民機(jī)持續(xù)適航改正措施過(guò)程研究

林家冠，陸 軍

(中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院,上海 201210)

民用飛機(jī)投入航線運(yùn)行后，會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)各種對(duì)飛機(jī)安全有潛在影響的故障、失效和缺陷，從而降低飛機(jī)的適航性。國(guó)際民航組織(ICAO)在其《國(guó)際民用航空公約》附件8《航空器的適航性》中規(guī)定了航空器設(shè)計(jì)國(guó)/制造國(guó)的持續(xù)適航責(zé)任[1]。中國(guó)民用航空局頒發(fā)的CCAR-21-R4《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》第21.5條也有相關(guān)規(guī)定：“設(shè)計(jì)批準(zhǔn)持有人應(yīng)當(dāng)建立系統(tǒng)，收集、調(diào)查和分析其設(shè)計(jì)的民用航空產(chǎn)品或者零部件出現(xiàn)的故障、失效和缺陷”[2]。由此可見(jiàn)，型號(hào)合格證持有人作為飛機(jī)持續(xù)適航的責(zé)任方，應(yīng)當(dāng)承擔(dān)事件收集、原因調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)分析、制定和發(fā)布改正/改進(jìn)措施等職責(zé)，對(duì)確定的故障、失效或缺陷等影響飛機(jī)運(yùn)行安全的問(wèn)題，必須制定改正/改進(jìn)措施，并對(duì)已交付的機(jī)隊(duì)發(fā)布檢查、改裝等服務(wù)通告，糾正產(chǎn)品安全問(wèn)題，履行其持續(xù)適航責(zé)任。

我國(guó)民機(jī)制造業(yè)起步較晚，主制造商對(duì)機(jī)隊(duì)安全問(wèn)題采取糾正措施的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還略顯不足。一項(xiàng)好的措施既要保證機(jī)隊(duì)的安全水平滿足標(biāo)準(zhǔn)，也要滿足運(yùn)營(yíng)人、維修單位等利益攸關(guān)方好運(yùn)行、好維修的需求。隨著國(guó)產(chǎn)機(jī)型的機(jī)隊(duì)規(guī)模、總飛行小時(shí)數(shù)快速增加，機(jī)隊(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)管理顯得越發(fā)重要，因此研究并建立一套有效的民機(jī)持續(xù)適航改正措施制定方法具有重要意義。

1 持續(xù)適航體系和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程

中國(guó)民用航空局頒發(fā)的AC-21-AA-2013-19《型號(hào)合格證持有人持續(xù)適航體系的要求》中指出，型號(hào)合格證持有人在交付首架飛機(jī)之前，必須按照本咨詢通告要求建立持續(xù)適航體系，要求持證人必須編制經(jīng)過(guò)局方批準(zhǔn)并滿足本AC要求的持續(xù)適航體系管理手冊(cè)。管理手冊(cè)明確了持續(xù)適航體系的組織機(jī)構(gòu)、職責(zé)，以及工作流程和要求[3]。

持續(xù)適航體系是依據(jù)CCAR-21-R4《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》和AC-21-AA-2013-19《型號(hào)合格證持有人持續(xù)適航體系的要求》建立和運(yùn)行的管理體系，它通過(guò)對(duì)不利于機(jī)隊(duì)持續(xù)適航的信息進(jìn)行全面收集、分析和評(píng)估來(lái)判定實(shí)際的適航風(fēng)險(xiǎn)水平，并在此基礎(chǔ)上決定是否采取必要的措施，從而對(duì)飛機(jī)和整個(gè)機(jī)隊(duì)實(shí)施全面的持續(xù)安全管理，以履行規(guī)章要求的持續(xù)適航責(zé)任，保證飛機(jī)的持續(xù)運(yùn)行安全。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程是針對(duì)持續(xù)適航體系監(jiān)控到的事件進(jìn)行評(píng)估，其過(guò)程簡(jiǎn)述如下：

1)識(shí)別潛在不安全狀態(tài)。建立相應(yīng)的因果關(guān)系鏈以及確定受影響機(jī)隊(duì)范圍。

2)確定后果嚴(yán)重性等級(jí)。分析潛在不安全狀態(tài)對(duì)飛機(jī)、飛行機(jī)組以及乘客和客艙乘客等人員的實(shí)際影響或潛在影響。

3)確定發(fā)生可能性概率。用定性或定量方法分析確定潛在不安全狀態(tài)發(fā)生可能性概率。

4)確定安全風(fēng)險(xiǎn)水平。根據(jù)所識(shí)別出的潛在不安全狀態(tài)的后果嚴(yán)重性等級(jí)和發(fā)生可能性概率，按照?qǐng)D1所示的基于ARP5150等細(xì)化的風(fēng)險(xiǎn)矩陣[4-6]來(lái)確定機(jī)隊(duì)風(fēng)險(xiǎn)水平。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)矩陣

5)確定不安全狀態(tài)措施時(shí)限。當(dāng)受影響機(jī)隊(duì)的安全風(fēng)險(xiǎn)水平為紅色或橙色時(shí)，按照風(fēng)險(xiǎn)水平確定不安全狀態(tài)措施時(shí)限。

2 持續(xù)適航改正/改進(jìn)措施的過(guò)程

2.1 改正/改進(jìn)措施的類別

ICAO Doc 9859《安全管理手冊(cè)》中定義了通用的安全風(fēng)險(xiǎn)緩解措施類型[7]，包括：

1)避免：活動(dòng)或因相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法被容忍，或與相關(guān)利益相比被視為不可接受而被暫停。

2)降低：某些安全風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的，但與風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的嚴(yán)重程度和可能性降低了，這可能是由于采取了措施緩解了相關(guān)后果的結(jié)果。

3)隔離：采取措施切斷與危險(xiǎn)相關(guān)的潛在后果，或采取多重防范措施，防止受影響。

進(jìn)一步細(xì)分可以得到經(jīng)常使用的改正/改進(jìn)措施方法，主要包括檢查、改裝、限制、修訂文件、飛行及維修人員培訓(xùn)和通告，詳見(jiàn)表1。

表1 各類改正/改進(jìn)措施方法

2.2 改正/改進(jìn)措施的確定過(guò)程

改正/改進(jìn)措施的確定是指針對(duì)機(jī)隊(duì)安全問(wèn)題所考慮的糾正措施的確定思路，前提是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后確定機(jī)隊(duì)存在不安全狀態(tài)，即風(fēng)險(xiǎn)水平確定為圖1中的紅色1～5，橙色6～9的情況。

對(duì)于系統(tǒng)本身的失效直接產(chǎn)生的不安全狀態(tài)情況，可以從系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面考慮是否還有備份或人工超控；對(duì)于結(jié)構(gòu)類問(wèn)題，如主要結(jié)構(gòu)件(PSE)不符合損傷容限/疲勞的要求，可增加定期檢查任務(wù)，或?qū)σ延袡z查任務(wù)縮短重復(fù)檢查間隔。將措施以客戶服務(wù)文件或技術(shù)出版物手冊(cè)的載體形式發(fā)布，通告所有受影響的運(yùn)營(yíng)人。如果問(wèn)題復(fù)雜、原因不明，沒(méi)有可行的措施降低失效模式的風(fēng)險(xiǎn)，則需要采取強(qiáng)制性的限制措施，例如增加某些系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)件的使用壽命限制措施，或者限制某種條件下的運(yùn)行來(lái)避免風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于失效模式本身不直接影響運(yùn)行安全的，而疊加另一個(gè)失效或與其他條件的組合影響運(yùn)行安全的情況，可以考慮控制二次失效或其他條件的發(fā)生可能性概率來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)，采取的措施包括檢查、改裝、修訂文件等。

對(duì)于由飛機(jī)運(yùn)行、維修操作程序產(chǎn)生的不安全狀態(tài)，一般是修訂相應(yīng)的程序，并通告所有運(yùn)營(yíng)人。如有必要，對(duì)機(jī)組或維修人員增加相應(yīng)的培訓(xùn)也是有效降低風(fēng)險(xiǎn)的措施。

除此之外，采取改正/改進(jìn)措施時(shí)應(yīng)確保主制造商能夠快速發(fā)布、運(yùn)營(yíng)人能夠快速有效執(zhí)行到位，在此基礎(chǔ)之上可考慮主制造商措施制定成本和運(yùn)營(yíng)人執(zhí)行成本。通常，主要考慮因素順序?yàn)椋焊恼?改進(jìn)措施的有效性>主制造商能夠快速發(fā)布>運(yùn)營(yíng)人能夠快速有效執(zhí)行到位>運(yùn)營(yíng)人措施執(zhí)行成本>主制造商措施制定成本。改正/改進(jìn)措施確定過(guò)程的流程圖如圖2所示。

圖2 改正/改進(jìn)措施確定過(guò)程

2.3 改正/改進(jìn)措施時(shí)間的確定

2.3.1改正/改進(jìn)措施過(guò)程概述

一般情況下，改正/改進(jìn)措施過(guò)程包括服務(wù)措施準(zhǔn)備和服務(wù)措施符合性兩個(gè)階段，必須充分考慮這兩個(gè)階段工作內(nèi)容之后再確定服務(wù)措施準(zhǔn)備時(shí)間和服務(wù)措施符合性時(shí)間，保證措施的各階段時(shí)間總和不超過(guò)不安全狀態(tài)措施時(shí)限，即：

SAPT+SACT+MT=UCAT

(1)

式中：SAPT為服務(wù)措施準(zhǔn)備時(shí)間(service action preparation time)，指從安全問(wèn)題確定到所有措施的服務(wù)文件發(fā)布的這段時(shí)間，分為確定措施時(shí)間SAPT1和措施文件到位時(shí)間SAPT2；SACT為服務(wù)措施符合性時(shí)間(service action compliance time)，指在正式發(fā)布的客戶服務(wù)文件中的符合性時(shí)間，表示允許的改正/改進(jìn)措施落實(shí)到位的最晚時(shí)間；UCAT為不安全狀態(tài)措施時(shí)限(unsafe condition action time)，指針對(duì)飛機(jī)的安全問(wèn)題得以糾正的時(shí)間期限，等同于受影響飛機(jī)能夠在滿足適航要求的風(fēng)險(xiǎn)水平下繼續(xù)運(yùn)營(yíng)所允許的最大平均暴露時(shí)間；MT為裕度時(shí)間(margin time)，指在不安全狀態(tài)措施時(shí)限內(nèi)完成改正/改進(jìn)措施過(guò)程后剩下的時(shí)間段。改正/改進(jìn)措施時(shí)限分配情況如圖3所示。

圖3 改正/改進(jìn)措施時(shí)限分配

2.3.2服務(wù)措施準(zhǔn)備時(shí)間

服務(wù)措施準(zhǔn)備時(shí)間分為確定措施時(shí)間和措施文件到位時(shí)間，其中確定措施期間的主要工作包括事件調(diào)查分析和措施方案/計(jì)劃編制發(fā)布；措施文件到位期間的主要工作包括所有與糾正措施相關(guān)的工程文件和客戶服務(wù)文件的編制、批準(zhǔn)、驗(yàn)證和發(fā)布。

2.3.3服務(wù)措施符合性時(shí)間

服務(wù)措施符合性時(shí)間是用于落實(shí)糾正措施，能夠被運(yùn)營(yíng)人合理管理的時(shí)間段。通常，運(yùn)營(yíng)人在執(zhí)行與糾正措施相關(guān)的服務(wù)通告前，會(huì)對(duì)服務(wù)通告貫徹的可行性進(jìn)行評(píng)估，考慮維修工作對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響，并通過(guò)分析確定糾正措施執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)最小的最佳執(zhí)行時(shí)間。以下列出確定最佳執(zhí)行時(shí)間點(diǎn)的一般考慮因素，但不限于此：

1)對(duì)于易于接近的一個(gè)簡(jiǎn)單的目視檢查，更適合A檢。

2)如果指定設(shè)備需要地面設(shè)備支持才能接近，更適合C檢。

3)如果需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行重大拆解才能實(shí)現(xiàn)的糾正措施(比如座椅或地板移動(dòng))，更適合D檢。

4)對(duì)于一些簡(jiǎn)單或只需要花費(fèi)較短時(shí)間的檢查任務(wù)，如果航線維修機(jī)組能力允許，則可放在過(guò)站檢查、日檢等航線維修業(yè)務(wù)中完成。

2.3.4裕度時(shí)間

裕度時(shí)間無(wú)硬性要求，通常時(shí)間跨度可以達(dá)到不安全狀態(tài)措施時(shí)限的10%～50%。

2.4 采取緊急/臨時(shí)措施的時(shí)機(jī)

在初期原因不明確或徹底消除危險(xiǎn)的措施無(wú)法到位時(shí)，應(yīng)該制定臨時(shí)措施來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)；接著應(yīng)盡快查清原因，制定可消除危險(xiǎn)的最終措施；若確定最終措施所需時(shí)間太長(zhǎng)，應(yīng)考慮增加中期措施以進(jìn)一步緩解風(fēng)險(xiǎn)或代替運(yùn)行限制等對(duì)運(yùn)營(yíng)人影響重大的臨時(shí)措施。采取臨時(shí)措施的時(shí)機(jī)如下：

1)如果機(jī)隊(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)水平為紅色1～5，對(duì)應(yīng)的不安全狀態(tài)措施時(shí)限為0飛行小時(shí)，則必須立即制定和發(fā)布臨時(shí)措施降低風(fēng)險(xiǎn)，并且通知運(yùn)營(yíng)人在下次航班前執(zhí)行。

2)如果機(jī)隊(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)水平為橙色6～9，通過(guò)定量計(jì)算得到機(jī)隊(duì)的不安全狀態(tài)措施時(shí)限，最保守情況是1 500飛行小時(shí)。對(duì)于復(fù)雜的問(wèn)題可能會(huì)遇到調(diào)查和設(shè)計(jì)更改周期長(zhǎng)等困難，導(dǎo)致措施發(fā)布的時(shí)間較晚。如果預(yù)計(jì)措施的執(zhí)行時(shí)間點(diǎn)可能超過(guò)改正/改進(jìn)措施時(shí)間后限，則必須增加臨時(shí)措施。

臨時(shí)措施在保證措施有效性的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該考慮時(shí)效性。通常采取的措施為通告運(yùn)營(yíng)人引起重視、臨時(shí)增加定檢項(xiàng)目、在已有的定檢項(xiàng)目上縮短重復(fù)檢查間隔，或者實(shí)施較小的改裝等。

2.5 建議的措施時(shí)間

假設(shè)飛機(jī)的設(shè)計(jì)壽命為60 000飛行小時(shí)，年利用率為3 000飛行小時(shí)。根據(jù)岡斯頓方法[8]，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)水平為紅色的事件，計(jì)算得到的不安全狀態(tài)措施時(shí)限為0。由于風(fēng)險(xiǎn)高、時(shí)限短，不宜采取設(shè)計(jì)更改等周期長(zhǎng)的措施，一般采取檢查、加限制等能夠快速執(zhí)行的措施。參考機(jī)隊(duì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)通常要求24 h內(nèi)完成措施計(jì)劃確定和措施文件發(fā)布工作，受影響飛機(jī)應(yīng)該在下次飛行前貫徹糾正措施。對(duì)風(fēng)險(xiǎn)水平為橙色的事件，考慮在最保守情況下(即風(fēng)險(xiǎn)水平為橙色6的情況)，通過(guò)岡斯頓方法計(jì)算得到的不安全狀態(tài)措施時(shí)限為1 500飛行小時(shí)(或6個(gè)月)。參考機(jī)隊(duì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)通常在2個(gè)月內(nèi)完成事件調(diào)查、措施驗(yàn)證和發(fā)布。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)水平為黃色的事件，認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)是可容忍的，采取的措施無(wú)時(shí)間限制。

在滿足不安全狀態(tài)糾正措施時(shí)限的基礎(chǔ)上，參照改正/改進(jìn)措施對(duì)時(shí)間的要求以及持續(xù)適航體系機(jī)隊(duì)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)檢查/改裝類措施給出了如表2建議的措施發(fā)布和執(zhí)行期限，其他類措施可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。

表2 建議的措施時(shí)間

3 結(jié)束語(yǔ)

本文論述了運(yùn)輸類飛機(jī)持續(xù)適航體系和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程，給出了基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的改正/改進(jìn)措施制定方法流程，明確了措施時(shí)限要求和采取緊急/臨時(shí)措施的時(shí)機(jī)，并根據(jù)持續(xù)適航體系運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)給出了建議的措施時(shí)間?；陲L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論來(lái)確定改正/改進(jìn)措施，一方面可以將機(jī)隊(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受/可容忍范圍內(nèi)；另一方面有利于主制造商、運(yùn)營(yíng)人降低措施制定和執(zhí)行成本。此外，本文的研究成果還對(duì)飛機(jī)主制造商的機(jī)隊(duì)措施管理具有參考價(jià)值。