基于試驗的地面保障設(shè)備適應(yīng)性評估驗證技術(shù)研究

張 坤，黃丙寅

(中國飛行試驗研究院 可靠性研究中心，陜西 西安 710089)

基于試驗的地面保障設(shè)備適應(yīng)性評估驗證技術(shù)研究

張 坤，黃丙寅

(中國飛行試驗研究院 可靠性研究中心，陜西 西安 710089)

通過對飛機地面保障設(shè)備設(shè)計要求和使用特點進行分析和研究，建立基于試驗的地面保障設(shè)備適用性評估驗證準(zhǔn)則和方法，在試飛階段提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題和缺陷，為地面保障設(shè)備的設(shè)計改進提供參考和借鑒。

地面保障設(shè)備；基于試驗；評估驗證

地面保障設(shè)備是飛機維修保障的重要基礎(chǔ)，對飛機的飛行任務(wù)、維修保障效率和經(jīng)濟性有重大影響，也是綜合保障十大要素之一。但目前國內(nèi)對地面保障設(shè)備研制、評估驗證的重視程度依然不夠，部分保障設(shè)備面臨著適用性低、通用性差、配備比例失當(dāng)、設(shè)計制造缺陷、配套保障不足、轉(zhuǎn)場運輸性差等問題，給試飛保障和部隊使用造成了不便[1]。如果在試飛階段就對設(shè)備進行全面合理的評估驗證，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的不足，及時提出改進建議，就可以避免在交付后出現(xiàn)的保障效率低、更改難度大等問題。因此，建立全面的保障設(shè)備評估驗證要求體系，合理的驗證方法以及規(guī)范的流程，對于提高地面保障設(shè)備的評估效率和評估水平意義重大。

1 地面保障設(shè)備評估驗證體系

1.1 地面保障設(shè)備評估驗證要求

保障設(shè)備評估驗證的體系應(yīng)全面合理，能夠包含保障設(shè)備的功能、使用性等各個方面，但影響地面保障設(shè)備適用性的因素很多，如果將所有因素都考慮進來，勢必造成評估驗證繁雜，若考慮較少，又不能反映保障設(shè)備的真實狀態(tài)。通過分析設(shè)備的設(shè)計要求和使用特點，結(jié)合試飛階段的使用經(jīng)驗和產(chǎn)品適用性原則[2]，從配套完整性、外觀、重量體積、包裝裝卸儲存運輸性、安全性、接口協(xié)調(diào)匹配性、功能、性能和使用性等方面建立評估驗證要求體系，并對其內(nèi)容進行分析，如圖1所示。

1.1.1 配套完整

配套完整即隨設(shè)備配備的文件資料及簽署、零附件的完整性等。這些資料包含設(shè)備的設(shè)計思想、使用方法、注意事項和后期維護等方面的信息。對配套完整性進行合理的評估是設(shè)備適用性評估驗證的前提。此項內(nèi)容一般包括：合格證明文件、技術(shù)方案、試驗報告和使用與維護等技術(shù)資料以及設(shè)備所需的電纜、轉(zhuǎn)接頭、堵蓋等零附件；同時要求資料應(yīng)字跡清楚、字體適中、內(nèi)容完整，描述清晰、簽署有效且不應(yīng)有缺頁現(xiàn)象；且應(yīng)包含必要的警告標(biāo)識及操作注意事項。

1.1.2 外觀

外觀是設(shè)備設(shè)計理念的直觀反映。對于外觀，應(yīng)檢查保障設(shè)備的表面、顏色、銘牌、材料、布局等的完好情況，如圖2所示。

外觀的具體檢查內(nèi)容一般包括：

(1)銘牌。銘牌上應(yīng)標(biāo)注生產(chǎn)廠家名稱或商標(biāo)、設(shè)備型號、系列編號、制造日期(出廠日期)、主要參數(shù)、載荷限制和重量等，字跡應(yīng)清晰直觀；

(2)應(yīng)有設(shè)備使用操作程序的簡要說明，按鈕、旋鈕、開關(guān)等操作件應(yīng)有操作指示；

(3)表面無皺皮、漏漆、流痕、氣泡、變形、機械損傷等現(xiàn)象，焊縫應(yīng)勻稱、整潔，不應(yīng)存在漏焊、裂紋、夾渣、燒穿、咬肉等缺陷，涂漆不應(yīng)存在鐵屑、毛刺、銹跡、油污，材料應(yīng)抗霉菌、耐腐蝕[3]；

(4)具有液壓管路的設(shè)備液壓管路不應(yīng)裸露，液壓油無泄漏、油位處于正常位置，液壓油箱加油口應(yīng)有濾網(wǎng)，油箱口蓋或者油箱頂部應(yīng)有通氣裝置，油箱底部有放油嘴，作動筒油箱的上部應(yīng)有排氣孔；

(5)各零部件之間連接應(yīng)可靠，所有相關(guān)的緊固件和銷釘處于正確位置并扭緊，各滑動、轉(zhuǎn)動部件的潤滑狀態(tài)良好。

圖1 地面保障設(shè)備適用性評估要求體系

圖2 外觀檢查要求

1.1.3 協(xié)調(diào)匹配

協(xié)調(diào)匹配是地面保障設(shè)備和飛機、場站連接的橋梁。設(shè)備只有具備良好的協(xié)調(diào)匹配性，才能使整個保障系統(tǒng)正常有效的運作。

設(shè)備與場站設(shè)施協(xié)調(diào)匹配體現(xiàn)在所需的電源、氣源、液源應(yīng)與場站兼容匹配，需運輸、裝卸的設(shè)備應(yīng)與場站保障條件相匹配。設(shè)備與飛機或機載設(shè)備的協(xié)調(diào)性體現(xiàn)在接口電纜插頭、管路接口(機械、電氣及其他接口等)的協(xié)調(diào)匹配，長度足夠，工作時不會與飛機或機載設(shè)備干涉，有防差錯措施和防誤操作措施，工作電流、信號、壓力應(yīng)與飛機相關(guān)設(shè)備匹配，如圖3所示。

1.1.4 功能實現(xiàn)

功能實現(xiàn)是保障設(shè)備的目的，也是其最重要的方面。一個設(shè)備設(shè)計得再美觀，生產(chǎn)得再精細(xì)，若不能實現(xiàn)其功能，一切都是徒勞的，設(shè)備的功能決定了其到底“能不能用”。不僅要求設(shè)備的主要功能必須實現(xiàn)，相應(yīng)的輔助功能也應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。例如對于千斤頂而言，不僅應(yīng)能實現(xiàn)其頂起飛機的功能，同時應(yīng)具備測高功能，以便進行飛機的架水平工作，還應(yīng)具備多級升降，在升降的任意位置可機械鎖緊的功能，活塞桿無載荷時具備快速上升的能力等。

1.1.5 使用性

使用性反映了設(shè)備的人性化程度，決定了其到底“好不好用”。若設(shè)備能實現(xiàn)其功能，但實現(xiàn)起來費時費力或是要采用比較難受的姿勢進行操作，則其設(shè)計也是失敗的。如某型千斤頂?shù)氖褂眯詰?yīng)包含：操縱手柄長度要合適，搖動省力；手搖泵應(yīng)能夠由一個人完成操作，操作手柄中立位置距地面高度合適，便于人員采用合適姿勢進行操作；設(shè)計供人徒手搬運的把手，且與千斤頂重心相適應(yīng)，且尺寸滿足帶手套搬運的要求，方便轉(zhuǎn)場搬運；大型千斤頂設(shè)計牽引桿，底盤設(shè)計行走機構(gòu)，方便機動牽引或人力推動；在設(shè)備就位后牽引桿和行走機構(gòu)可收納，設(shè)計鎖緊裝置，防止阻礙地勤工作。

除此之外也要考慮設(shè)備在不同環(huán)境下的使用性。例如某型飛機引進的空調(diào)車，在北方工作良好，而在南方高溫高濕環(huán)境下故障率上升[4]。所以應(yīng)從便捷性、人素工程設(shè)計、維修性以及環(huán)境適應(yīng)性等方面對設(shè)備的使用性進行評估驗證。

1.1.6 包裝裝卸儲存和運輸

良好的包裝、裝卸、儲存和運輸性也是地面保障設(shè)備應(yīng)具有的能力，可以提高設(shè)備的壽命周期和使用效率。包裝的形式、包裝箱的選擇、裝卸時的吊掛點以及在運輸中的防震性、空間性都是其重要的指標(biāo)。如千斤頂要求具有接頭和防護罩存放裝置，方便接頭和防護罩的保管；大型千斤頂要設(shè)計有起吊用的孔；包裝好的產(chǎn)品可采用任何運輸工具進行運輸，其尺寸、形狀、重量和重心能適應(yīng)公路、鐵路、水運和空運環(huán)境條件等。

1.1.7 安全

安全決定一個設(shè)備到底“敢不敢用”，其要求主要包括三個方面，主要涉及保障設(shè)備對人、對飛機/環(huán)境、對自身的安全性等[5]。

首先，應(yīng)考慮保障設(shè)備對人員的安全。設(shè)備要求在保證性能的前提下采取合適的防護措施，表面無影響人員或設(shè)備安全的尖角、銳邊等，不能有機械、電磁、油污等對人員造成損失的缺陷設(shè)計，要有相關(guān)的防護設(shè)計。

其次，設(shè)備應(yīng)充分考慮了飛機、環(huán)境的安全[5]。設(shè)備的使用不能影響或改變飛機(含零部件)的性能和參數(shù)，甚至造成破壞；不能有可能造成火災(zāi)、環(huán)境污染等事故的設(shè)計。

最后，保障設(shè)備應(yīng)考慮對自身的保護，不能造成設(shè)備自身癱瘓報廢、不可修復(fù)的重大故障等。如某型千斤頂，其安全性一般要求：手搖液壓系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置鎖定位置；接頭與飛機接觸位置應(yīng)設(shè)計保護措施；液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)換機構(gòu)應(yīng)具有防誤操作的措施；活塞桿應(yīng)有保險螺母或其他的機械保險裝置，以保證在任意頂起高度發(fā)生液壓系統(tǒng)卸荷情況時都能支撐負(fù)載；液壓系統(tǒng)應(yīng)裝有防止超壓的安全閥；可調(diào)螺桿應(yīng)有限位裝置，以防止擰出過長，發(fā)生危險。

1.1.8 重量和體積

重量和體積反映了設(shè)備的“三化”水平。從設(shè)備的強度、剛度、與飛機的對接情況、使用環(huán)境、使用條件、人素工程、選材以及經(jīng)濟性綜合考慮其重量和體積。不僅要考慮設(shè)備的使用體積，同時要考慮其包裝及儲存狀態(tài)的體積。

1.1.9 性能參數(shù)

性能參數(shù)反映了設(shè)備能達到的效果，是對其進行量化評估驗證的重要指標(biāo)。根據(jù)每一類設(shè)備的設(shè)計方案和使用特點，結(jié)合設(shè)備的相關(guān)性能參數(shù)進行考核驗證。如千斤頂?shù)氖湛s比、存儲狀態(tài)到工作狀態(tài)的展開時間、穩(wěn)定圓半徑和容積效率，牽引桿的轉(zhuǎn)彎半徑、牽引速度等[6]。

1.2 地面保障設(shè)備評估驗證準(zhǔn)則

根據(jù)不同設(shè)備自身的特點，結(jié)合國軍標(biāo)、國標(biāo)、行標(biāo)等，通過圖4流程對評估驗證要求進行轉(zhuǎn)換和細(xì)化，可以形成評估驗證準(zhǔn)則。

1.3 地面保障設(shè)備評估驗證方法

針對地面保障設(shè)備的評估要求，結(jié)合試飛階段特點，確定驗證時機，對國際上通用的符合性驗證方法(Means of Compliance，MOC)加以適用性改進，建立適用于地面保障設(shè)備適用性評估驗證方法(Assessment of Ground Equipment，AOG)[6]，如表1所示。

表1 AOG驗證方法

根據(jù)由簡到難、由靜態(tài)到動態(tài)的人素原則，評估驗證時首先對適用AOG1和AOG2的要求進行直觀檢查，其次對適用AOG3和AOG5的要求和相關(guān)性能參數(shù)通過測量計算和現(xiàn)場演示進行考核，最后通過和飛機進行地面對接試驗來驗證適用AOG4的要求，如圖5所示。

2 地面保障設(shè)備符合性計算

在試飛階段對地面保障設(shè)備進行評估驗證時，經(jīng)常會出現(xiàn)同時對兩個或多個廠家的相同設(shè)備進行競爭性試驗的情況。為了量化評估結(jié)果，同時更直觀、客觀地從中挑選出更為優(yōu)秀的設(shè)備，需要計算設(shè)備的符合性分值。

首先對生產(chǎn)的設(shè)備詳細(xì)準(zhǔn)則條款進行打分，若符合要求為滿分100分；若基本符合，則根據(jù)外場經(jīng)驗及操作便捷性和評估驗證結(jié)果的可區(qū)分程度，將符合性程度分為3檔，即80分、60分和40分；若不符合則為0分，然后通過式(1)進行符合性分值計算。

(1)

式中：D為保障設(shè)備的適用性評估結(jié)果；ni為形成的所有驗證條款數(shù)；n100、n80、n60和n40分別為得到100分、80分、60分和40分的條款數(shù)；δi為第i類條款的權(quán)重。

通過計算滿足要求和基本滿足要求的項數(shù)可得到設(shè)備的符合性分值，即可從中選出更為滿足研制要求的設(shè)備。近年來在空軍組織的保障設(shè)備評估驗證中，應(yīng)用符合性計算的量化評價結(jié)果優(yōu)選出了功能性能出眾的保障設(shè)備和供應(yīng)商，同時，量化結(jié)論的扣分項為保障設(shè)備后續(xù)優(yōu)化設(shè)計提供了參考，對于不滿足項和仍有改進空間的方面，可針對性地給出改進建議。

3 結(jié)語

通過制定地面保障設(shè)備驗證要求體系，形成評估驗證準(zhǔn)則，在此基礎(chǔ)上形成驗證方法，對保障設(shè)備進行評估，可以比較全面真實地反映出保障設(shè)備的實際水平，提前發(fā)現(xiàn)并改進這些問題，避免投入使用后造成的使用效率低、安全性差等情況，同時規(guī)范化地面保障設(shè)備在外場評估驗證的流程，解決了目前外場地面保障設(shè)備評估驗證主觀隨意性較強的問題。

[1] 黃丙寅,馬麗.航空地面保障設(shè)備使用鑒定現(xiàn)狀及思考[C]//中國航空學(xué)會.航空裝備維修技術(shù)及應(yīng)用研討會論文集.北京:國防工業(yè)出版社,2015:431-434.

[2] 王金鳳,李爭.淺析產(chǎn)品設(shè)計的適用性原則[J].藝術(shù)與設(shè)計, 2011(2):206-208.

[3] 國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會,空軍標(biāo)準(zhǔn)化辦公室,空軍第一研究所.飛機地面保障設(shè)備通用規(guī)范[EB/OL].(1991-10-18)[2017-03-10].http://www.docin.com/p-150916494.html.

[4] 施惠娟.飛機地面保障設(shè)備存在的問題及對策[J].中國科技博覽, 2015(24):44.

[5] 汪邦中.民用飛機地面支援設(shè)備設(shè)計探討[J].航空維修與工程, 2011(6):51-52.

[6] 董大勇,俞金海,李寶峰,等.民機駕駛艙人為因素適航符合性驗證技術(shù)[J].航空學(xué)報,2015,37(1):310-316.

[責(zé)任編輯、校對：梁春燕]

Research of Adaptability Evaluation Technology Based on the Test of Ground Support Equipment

ZHANGKun,HUANGBing-yin

(Reliability Research Center,Chinese Flight Test Establishment,Xi′an 710089,China)

Through the research and analysis of the design-requirements and characteristics of ground support equipment(GSE),the adaptability evaluation criteria and evaluation method are established on the basis of the test of GSE to discover the problems and defects of design in the test phase and further to provide references for improving design.

ground support equipment;test-based;evaluation

2017-03-10

張坤(1987-)，男，陜西三原人，工程師，主要從事航空裝備評估研究。

V267

A

1008-9233(2017)03-0020-05