民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備適航與安全性設(shè)計

（中國商飛上海飛機(jī)設(shè)計研究院，上海 201210）

摘 要：飛控系統(tǒng)是民用飛機(jī)關(guān)鍵的機(jī)載系統(tǒng)，是適航關(guān)注的重點(diǎn)，用來保證飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性、提高完成任務(wù)的能力和飛行品質(zhì)、增強(qiáng)飛行的安全和減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)。因此適航對飛控系統(tǒng)安全性要求非常高。美國聯(lián)邦航空局發(fā)布的運(yùn)輸飛機(jī)規(guī)章提出了很多對于民用飛機(jī)的新概念和規(guī)章要求，中國的民用航空局也曾經(jīng)發(fā)布了中國民用航空規(guī)章運(yùn)輸類適航標(biāo)準(zhǔn)飛機(jī)規(guī)章制度要求，主要就是對于安全性分析。民用飛機(jī)研制和適航過程是一項(xiàng)非常重要工作，可以滿足于適航規(guī)章要求，也可以確保系統(tǒng)設(shè)計的安全性。

關(guān)鍵詞：民用飛機(jī);機(jī)載設(shè)備;適航;安全性設(shè)計

1 適航規(guī)章要求分析研究

對于民用飛機(jī)的設(shè)計和安裝都必須要使得災(zāi)難級失效狀態(tài)是極不可能失效的，同時每一個危險失效狀態(tài)都是非常小的，咨詢通告可以發(fā)現(xiàn)制定背景并進(jìn)行進(jìn)一步的解析，對于制定規(guī)章主要覆蓋系統(tǒng)設(shè)備，沒有考慮到規(guī)章主要覆蓋系統(tǒng)影響范圍，集成特性上也有很多問題，比如對于導(dǎo)線故障問題就會導(dǎo)致著火，所以要采用符合傳統(tǒng)安全系數(shù)分析的結(jié)構(gòu)化方法進(jìn)行安全設(shè)計工作，對于規(guī)章具體要求就是要保持一致性，不同級別的失效狀態(tài)應(yīng)該定性和定量進(jìn)行安全要求規(guī)定。

2 系統(tǒng)中民用飛機(jī)的安全性分析研究

主要從物理學(xué)失效和功能失效方面進(jìn)行安全性分析，在對飛機(jī)的安全性進(jìn)行評估時，會在兩個層面上進(jìn)行功能危害性評估。這兩個層面分別是針對飛機(jī)級功能的功能危害性評估和針對系統(tǒng)級功能的功能危害性評估。飛機(jī)級FHA是一個高層級的評估，主要是針對那些在開始研制飛機(jī)時定義的飛機(jī)基本功能進(jìn)行的定性評估。

對于功能失效問題進(jìn)行及時分析，主要就是對于部件進(jìn)行功能失效研究和對于系統(tǒng)安全性分析，特別是對于影響分析和研究工作，由于部件通常不是獨(dú)立具備系統(tǒng)級別功能，所以要對于系統(tǒng)進(jìn)行及時分析和研究工作，通過驗(yàn)證可以很好進(jìn)行相關(guān)問題分析，考慮系統(tǒng)相關(guān)部件，特別是對于部件失效問題，進(jìn)行零部件失效模式及其影響分析（FMEA）來計算各個硬件的實(shí)際失效率。隨后利用針對已定型的設(shè)計構(gòu)型建立的故障樹進(jìn)行定量和定性分析，首先是對分系統(tǒng)，其次是對整個飛機(jī)，以此完成驗(yàn)證。

3 系統(tǒng)安全性分析研究方法

（1）系統(tǒng)安全性分析工作，可以應(yīng)用于整個系統(tǒng)工程研制過程中，通常劃分主要安全性要求就是系統(tǒng)架構(gòu)和安全性要求分配工作，另外就是對于安全性要求驗(yàn)證工作幾個方面，主要可以涉及到部件問題，和系統(tǒng)安全性評估流程問題和系統(tǒng)研制工作; （2）系統(tǒng)安全性評估應(yīng)用分析工具和方法主要包括功能危險評估和初步系統(tǒng)安全性評估工作，另外就是對于失效模式影響分析問題，這些工具和方法主要就是對于對于系統(tǒng)進(jìn)行安全評估研制。對于安全性要求定義問題，就是對于系統(tǒng)形式開展，檢查分析系統(tǒng)主要功能，確定系統(tǒng)潛在失效問題，根據(jù)功能失效對于飛機(jī)和機(jī)組進(jìn)行分類，可以很好進(jìn)行系統(tǒng)安全性要求分析研究; （3）系統(tǒng)架構(gòu)檢查和安全性要求分配工作，系統(tǒng)架構(gòu)檢查階段可以通過進(jìn)行PSSA建議進(jìn)行檢查工作，定義安全性要求就是將系統(tǒng)安全性要求分配到設(shè)備要求，主要應(yīng)用分析工具進(jìn)行安全性分析工作。在PSSA中應(yīng)該更多考慮的是對于部件影響問題，具體就是對于部件失效加入故障分析，檢查系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，能不能滿足定義的安全性要求，對于飛機(jī)設(shè)計通?？梢赃M(jìn)行滯后系統(tǒng)設(shè)計方式，另外就是對于電氣原理制圖設(shè)計工作，安裝方式和工作環(huán)境都是息息相關(guān)問題，每一個階段都是非常重要問題，要進(jìn)行及時分析; （4）基于相似極性經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，初步可以確定部件失效概率，加入到系統(tǒng)故障分析中，可以很好隨著系統(tǒng)進(jìn)行深入研究和設(shè)計工作，另外就是選取特定取值進(jìn)行部件傳輸功能和數(shù)據(jù)信號功能分析和假設(shè)工作。在設(shè)備之間可以進(jìn)行及時信號傳送，還可以連接幾個相關(guān)部件，對于部件設(shè)計可以進(jìn)行及時分類工作，如果有偏差和故障分析有問題，要及時進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和研究，對于失效部件的選取要進(jìn)行簡化處理，保守失效假設(shè)取值的選取非常重要，在后期進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時候如果有不滿足安全性要求的要進(jìn)行系統(tǒng)更改工作。每一個階段都要進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)備部件相互隔離工作。

4 安全性要求驗(yàn)證工作

（1）安全性要求驗(yàn)證階段主要就是通過故障樹進(jìn)行系統(tǒng)安全評估和進(jìn)行人為因素分析，對于系統(tǒng)整個進(jìn)行設(shè)計和安裝全面檢查工作，更好滿足系統(tǒng)安全性要求，更好滿足適航要求的工作。工具分析主要包括故障樹分析和系統(tǒng)共因分析，可以用于支持系統(tǒng)安全性進(jìn)行驗(yàn)證工作。在系統(tǒng)設(shè)計時對設(shè)備和部件進(jìn)行及時分析，各種故障模型都要進(jìn)行概率性研究，滿足規(guī)章要求，切實(shí)考慮到系統(tǒng)整個安全問題，檢查會導(dǎo)致災(zāi)難的各種因素，進(jìn)行及時排查工作，對于失效狀態(tài)進(jìn)行單點(diǎn)故障研究;（2）對系統(tǒng)的組合故障進(jìn)行分析后，要計算出失效狀態(tài)的發(fā)生概率，同時進(jìn)行及時規(guī)定，對于概率要求進(jìn)行對比，得出定量要求的判斷結(jié)論。系統(tǒng)中故障的失效模式及其影響問題，要進(jìn)行及時分析工作。系統(tǒng)分析主要包括區(qū)域安全性分析和特定風(fēng)險分析幾個方面問題。另外就是對于系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)檢查和安全性設(shè)計分析，對于系統(tǒng)故障要進(jìn)行及時分析和研究，考慮到各個方面問題，使得飛機(jī)適航更安全和穩(wěn)定。PRA是特定風(fēng)險問題，主要就是包容性和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子爆破和系統(tǒng)設(shè)備部件影響等問題，可以很好證明系統(tǒng)設(shè)備和部件安裝問題，同時可以對于系統(tǒng)提出有效的安全性要求，還可以進(jìn)行全部系統(tǒng)設(shè)備風(fēng)險研究工作，對于系統(tǒng)內(nèi)部風(fēng)險可以進(jìn)行及時排查，對于可能導(dǎo)致災(zāi)難的故障及時進(jìn)行解決。

5 結(jié)論

飛控系統(tǒng)的失效對于飛機(jī)安全系數(shù)影響是非常重要的問題，受到適航審查的高度重視，對于適航審查工作更是需要對于飛機(jī)制造方法進(jìn)行及時關(guān)注，特別是對于研究系統(tǒng)安全性評估問題，更是需要進(jìn)行部件影響問題研究，深入探討對于系統(tǒng)部件設(shè)計分析工作和研究工作，更加高效的對飛機(jī)安全性問題進(jìn)行故障分析。民航的安全形式總體上是好的，科學(xué)發(fā)展和社會進(jìn)步規(guī)律表現(xiàn)出對于民航安全問題，需要進(jìn)行及時故障排查。航空安全會受到很多因素影響，主要就人為、環(huán)境和飛機(jī)質(zhì)量等問題影響。所以對于飛機(jī)的安全性設(shè)計就需要進(jìn)行非常精密計算和研究，民航安全是非常重要問題，對于可能會導(dǎo)致飛機(jī)事故問題要進(jìn)行及時解決，特別對于飛機(jī)安全性設(shè)計方面，更是需要進(jìn)行深入分析研究。

參考文獻(xiàn)：

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