我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級中的標(biāo)準(zhǔn)化研究

李藍(lán)天

（航宇救生裝備有限公司，中國航空救生研究所，襄陽 441003）

1 引言

我國航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)，最早以前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本。20世紀(jì)中葉，針對我國航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)落后的情況，航空航天相關(guān)部門參考前蘇聯(lián)航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并得到政府部門的支持，從前蘇聯(lián)引進(jìn)了飛機(jī)總體設(shè)計、航空供氧防護(hù)裝備和工藝裝備規(guī)格等標(biāo)準(zhǔn)資料。20世紀(jì)80年代，隨著中美政治關(guān)系的緩和，我國航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的參考體系逐漸轉(zhuǎn)向西方。1980年10月，中國航空綜合技術(shù)研究所在兩國政府支持下，通過美國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會順利引進(jìn)超過43000多項飛機(jī)設(shè)計領(lǐng)域的全套美國軍用標(biāo)準(zhǔn)。作為全球航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)最先進(jìn)和最完善的國家，美軍標(biāo)的引進(jìn)真正拉開了我國航空軍品研制生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的序幕。我國航空供氧防護(hù)裝備的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)也正是在這一階段取得了矚目的成果，期間共引進(jìn)美國航空供氧防護(hù)軍用標(biāo)準(zhǔn)超過30項，涵蓋氧源標(biāo)準(zhǔn)、氧氣傳輸系統(tǒng)、呼吸設(shè)備、試驗等多個專業(yè)。直至今天，我國航空供氧防護(hù)裝備標(biāo)準(zhǔn)超過一半以上或參考、或部分采用、或直接翻譯自美國軍用標(biāo)準(zhǔn)。

航空供氧防護(hù)裝備是保證飛行員在飛機(jī)高空高速飛行過程中安全和正常工作，最大限度發(fā)揮人機(jī)功效的高科技產(chǎn)品，技術(shù)密集是供氧防護(hù)裝備的最大特點。2011年以來，隨著殲–20先進(jìn)國產(chǎn)四代機(jī)的出現(xiàn)，新一代戰(zhàn)機(jī)對供氧防護(hù)裝備的技術(shù)要求也不斷提高。實際上，美軍F22飛機(jī)大面積停飛的原因就是其氧氣系統(tǒng)故障，后經(jīng)相關(guān)部門研究，認(rèn)為此次故障是由航空供氧防護(hù)裝備的部分產(chǎn)品研制標(biāo)準(zhǔn)缺失，以及原有標(biāo)準(zhǔn)落后于最新技術(shù)發(fā)展所導(dǎo)致的。原有標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)難以適應(yīng)最新供氧防護(hù)裝備的技術(shù)發(fā)展，若繼續(xù)采用原有標(biāo)準(zhǔn)將可能對戰(zhàn)機(jī)的性能及飛行員的生命安全造成嚴(yán)重威脅。針對該問題，本文將對航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級的趨勢進(jìn)行分析，同時針對中美俄三國在該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)進(jìn)行對比研究，總結(jié)他們的差距和不足，并對我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提出相關(guān)建議。

2 航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級的大趨勢

隨著先進(jìn)四代機(jī)的出現(xiàn)，戰(zhàn)斗機(jī)的性能不斷提高，高空、高速、高過載的特點使得飛機(jī)對供氧防護(hù)裝備的技術(shù)要求也越來越高。高空低總壓、加壓抗過載已經(jīng)成為供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)新的技術(shù)發(fā)展趨勢。氧氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和氧源系統(tǒng)是航空供氧防護(hù)領(lǐng)域的核心設(shè)備，本文將通過分析這兩類核心系統(tǒng)的最新技術(shù)進(jìn)展，說明我國供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級的最新趨勢。

2.1 氧氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

氧氣調(diào)節(jié)器是氧氣系統(tǒng)的核心設(shè)備。據(jù)調(diào)查，我國現(xiàn)役飛機(jī)所使用的氧氣調(diào)節(jié)器均為機(jī)械式結(jié)構(gòu)，其缺點是氧調(diào)器吸氣阻力大、調(diào)節(jié)精度低、體積大、質(zhì)量大、維護(hù)不便。另外受結(jié)構(gòu)限制，機(jī)械式氧氣調(diào)節(jié)器和抗荷調(diào)壓器無法實現(xiàn)供氧、代償、抗荷等功能的完全聯(lián)動。隨著自動控制技術(shù)、高精度傳感器技術(shù)和微型控制電機(jī)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，電子式氧氣調(diào)節(jié)器已經(jīng)成為氧氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研發(fā)熱點。按照現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，在2025年前，我國電子式氧調(diào)器將完全取代傳統(tǒng)機(jī)械式氧調(diào)器，成為氧氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)升級的大趨勢。在此趨勢下，原有的航空航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB 6504—1991《氧氣調(diào)節(jié)器通用規(guī)范》，以及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)難以適應(yīng)電子式氧調(diào)器的技術(shù)要求，急需提出新的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 氧源系統(tǒng)

分子篩制氧是對氧源系統(tǒng)升級的最新趨勢，目前該技術(shù)已經(jīng)配套多個先進(jìn)型號戰(zhàn)機(jī)的氧氣系統(tǒng)，并能夠?qū)崿F(xiàn)在飛機(jī)座艙高度8km以下不受時間限制地向飛行員供給混合氧。針對高度在8km以上，國內(nèi)之前常用14.8MPa的氣態(tài)氧源，但隨著四代機(jī)的出現(xiàn)，飛機(jī)的機(jī)動能力大幅度提高，國際先進(jìn)氧氣系統(tǒng)和國內(nèi)研制的系列飛機(jī)氧氣系統(tǒng)采用20.6MPa的高壓氣態(tài)氧源，使可用氧氣貯量成倍增加。由于高壓氧氣開關(guān)是機(jī)載氧氣系統(tǒng)控制氧氣接通與斷開的重要配套成件，隨著其配套各種機(jī)型的氧氣系統(tǒng)，對高壓氧氣開關(guān)提出更高更新的要求。因此，原有的航空航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB 7588—1998《氧氣開關(guān)通用規(guī)范》和國軍標(biāo)GJB 308—1987 《12000～18000米高空加壓供氧防護(hù)裝備》等標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不適用于新型氧源系統(tǒng)，急需改進(jìn)。

智能化、綜合化、模塊化、小型化是航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級的大趨勢，原有的國軍標(biāo)、航空航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)制性國標(biāo)等已經(jīng)嚴(yán)重不適應(yīng)技術(shù)的最新進(jìn)展，甚至對航空供氧防護(hù)裝備的技術(shù)進(jìn)步還有抑制作用。因此，在中國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級的大趨勢下，積極更新原有標(biāo)準(zhǔn)，加快制定適應(yīng)最新供氧防護(hù)技術(shù)要求的新標(biāo)準(zhǔn)極為迫切。

3 中美俄航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)情況

3.1 美俄兩國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)

美國航空航天工業(yè)協(xié)會是美國航空航天標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的牽頭部門，目前擁有112個常規(guī)成員單位和174個聯(lián)絡(luò)成員單位，涵蓋了所有的商業(yè)、軍用和公務(wù)飛機(jī)、直升機(jī)、空間飛機(jī)制造等領(lǐng)域。美國AIA董事會于2003年成立了航空航天標(biāo)準(zhǔn)化未來工作組，全面審視航空航天標(biāo)準(zhǔn)化體系。在美國航空航天領(lǐng)域，航空供氧防護(hù)裝備標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的重要性僅次于飛機(jī)總體和結(jié)構(gòu)設(shè)計。

美國航空供氧防護(hù)裝備的標(biāo)準(zhǔn)主要由洛馬公司和波音公司牽頭制定。目前美國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)的軍用標(biāo)準(zhǔn)高達(dá)59項，包含氧源、呼吸設(shè)備、管路、試驗等專業(yè)，是航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)全球最完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，世界上絕大多數(shù)航空航天強(qiáng)國的供氧防護(hù)裝備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均或多或少參考過美國軍用標(biāo)準(zhǔn)。美國在該領(lǐng)域之所以能夠取得如此先進(jìn)的成果，很大程度歸功于其完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及高效的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)組織。

俄羅斯航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)資料較少，目前僅查到其在該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)總共25項，其中大部分繼承于前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 我國供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)

從時間上看，我國供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)在建國初期以前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本。到20世紀(jì)80年代，隨著中美政治關(guān)系的緩和，我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)逐漸轉(zhuǎn)向西方，這期間我國引進(jìn)美國航空供氧防護(hù)軍用標(biāo)準(zhǔn)共超過30項。

從標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)上看，我國航空供氧防護(hù)裝備制造商數(shù)量眾多，且涉及各個不同的利益相關(guān)方，因此我國并沒有統(tǒng)一的航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)綜合協(xié)調(diào)和戰(zhàn)略管理機(jī)構(gòu)。由于歷史遺留問題，各制造商包括相關(guān)軍工單位在內(nèi)的利益相關(guān)方各自為政，他們都曾制定過自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使得這一領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)數(shù)目繁多，層次參差不齊，同時存在嚴(yán)重的重復(fù)問題，這對我國航空供氧防護(hù)裝備的產(chǎn)業(yè)升級起到了嚴(yán)重的負(fù)面作用。

4 中美俄航空供氧防護(hù)裝備標(biāo)準(zhǔn)及對比分析

由于國內(nèi)外航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)目眾多，本節(jié)對具有代表性的中美俄三國供氧防護(hù)準(zhǔn)備領(lǐng)域的數(shù)量、專業(yè)分布和標(biāo)準(zhǔn)特點進(jìn)行分析，如表1所示。

5 中國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)存在的問題

標(biāo)準(zhǔn)是航空供氧防護(hù)裝備設(shè)計、制造、維護(hù)和使用的唯一且最大的單一技術(shù)來源，尋找國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的差距與不足，對我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級具有重要意義。通過本文分析，可以發(fā)現(xiàn)我國的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)存在以下三個方面問題：

一是缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)和管理機(jī)構(gòu)?？哲?、航空工業(yè)部門、民航部門及制造商曾制定過多個標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致這一領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)層次參差不齊，重復(fù)嚴(yán)重，使標(biāo)準(zhǔn)的使用效率嚴(yán)重降低。

二是落后于最新技術(shù)發(fā)展水平及國外同行。由于我國一半以上的標(biāo)準(zhǔn)均參考或等效于美軍標(biāo)，隨著技術(shù)發(fā)展，在美國對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)更新和廢止的情況下，多項國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)仍未修訂。

三是我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定曾長期存在為了制定而制定的情況。在當(dāng)時的歷史條件下，由于國內(nèi)缺乏相關(guān)技術(shù)條件，所以導(dǎo)致某些標(biāo)準(zhǔn)直接翻譯并參考國外標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生雖然制定了標(biāo)準(zhǔn)，但因為技術(shù)條件限制卻難以實施的尷尬局面。

表1 中美俄航空供氧防護(hù)裝備標(biāo)準(zhǔn)對比

6 意見和建議

通過分析中美俄航空供氧防護(hù)裝備領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以發(fā)現(xiàn)，我國在該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)較為落后，而且更新緩慢。這些問題嚴(yán)重制約了我國航空供氧防護(hù)裝備的產(chǎn)業(yè)升級。針對這些問題，提出以下三個方面的建議，供標(biāo)準(zhǔn)編制機(jī)構(gòu)進(jìn)行參考：

一是針對我國航空供氧防護(hù)裝備標(biāo)準(zhǔn)層次參差不齊、重復(fù)嚴(yán)重的現(xiàn)狀，整個航空供氧防護(hù)裝備制造商應(yīng)該成立一個統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略管理機(jī)構(gòu)。其主要作用是協(xié)調(diào)軍隊、民航、軍工企事業(yè)單位，從全局的角度綜合修訂標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)編制基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)確立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先順序和側(cè)重點，制定適用于全行業(yè)的解決方案。

二是結(jié)合國情及各制造商的技術(shù)條件，緊跟我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)品型號的最新技術(shù)進(jìn)展，積極開展標(biāo)準(zhǔn)修訂工作。在標(biāo)準(zhǔn)編制工作過程中，應(yīng)符合國內(nèi)技術(shù)條件，杜絕盲目引進(jìn)國外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，努力編制出真正符合我國國情及技術(shù)條件的標(biāo)準(zhǔn)。

三是在國企改革的大趨勢下，我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)越來越市場化、國際化。為了提高我國供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)的競爭力，應(yīng)按照商業(yè)化思維審視標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，將往常的關(guān)注焦點從頒布標(biāo)準(zhǔn)所花費(fèi)的成本轉(zhuǎn)移到標(biāo)準(zhǔn)化對整個航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級應(yīng)發(fā)揮的最大效益上來。

四是在制定標(biāo)準(zhǔn)的過程中，應(yīng)盡可能地吸引更多的利益相關(guān)方，包括主機(jī)廠所、軍貿(mào)部門、民機(jī)制造商和空軍等多方參與，這樣可以使得標(biāo)準(zhǔn)更易于被廣泛理解，也可以更易于被相關(guān)利益方所接受。

7 結(jié)束語

航空供氧防護(hù)裝備直接關(guān)系到飛行員戰(zhàn)時及訓(xùn)練中的生命安全，也關(guān)系到飛機(jī)戰(zhàn)斗力的提升，是飛機(jī)作戰(zhàn)的必備裝備。本文基于我國供氧防護(hù)裝備的最新科技發(fā)展，分析了中美俄三國在該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)情況，指出了我國標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中的不足，并針對標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提出相關(guān)建議。在我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級的趨勢下，我國航空供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)應(yīng)設(shè)置一個能夠引領(lǐng)全行業(yè)的戰(zhàn)略管理機(jī)構(gòu)，督促全行業(yè)重視標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作，積極維護(hù)這一行業(yè)中最重要的技術(shù)載體。這對加快我國供氧防護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)升級，提高國際競爭力，縮小與美俄等國的差距都具有重要意義。