航性要求的重要措施，也是民用飛機(jī)最為重要的適航符合性驗(yàn)證方法。功能和可靠性試飛作為民用飛機(jī)適航審定的組成部分，是其獲取型號(hào)合格證的必要條件。

1 國(guó)外情況綜述

歐美航空工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已具有一百余年的民用飛機(jī)發(fā)展史，發(fā)布了AC25–7A《運(yùn)輸類飛機(jī)合格審定飛行試驗(yàn)指南》、《運(yùn)輸類飛機(jī)工程試飛指南》（ORDER8110.8）等條例，同時(shí)引用了大量工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)飛行試驗(yàn)的規(guī)范化。近60年的適航管理歷程，在民用飛機(jī)飛行試驗(yàn)及其適航符合性驗(yàn)證、管理領(lǐng)域形成了完備的工作體系。通過(guò)麥道系列、波音系列、空客系列飛機(jī)的合格審定工作，為相關(guān)文件、規(guī)范不斷完善，技術(shù)的成熟積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在功能和可靠性試飛技術(shù)方面，完成了波音757–200型飛機(jī)的150 h的功能和可靠性專項(xiàng)試飛項(xiàng)目、空客A380的300 h專項(xiàng)功能可靠性試飛項(xiàng)目。

同時(shí)，隨著社會(huì)發(fā)展和航空器技術(shù)要求的提高，導(dǎo)航和空域管制要求、飛機(jī)安全性要求、經(jīng)濟(jì)可承受性要求、公眾利益要求等因素促成軍用航空器適航技術(shù)的形成和發(fā)展。歐美等國(guó)家陸續(xù)頒布了各自軍用航空器適航要求：《軍用航空器適航審查準(zhǔn)則》（MIL–HDBK–516）、《飛機(jī)的設(shè)計(jì)和適航性要求》（DEF STAN 00–970）、北大西洋公約組織《無(wú)人機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》（STANAG 4671），將軍用航空器性能和適航性放在同樣重要的地位。

2 國(guó)內(nèi)情況綜述

我國(guó)還沒(méi)有形成自己的民機(jī)試飛適航規(guī)范體系，也沒(méi)有足夠的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為支撐。國(guó)外相關(guān)技術(shù)資料又對(duì)我國(guó)進(jìn)行嚴(yán)密封鎖。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的飛行試驗(yàn)相關(guān)工作與成果主要集中在軍用飛機(jī)領(lǐng)域，民用飛機(jī)方面還沒(méi)有一架?chē)?guó)產(chǎn)飛機(jī)型號(hào)完整的走完運(yùn)輸類飛機(jī)型號(hào)合格審定全過(guò)程。功能和可靠性試飛作為一個(gè)周期長(zhǎng)、投入高的試飛項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)更是沒(méi)有可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

ARJ21–700飛機(jī)功能和可靠性試飛是中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院承擔(dān)的第一項(xiàng)民機(jī)功能和可靠性試飛課題，也是我國(guó)航空試飛領(lǐng)域首次嚴(yán)格、全面按適航條款要求進(jìn)行功能和可靠性試飛的項(xiàng)目。因此，對(duì)功能可靠性試飛的組織工作管理、信息管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、機(jī)場(chǎng)管理、數(shù)據(jù)分析與處理方法、機(jī)場(chǎng)和航線規(guī)劃、結(jié)果合格判據(jù)等方面的經(jīng)驗(yàn)和成果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)固化將具有非常重要的意義，將為后續(xù)民機(jī)的功能和可靠性試飛提供了管理和技術(shù)支持，同時(shí)為軍機(jī)適航審定提供了經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)借鑒。

3 民機(jī)型號(hào)合格審定流程

民機(jī)型號(hào)合格審定流程見(jiàn)圖1?？梢钥闯?，飛行試驗(yàn)驗(yàn)證是取得型號(hào)合格證最重要的工作，依據(jù)§21.35飛行試驗(yàn)和§21.212特許飛行證分類相關(guān)規(guī)定，功能可靠性試飛是局方試驗(yàn)，其目的是在飛機(jī)定型投入量產(chǎn)前，盡可能地在類似于將來(lái)交付運(yùn)行的各種航線運(yùn)行條件下對(duì)其各零部件和設(shè)備的功能和可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保其設(shè)計(jì)的可靠性和適用性，是頒發(fā)型號(hào)合格證前所必須的飛行試驗(yàn)。

4 民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系的架構(gòu)和定位

4.1 體系構(gòu)成

圖1 民機(jī)型號(hào)合格審定流程

由于ARJ21–700飛機(jī)功能和可靠性試飛是我國(guó)航空試飛領(lǐng)域首次嚴(yán)格、全面按適航條款要求進(jìn)行的項(xiàng)目，其試飛目的之一是驗(yàn)證飛機(jī)及其系統(tǒng)與CCAR21–R3第二章第21.35條中（二）（2）和（六）（2）的符合性，相應(yīng)的適航條款是“對(duì)于按適航規(guī)章進(jìn)行合格審定的航空器，是否能合理地確保航空器及其零部件和設(shè)備是可靠的且功能是正常的?！薄皩?duì)于所有其他航空器，至少飛行150 h?！睆倪m航條款來(lái)看，僅能知道合格審定階段要進(jìn)行至少飛行150 h的功能和可靠性試飛，具體操作實(shí)施并沒(méi)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)支撐。因此，規(guī)范的民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系建立將勢(shì)在必行。

本文中民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系包括功能和可靠性試飛準(zhǔn)備階段和實(shí)施階段關(guān)鍵技術(shù)的突破問(wèn)題、管理規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)工程應(yīng)用等方面，是民機(jī)功能和可靠性試飛實(shí)施的指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)簇，將為后續(xù)民機(jī)的功能和可靠性試飛和技術(shù)發(fā)展提供支撐。

4.2 體系定位

4.2.1 規(guī)范民機(jī)功能和可靠性試飛流程，保證試飛效率和質(zhì)量

目前，ARJ21–700飛機(jī)的功能和可靠性試飛由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)，不能按照規(guī)范的流程來(lái)進(jìn)行試飛過(guò)程設(shè)計(jì)和飛行試驗(yàn)，試飛過(guò)程設(shè)計(jì)和飛行試驗(yàn)沒(méi)有可靠、明確的標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，將使得后續(xù)型號(hào)的功能和可靠性試飛再次處于摸索之中，影響整個(gè)民機(jī)試飛的周期。以ARJ21–700飛機(jī)功能和可靠性試飛為契機(jī)，通過(guò)建立民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系，形成覆蓋試飛組織工作管理、信息管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、機(jī)場(chǎng)管理、數(shù)據(jù)分析與處理方法、機(jī)場(chǎng)和航線規(guī)劃、結(jié)果合格判據(jù)等方面的標(biāo)準(zhǔn)簇，將使后續(xù)民機(jī)功能和可靠性試飛遵循成熟的試飛標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范民機(jī)功能和可靠性試飛流程，確保民機(jī)功能和可靠性的試飛效率和質(zhì)量。

4.2.2 支撐民機(jī)功能和可靠性試飛的技術(shù)創(chuàng)新

ARJ21–700飛機(jī)功能和可靠性試飛中真正的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，必須依靠自主創(chuàng)新。ARJ21–700飛機(jī)功能和可靠性試飛項(xiàng)目組形成了有效的管理機(jī)制，并在特色文化氛圍中，項(xiàng)目組迎難而上，通過(guò)與國(guó)內(nèi)外專家研討，到國(guó)內(nèi)航空院校以及航空公司調(diào)研，組織相關(guān)專題討論，相似案例分析等方式，逐步攻克了試飛內(nèi)容的確定、機(jī)場(chǎng)和航線規(guī)劃、專項(xiàng)試飛與結(jié)合試飛數(shù)據(jù)融合技術(shù)等多個(gè)技術(shù)難關(guān)。以標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)其核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行固化，不僅是新技術(shù)成果的最佳表現(xiàn)形式，更是創(chuàng)新結(jié)果傳播的重要載體。通過(guò)建立民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系，將加速創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在民機(jī)試飛領(lǐng)域的技術(shù)引領(lǐng)作用，促進(jìn)民機(jī)功能和可靠性試飛技術(shù)的發(fā)展。

5 民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系

5.1 民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系框架

從民機(jī)功能和可靠性試飛工作管理、技術(shù)方法、技術(shù)文件編寫(xiě)等方面搭建標(biāo)準(zhǔn)體系，具體如圖2所示。

5.2 主要內(nèi)容

結(jié)合ARJ21–700飛機(jī)功能和可靠性試飛大綱編寫(xiě)情況和后續(xù)試飛的開(kāi)展以及試飛管理模式、工作模式、關(guān)鍵技術(shù)等探索和創(chuàng)新成果，總結(jié)ARJ21–700飛機(jī)功能和可靠性試飛的經(jīng)驗(yàn)。民機(jī)功能和可靠性試飛主要涉及關(guān)鍵技術(shù)的突破、管理模式的改進(jìn)以及技術(shù)文件的編寫(xiě)模式，即技術(shù)要求、試飛實(shí)施保障要求、文件編寫(xiě)要求等3個(gè)專題。

圖2 民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系框架

技術(shù)要求專題主要是從關(guān)鍵技術(shù)的解決方面進(jìn)行梳理，將從數(shù)據(jù)分析與處理方法以及試飛方法兩個(gè)方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)固化。其中，數(shù)據(jù)處理與分析方法部分主要包括結(jié)合試飛的數(shù)據(jù)分析和處理、專項(xiàng)試飛的數(shù)據(jù)分析與處理以及結(jié)合和專項(xiàng)試飛的數(shù)據(jù)融合等內(nèi)容；試飛方法部分主要從機(jī)場(chǎng)和航線規(guī)劃、結(jié)果合格判據(jù)、故障分類和分級(jí)、系統(tǒng)功能檢查內(nèi)容和方法等方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)建立。

試飛實(shí)施保障要求方面主要包括功能和可靠性試飛過(guò)程中的組織管理、信息管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等內(nèi)容。

文件編寫(xiě)要求主要是規(guī)范民機(jī)功能和可靠性試飛過(guò)程中產(chǎn)生的文件編寫(xiě)，主要包括試飛大綱、試飛報(bào)告、測(cè)試設(shè)備拆除報(bào)告、未拆設(shè)備證明文件、故障失效和缺陷報(bào)告等文件的編寫(xiě)要求。

6 措施和建議

6.1 建立民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)專項(xiàng)研究

民機(jī)功能和可靠性試飛標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、基礎(chǔ)性工作，依托某幾個(gè)重大項(xiàng)目或型號(hào)，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的需要。建議作為專項(xiàng)工作，通過(guò)分析民機(jī)功能和可靠性試飛的關(guān)鍵技術(shù)和存在的試飛實(shí)施保障問(wèn)題，充分整合適航部門(mén)、院校、工業(yè)部門(mén)等相關(guān)單位的人力資源和技術(shù)，制定工作計(jì)劃和任務(wù)分工，建立協(xié)調(diào)工作機(jī)制，保證標(biāo)準(zhǔn)體系的全面、協(xié)調(diào)。

6.2 加大國(guó)際合作，加強(qiáng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工程性轉(zhuǎn)化

在功能和可靠性試飛技術(shù)方面，歐美航空工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家完成了波音757–200型飛機(jī)的150h的功能和可靠性專項(xiàng)試飛項(xiàng)目、空客A380的300 h專項(xiàng)功能可靠性試飛項(xiàng)目。經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)備比較豐富。應(yīng)加強(qiáng)國(guó)際合作，通過(guò)對(duì)國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)以及關(guān)鍵技術(shù)的掌握。同時(shí)，在學(xué)習(xí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要充分結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，加強(qiáng)研究國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的工程性轉(zhuǎn)化技術(shù)，這樣將極大地提高我國(guó)民機(jī)功能和可靠性試飛進(jìn)度以及標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的程度和力度。6.3 形成重大專項(xiàng)成果的轉(zhuǎn)化機(jī)制

由于ARJ21–700飛機(jī)功能和可靠性試飛是我國(guó)航空試飛領(lǐng)域首次嚴(yán)格按適航條款要求進(jìn)行功能和可靠性試飛的項(xiàng)目，在試飛推進(jìn)過(guò)程中，將形成如機(jī)場(chǎng)和航線規(guī)劃、結(jié)果合格判據(jù)、數(shù)據(jù)分析與處理方法等一系列關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)結(jié)合專項(xiàng)開(kāi)展建設(shè)，統(tǒng)籌考慮技術(shù)、民用標(biāo)準(zhǔn)界面、試飛產(chǎn)業(yè)等的關(guān)系，將技術(shù)成果固化成標(biāo)準(zhǔn)，建立專項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化工作機(jī)制，保證標(biāo)準(zhǔn)制定、驗(yàn)證、實(shí)施的全過(guò)程完整。

[1]CCAR 21 民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定[S].

[2]817SY005-A030 ARJ21-700飛機(jī)型號(hào)合格審定試飛大綱—功能和可靠性分冊(cè) F版[S].

[3]項(xiàng)勇, 何鐘武. 現(xiàn)代軍用航空器適航審定要求概述[J]. 航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2010，2.

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[5]陳圣斌, 宋永磊. 可靠性信息在直11型機(jī)功能-可靠性適航審定中的應(yīng)用[C].