民用航空機載電子設備CTSOA適航取證技術審查工作研究

柳俊成

摘要：在民用航空機載電子設備技術標準規(guī)定項目批準書（CTSOA）取證過程中，相關適航審查工作要求在CTSOA申請人和局方之間不夠明確，存在較大的模糊空間。本文對CTSOA取證中的相關技術審查工作進行研究，通過分析CTSOA研制工作特點，設置了15個技術審查節(jié)點，并對每個節(jié)點的技術審查內容進行了說明。這有助于把CTSOA申請人的內部技術審查能力和局方的技術審查能力結合起來，從而取得更好的效果。

關鍵詞：機載電子設備;CTSOA取證;CTSOA申請;局方;技術審查

中圖分類號：V241.02 文獻標識碼：A

技術標準規(guī)定項目批準書（CTSOA）是民用航空材料、零部件、機載設備的重要適航批準方式之一。我國民用航空機載電子設備適航要求（CTSO）可能包括最低性能標準、環(huán)境試驗標準、軟件和復雜自定義電子硬件的適航要求。在依據民用航空材料、零部件、機載設備適航審定程序（AP-21-0683）對機載電子設備進行CTSOA適航取證過程中，相關適航審查工作要求不夠明確，存在比較大的模糊空間。

國內一些單位雖然已經獲取了民用航空局（CAAC）頒發(fā)的CTSOA，但是相關的CTSOA取證適航審查經驗總結工作不是很充分。參考文獻[1]將CTSO項目的設計評審分為審閱資料、目擊試驗、審查全部資料三個步驟進行;參考文獻[2]圍繞產品研制過程從體系審查、設計審查、制造審查、試驗審查4個方面進行了研究;

參考文獻[3]將局方審定工作分為審定基礎和審定計劃、符合性驗證兩個主要階段。以上三個文獻對適航審查的具體內容說明均比較寬泛。

參考文獻[4]對CTSO審定基礎的組成及確定進行了比較深入的研究;參考文獻[5]～參考[7]將軟件審查分解為SOIL、SOI2、SOI3和SOI4等4個節(jié)點進行審查。但這4種文獻給出的操作方法不具體。

參考文獻[8]和參考文獻[9]只對軟件計劃階段的評審方法和流程進行了總結，參考文獻[10]只對軟件研制流程進行了詳細說明。

從以上文獻可以看出，對整個機載電子設備CTSOA取證過程，目前還沒有系統(tǒng)完整的適航審查研究成果。本文根據某型機載電子設備的CTSOA取證經驗，參照機載電子設備研制過程模型，對CTSOA取證技術審查工作節(jié)點及技術審查內容開展了系統(tǒng)完整的研究。

1 設備研制工作與適航審查工作概述

1.1 設備研制工作概述

民用航空機載電子設備的CTSO標準一般包含了功能、失效狀態(tài)分類、功能鑒定、環(huán)境鑒定、軟件鑒定、電子硬件鑒定、偏離、標記、資料等要求。為了滿足機載電子設備CTSO標準要求，可以把機載設備研制過程劃分為10個階段，如圖1所示。

圖1只是研制過程劃分圖示。在工程實踐中，還應包括相關的構型管理、過程保證、確認和驗證等工作。此外，軟件開發(fā)階段可進一步分解為軟件需求、軟件設計、軟件編碼、軟件集成等子階段。硬件開發(fā)階段也可進一步分解為硬件需求、硬件概要設計、硬件詳細設計、硬件實現等子階段。由于本文只重點研究機載電子設備CTSOA適航取證的技術審查工作，因此，為了便于根據設備研制過程設置相應的適航技術審查節(jié)點，本文在圖1中沒有將這些過程展開說明。

1.2 適航審查工作概述

關于機載設備CTSOA取證的適航審查工作，民用航空規(guī)章《民用航空產品和零部件合格審定規(guī)定》（CCAR-21-R3）的第21.315條規(guī)定了5條檢查項目：（1）檢查根據技術標準規(guī)定項目批準書制造的任何項目;（2）檢查質量控制系統(tǒng);（3）目擊任何試驗;（4）檢查制造設施;（5）檢查項目的技術資料檔案。

關于機載設備CTSOA取證的工程資料審查，《民用航空材料、零部件和機載設備的合格審定程序》（AP-21-0683）[11]的第4.5節(jié)中說明的比較概括，僅在AP-21-0683第4.5.6條提到“申請人在完成了所有工程資料（設計資料、試驗報告等）及質控資料之后，應向審查組提交一份符合性聲明。在收到申請人的符合性聲明后，審查組全面評審項目的工程資料及質量控制系統(tǒng)”。

按CCAR-21-R3和AP-21-0683的相關規(guī)定和要求[12～14]，可以將機載設備CTSOA取證的適航審查工作分為工程審查和體系審查。工程審查主要是審查機載電子設備研制過程中產生的相關工程資料，審查依據為CTSO標準要求及引用的工業(yè)標準要求;體系審查主要是審查CTSOA申請人的質量控制體系。對體系審查，本文不做論述。

2 適航技術審查工作依據與節(jié)點劃分

2.1 適航技術審查工作依據

機載設備CTSOA取證的適航審查中，工程資料審查的重點和難點主要在技術資料審查方面，即設計、制造、試驗、軟件、硬件等資料對相關標準的符合性審查。而相關管理資料審查，如構型管理、過程保證（或質量保證）、合格審定聯(lián)絡等資料的審查相對簡單，因此本文不做深入研究。

機載設備CTSOA取證的技術審查依據為CTSO標準，其引用的工業(yè)標準包括設備最低運行性能標準（MOPS）、環(huán)境試驗標準（RTCA/DO-160）、軟件要求（RTCA/DO-178）、復雜電子硬件要求（RTCA/DO-254）。另外，雖然CTSO沒有引用SAE/ARP-4754A《民用飛機系統(tǒng)研制指南》，但是SAE/ARP-4754A作為美國聯(lián)邦航空局（FAA）推薦的適用于飛機和系統(tǒng)的開發(fā)指南也適用于民用航空機載設備的研制工作。但是因為CTSO沒有明確要求，故本文采取了部分符合的策略。

2.2 適航技術審查工作節(jié)點劃分

機載設備CTSOA取證的適航技術審查貫穿了整個CTSOA產品的研制和取證過程。為了便于理解和操作，應分階段逐步完成各項技術資料的審查和批準。根據圖1所示的機載電子設備研制過程模型，本文將相關的技術審查分為15個適航技術審查工作節(jié)點。具體說明如圖2和表1所示。

3 適航技術審查工作內容

3.1 CTSOA審定基礎審查

本文以某型機載電子設備CTSOA取證為例。民航局方審查組首先審查《某型機載設備CTSOA取證審定基礎建議書》。審定基礎確定后，應報民航適航司備案。其主要技術審查內容包括：

（1）確定CTSO各項條款的適用性，對不適用的條款進行分析，并評估其理由的合理性。

（2）明確最低運行性能標準（MOPS）中適用的最低性能要求、環(huán)境試驗要求和性能測試要求。對不適用的要求，應分析和評估其理由的充分性和合理性。

（3）確定適用的RTCA/DO-160環(huán)境鑒定標準版本是否適當。審查時充分評估某型機載設備的預期安裝環(huán)境和運行環(huán)境，并考慮CTSOA產品的預期使用平臺及相關主機廠所的要求是否明確。

（4）針對軟件的鑒定要求，明確RTCA/DO-178B[16]的研制保證等級是否適當。

（5）針對機載電子硬件鑒定要求，明確RTCA/DO-254[17，18]的適用對象和范圍（即明確RTCA/DO-254的貫徹要求，即貫徹到LRU級、SRU級、板級還是芯片級），并明確相關的研制保證等級是否適當。

（6）針對非CTSO功能，即最低性能標準不能覆蓋的設備功能或性能，應分析評估該功能或性能不會對CTSO功能產生不安全的影響。

（7）偏離說明。如果產品設計與CTSO引用的最低性能標準中的規(guī)定有所偏離時，應分析評估偏離具有與CTSO要求等效的安全水平。

3.2 設備計劃符合性審查

本設備按照AP-21-AA-2011-03-R4《航空器型號合格審定程序》附錄D的第3章CP的編制要求，編制了《某型機載設備合格審定計劃》。對其進行審查時，審查了相關設備計劃（包括設備開發(fā)計劃、設備確認計劃、設備驗證計劃、設備過程保證計劃、設備構型管理計劃、設備安全性工作計劃、項目管理計劃等）與設備合格審定計劃的協(xié)調性和合理性。其主要技術審查包括：

（1）設計方案說明

某型機載設備的初步設計方案說明是否合理，是否包含有CTSO所沒有覆蓋的其他要求。

（2）合格審定基礎

某型機載設備 CTSOA取證所使用的合格審定基礎是否與經過審批的審定基礎一致，是否有豁免條款、等效安全以及專用條件等要求。

（3）符合性驗證思路和方法

針對CTSO各項適用的條款要求，依據AP-21-AA-2011-03-R4附錄H的符合性方法說明，審查選擇的符合性方法是否適宜，對應的符合性材料名稱是否適當。

（4）試驗件和試驗所需設備清單

審查試驗件的設計特性是否符合試驗要求。對于試驗設備，應審查試驗設施的相關信息，試驗前的試驗設備校準和批準是如何規(guī)定。

（5）里程碑計劃

審查符合性資料的提交日期、制造符合性檢查日期、試驗完成日期是否進行充分評估。

（6）委任工程代表（DER）和委任制造符合性檢查代表（DMIR）

如果某型機載設備CTSOA取證由局方授權的DER和DMIR負責審查工作，應審查其權限范圍是否能批準資料或者僅提出批準資料的建議。

3.3 軟件符合性審查

根據FAA的《機載軟件審查工作輔助指南》[19]，軟件符合性審查分為申請人內部審查和局方審查等兩部分。申請人內部審查時，應結合每個軟件構型項的特點，分別開展軟件SOIL/SOI2/SOI3/SOI4的4個階段的審查工作。局方審查組或DER確認相關審查過程及審查記錄的有效性，具體說明見表2。

3.4 硬件符合性審查

根據FAA發(fā)布的《機載電子硬件審查工作輔助指南}），機載電子硬件符合性審查分為申請人內部審查和局方審查等兩部分。申請人內部審查時，應結合每個硬件構型項的特點，分別開展電子硬件SOI1/SOI2/SOI3/SOI4的4個階段的審查工作。局方審查組或DER確認相關審查過程及審查記錄的有效性，具體說明見表3。

3.5 設備設計符合性審查

當CTSOA申請人通過功能樣機的調試工作，已經確認設計狀態(tài)已經穩(wěn)定時，局方審查組或DER正式對設備的設計符合性進行審查。其主要技術審查活動包括：

（1）依據確定的某型機載設備CTSOA審定基礎和設備合格審定計劃，審查某型機載設備的需求規(guī)格說明、設備概要設計說明、設備圖樣目錄及相關設計圖紙、設備工藝目錄及相關工藝文件、材料和工藝規(guī)范清單及相關制造工藝規(guī)范、設備產品規(guī)范、安全性分析和評估報告等設計資料，是否符合設備相關計劃安排，是否滿足確定的CTSOA審定基礎。如發(fā)現不符合項，則填寫工程問題紀要（見AP-21-0683附件10）。

（2）當完成了設備設計符合性審查后，用型號資料審查表（見AP-21-06附件11）批準《某型機載設備圖樣目錄）}、《某型機載設備工藝目錄》、《某型機載設備材料和工藝規(guī)范目錄》和《某型機載設備產品規(guī)范》。

3.6 設備制造符合性審查

在收到CTSOA申請人提交的試驗件制造符合性聲明（見AP-21-06附件4）后，局方審查組或DER應按照已凍結的設計狀態(tài)進行制造符合性檢查，填寫制造符合性檢查記錄表（見AP-21-06附件14），并根據檢查結果確定能否進行試驗。根據AP-21-AA-2011-03-R4《航空器型號合格審定程序}）第7.5節(jié)要求，制造符合性檢查的重點應包括材料、工藝和工藝過程、關鍵和重要特性、技能、圖樣及相關更改記錄的充分性、檢驗記錄的充分性、器材評審、以前生產的零部件、軟件、其他等10個方面。

3. 7設備試驗符合性審查

局方審查組或DER根據審查計劃開展鑒定試驗符合性審查。其主要技術審查活動包括：

（1）審查鑒定試驗大綱

依據MOPS中的性能測試要求和環(huán)境測試要求、RTCA/DO-160E/F/G對應的相關測試程序規(guī)定、AP-21-06第4.5.4條和AP-21-AA-2011-03-R4第4.5.1.1條要求，局方審查組或DER審查《某型機載設備功能鑒定試驗大綱》和《某型機載設備環(huán)境鑒定試驗大綱》。其重點關注功能鑒定試驗項目和環(huán)境鑒定試驗項目與確定的審定基礎是否一致，各項功能鑒定試驗和環(huán)境鑒定試驗的試驗依據、試驗裝置、試驗設備、測試設備、試驗步驟、試驗記錄、試驗成功判據、異常情況的處理等是否合理。審查合格后，用型號資料審查表（見AP-21-06附件11）批準兩個鑒定試驗大綱。

（2）目擊鑒定試驗

在申請人進行功能鑒定試驗和環(huán)境鑒定試驗時，局方審查組或DER從批準的《某型機載設備功能鑒定試驗大綱》和《某型機載設備環(huán)境鑒定試驗大綱》中隨機或重點選擇部分功能鑒定試驗項目和環(huán)境鑒定試驗項目進行目擊。在目擊驗證試驗過程中，要核查試驗是否遵循了經批準的試驗大綱中所規(guī)定的試驗步驟、試驗儀器在試驗中采集的數據對于試驗是否有效。如果試驗持續(xù)時間很長，現場目擊的局方審查組或DER則至少應目擊試驗中最需要的或最關鍵的部分，并進行試驗后的檢查。在目擊試驗過程中，對發(fā)現的問題應以試驗觀察問題記錄單（見AP-21-AA-2011-03-R4附表9）的形式立即通知CTSOA申請人。

（3）鑒定試驗報告審查

依據AP-21-AA-2011-03-R4第4.5.1.7節(jié)要求，局方審查組或DER審查《某型機載設備功能鑒定試驗報告》和《某型機載設備環(huán)境鑒定試驗報告》。其重點關注功能鑒定試驗和環(huán)境鑒定試驗產品的構型及偏離、制造符合性檢查及對試驗產品構型偏離的影響評估、試驗設備照片的完整說明、試驗產品在試驗設備上的安裝方式、儀表及其校正狀態(tài)、試驗程序、試驗數據資料、試驗后分解檢查結果、有關試驗分析報告、試驗結論等是否合理。審查合格后，用型號資料審查表（見AP-21-06附件11）批準兩個鑒定試驗報告。

3.8 設備全面審查

當申請人完成操作及安裝手冊、維修手冊、設備最終符合性總結報告等文件后，局方審查組或DER正式對工程資料進行全面審查。主要審查內容包括：

（1）產品CTSOA取證過程

審查產品從CTSOA申請開始到開展設備全面審查的所有取證活動情況，包括各階段的適航審查時間、地點、會議紀要、審查意見落實情況等說明是否正確和完整。

（2）符合性驗證說明

審查產品從CTSOA申請開始到開展設備全面審查的所有符合性驗證活動所采用的符合性方法及符合性驗證情況，包括所有CTSO標準條款、功能鑒定、環(huán)境鑒定性、軟件鑒定、硬件鑒定等要求的符合性驗證方法及符合性驗證材料。

（3）計劃偏離情況說明

審查與批準設備合格審定計劃的偏離情況，包括計劃過程的偏離和技術文件對審定基礎的偏離。

（4）開口問題報告說明

審查開口問題的影響分析及對應的處理措施是否適當、合理。對不宜保留的開口問題，應要求申請人采取糾正措施關閉開口問題。

（5）符合性結論

審查機載設備符合性結論是否包含以下要素：符合批準的設備合格審定計劃、符合性方法適當、符合性材料完整、符合確定的審定基礎，不存在偏離（如有偏離，應給予單獨說明）。

（6）如發(fā)現不符合處，應填寫工程問題紀要（見AP-21-06附件10），并及時通知申請人，以便申請人采取糾正措施。

（7）若以前用型號資料審查表（見AP-21-06附件11）批準的工程資料（包括設備圖樣目錄、設備工藝目錄、材料和工藝規(guī)范目錄、產品規(guī)范、功能鑒定試驗大綱、環(huán)境鑒定試驗大綱、功能鑒定試驗報告、環(huán)境鑒定試驗報告等）有修改，則需要再用型號資料審查表批準最終的工程資料。

（8）審查組編寫《某型機載設備CTSOA審查報告）}（見AP-21-06附件12），將審查報告和是否同意頒發(fā)項目批準書的建議通過授權審查部門報適航司。項目適航審查結束后，將審查記錄歸檔。4結束語

民用航空機載電子設備CTSOA取證，涉及大量工程技術資料，對CTSO及工業(yè)標準的符合性進行大量的審查工作。通過分階段設置技術審查節(jié)點，明確了機載電子設備CTSOA申請人的內部符合性審查與局方審查之間的關系和技術審查工作內容，對于充分發(fā)揮機載電子設備CTSOA申請人與局方的審查作用，更好地符合CTSO標準要求，具有一定的工程實踐意義。

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