渦軸16 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理適航符合性驗(yàn)證

■ 陳芝來(lái) 郭犇 劉辰 羅海東/中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所

渦軸16（WZ16）發(fā)動(dòng)機(jī)是國(guó)內(nèi)首個(gè)實(shí)施構(gòu)型管理符合性驗(yàn)證的民用發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，在缺少構(gòu)型管理審定基礎(chǔ)的情況下，研制團(tuán)隊(duì)圍繞構(gòu)型管理的主要活動(dòng)，分析總結(jié)了構(gòu)型管理適航符合性驗(yàn)證的思路和方法，向適航當(dāng)局證明了WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理的有效性。

渦軸16（WZ16）發(fā)動(dòng)機(jī)研制團(tuán)隊(duì)在適航規(guī)章和質(zhì)量管理程序的基礎(chǔ)上，結(jié)合各家參研單位多年的構(gòu)型管理經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)中國(guó)民用航空局（CAAC）審定要求，制訂了國(guó)內(nèi)首個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理審定計(jì)劃（CP），開(kāi)展了符合性驗(yàn)證工作，有力地支撐了型號(hào)適航取證工作，并于2019年10月取得了CAAC頒發(fā)的型號(hào)合格證（TC），2021年3月取得了生產(chǎn)許可證（PC），成為我國(guó)第一型嚴(yán)格按照適航規(guī)章完成取證的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

構(gòu)型管理要求

構(gòu)型管理是圍繞產(chǎn)品的功能特性和物理特性，通過(guò)文件形式將特性?xún)鼋Y(jié)形成不同的基線(xiàn)，并按照基線(xiàn)開(kāi)展設(shè)計(jì)制造，使最終產(chǎn)品滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。構(gòu)型管理基線(xiàn)主要包括需求基線(xiàn)、功能基線(xiàn)、分配基線(xiàn)和產(chǎn)品基線(xiàn)。構(gòu)型管理活動(dòng)主要包括：

● 構(gòu)型標(biāo)識(shí)，通過(guò)文件形式將產(chǎn)品的功能特性和物理特性標(biāo)識(shí)出來(lái)、定義清楚，主要包括確定構(gòu)型項(xiàng)、確定構(gòu)型文件、建立構(gòu)型基線(xiàn)、給定標(biāo)識(shí)編號(hào)等；

● 構(gòu)型控制，對(duì)定義的功能特性和物理特性或定義的構(gòu)型基線(xiàn)進(jìn)行控制，使最終產(chǎn)品獲得的構(gòu)型與定義的構(gòu)型保持一致，構(gòu)型控制主要包括更改控制、偏離與讓步控制、接口控制等；

● 構(gòu)型審核，為確定構(gòu)型項(xiàng)的制造與其構(gòu)型文件的一致程度而進(jìn)行的正式審核，包括功能特性審核和物理特性審核；

● 構(gòu)型紀(jì)實(shí)，對(duì)標(biāo)識(shí)的構(gòu)型及更改的處理和實(shí)施情況進(jìn)行全過(guò)程記錄，必要時(shí)進(jìn)行報(bào)告，一般包括構(gòu)型基線(xiàn)及基線(xiàn)更改記錄、建議和批準(zhǔn)更改及實(shí)施情況記錄、偏離及超差記錄、構(gòu)型審核鑒定及問(wèn)題處理記錄、相關(guān)零件號(hào)/文件名稱(chēng)及標(biāo)識(shí)號(hào)/版本/發(fā)放狀態(tài)等記錄。

WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理確保產(chǎn)品構(gòu)型的物理特性和功能特性能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的使用需求和CCAR-33、CCAR-34等規(guī)章，以及ISO9001、DO-178B、DO-254的要求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型狀態(tài)進(jìn)行有效控制并保證能夠準(zhǔn)確地按所批準(zhǔn)的構(gòu)型制造出合格的產(chǎn)品。

適航符合性驗(yàn)證要求

在WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)適航取證過(guò)程中，根據(jù)CCAR-21《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》和AP-21-AA-2011-03-R4《航空器型號(hào)合格審定程序》，中國(guó)民用航空適航審定中心（ACC）要求針對(duì)CCAR-33R2《航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)定》中相應(yīng)的條款，應(yīng)制訂發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)級(jí)或?qū)I(yè)/專(zhuān)題級(jí)審定計(jì)劃，作為描述WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)合格證申請(qǐng)方符合性驗(yàn)證工作的基礎(chǔ)性文件。但在《航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)定》中并無(wú)構(gòu)型管理的具體條款，僅對(duì)構(gòu)型控制活動(dòng)中的更改控制提出了要求，構(gòu)型管理審定實(shí)際上沒(méi)有具體的審定基礎(chǔ)?？紤]到發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)際合作研制的特殊情況，持證人如何有效地定義發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型并進(jìn)行構(gòu)型控制，ACC最終確定的30個(gè)CP中包括了《構(gòu)型管理審定計(jì)劃》，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)型管理工作進(jìn)行符合性驗(yàn)證，確保發(fā)動(dòng)機(jī)研制的構(gòu)型狀態(tài)受控。經(jīng)過(guò)多輪溝通與協(xié)調(diào)，《構(gòu)型管理審定計(jì)劃》最終得到了ACC的批準(zhǔn)。

構(gòu)型管理適航符合性驗(yàn)證思路

WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理適航符合性驗(yàn)證工作，重點(diǎn)圍繞構(gòu)型管理4項(xiàng)主要活動(dòng)，通過(guò)展示相關(guān)的構(gòu)型管理文件，向局方證明在發(fā)動(dòng)機(jī)研制過(guò)程中有效開(kāi)展了構(gòu)型管理，確保發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型狀態(tài)的清晰、受控。WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理的符合性驗(yàn)證思路主要包括以下內(nèi)容。

一是需求基線(xiàn)的確定。通過(guò)與用戶(hù)開(kāi)展溝通交流，根據(jù)《發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)范》《直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)電子接口規(guī)范》和《直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)研制聲明》等文件，確定了用戶(hù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制需求；正式簽署的《發(fā)動(dòng)機(jī)研制、銷(xiāo)售和支持協(xié)作協(xié)議》，作為發(fā)動(dòng)機(jī)的需求基線(xiàn)，包含發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)范等附件，明確了發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)研制要求，主要包括用戶(hù)需求、法律法規(guī)要求和發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)單位需求3大類(lèi)。因此，通過(guò)展示需求基線(xiàn)文件，證明構(gòu)型管理的輸入是準(zhǔn)確的、凍結(jié)的。

二是設(shè)計(jì)基線(xiàn)的確定。設(shè)計(jì)基線(xiàn)主要包括功能基線(xiàn)和分配基線(xiàn)。根據(jù)需求基線(xiàn)確定發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)研制要求和接口關(guān)系，并按部件編制產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范（IPTS）。發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)范和各部件產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范經(jīng)過(guò)審批凍結(jié)后成為設(shè)計(jì)基線(xiàn)。因此，通過(guò)展示設(shè)計(jì)基線(xiàn)文件，證明功能特性和物理特性得到準(zhǔn)確的定義。

三是產(chǎn)品基線(xiàn)的確定。設(shè)計(jì)人員根據(jù)功能基線(xiàn)和分配基線(xiàn)，按照設(shè)計(jì)保證手冊(cè)和構(gòu)型管理的規(guī)定開(kāi)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)，形成全套設(shè)計(jì)圖樣，并根據(jù)科研階段每臺(tái)份發(fā)動(dòng)機(jī)不同構(gòu)型狀態(tài)，編制設(shè)計(jì)構(gòu)型定義文件。這些設(shè)計(jì)文件經(jīng)過(guò)審批凍結(jié)后成為產(chǎn)品基線(xiàn)。制造人員根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)型定義文件，按照批準(zhǔn)的工藝文件開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)制造，最終形成的制造符合性文件等也是正式產(chǎn)品基線(xiàn)。產(chǎn)品基線(xiàn)主要包括設(shè)計(jì)定義文件（全套圖樣用于制造）、符合性文件（指制造符合性文件）和設(shè)計(jì)與性能說(shuō)明（DDP）、符合性文件（指適航符合性文件）、批準(zhǔn)的更改、批準(zhǔn)的偏離和讓步等。因此，通過(guò)展示產(chǎn)品基線(xiàn)文件，證明產(chǎn)品能滿(mǎn)足功能特性和物理特性，滿(mǎn)足需求基線(xiàn)文件的要求。

四是需求基線(xiàn)到產(chǎn)品基線(xiàn)的路徑。需求基線(xiàn)正式確定后，作為頂層依據(jù)性文件開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作。設(shè)計(jì)人員根據(jù)需求基線(xiàn)編制形成發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)范和各部件的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范，經(jīng)過(guò)審批凍結(jié)形成設(shè)計(jì)基線(xiàn)（功能基線(xiàn)和分配基線(xiàn)），然后根據(jù)功能基線(xiàn)和分配基線(xiàn)，開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，繪制全套設(shè)計(jì)圖樣、編制設(shè)計(jì)文件，并根據(jù)構(gòu)型狀態(tài)編制構(gòu)型定義文件，作為制造的依據(jù)。制造人員根據(jù)設(shè)計(jì)定義文件，按照批準(zhǔn)的工藝文件開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)制造，最終形成的制造符合性文件等也是正式產(chǎn)品基線(xiàn)。因此，通過(guò)展示發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及接口控制文件等，證明構(gòu)型基線(xiàn)得到有效傳遞（見(jiàn)圖1）。

圖1 基線(xiàn)傳遞路徑

五是構(gòu)型標(biāo)識(shí)、構(gòu)型控制、構(gòu)型審核和構(gòu)型紀(jì)實(shí)在基線(xiàn)傳遞過(guò)程中的功能。向局方展示構(gòu)型基線(xiàn)文件的有效性控制情況，包括基線(xiàn)文件的編制、編號(hào)、審批、更改均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、文件的要求，證明構(gòu)型基線(xiàn)得到有效標(biāo)識(shí)和控制。

六是基礎(chǔ)構(gòu)型審核。形成發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)構(gòu)型定義文件并提交審查組，明確發(fā)動(dòng)機(jī)所有零件的構(gòu)型狀態(tài)，標(biāo)識(shí)圖樣的版本。

七是構(gòu)型標(biāo)識(shí)。展示W(wǎng)Z16發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目的圖樣和文件的編號(hào)、版本記錄、編寫(xiě)要求均符合構(gòu)型標(biāo)識(shí)控制文件。

八是構(gòu)型控制。對(duì)凍結(jié)的構(gòu)型文件進(jìn)行更改時(shí)，按照更改程序提交審批流程，經(jīng)過(guò)構(gòu)型管理委員會(huì)批準(zhǔn)后，才能進(jìn)行相應(yīng)更改。因此，通過(guò)展示構(gòu)型更改文件的審批、控制和實(shí)施，證明符合構(gòu)型控制的要求。

九是構(gòu)型紀(jì)實(shí)。WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)中開(kāi)展構(gòu)型紀(jì)實(shí)，紀(jì)實(shí)內(nèi)容主要包括構(gòu)型項(xiàng)標(biāo)識(shí)，設(shè)計(jì)單位，版本修訂情況，構(gòu)型項(xiàng)發(fā)放狀態(tài)，以及構(gòu)型項(xiàng)有效性范圍、更改類(lèi)型、更改標(biāo)識(shí)、更改影響等。

構(gòu)型管理適航符合性驗(yàn)證方法

符合性方法參照AP-21-AA-2011-03-R4《航空器型號(hào)合格審定程序》附錄H，符合性方法的代碼、名稱(chēng)和使用說(shuō)明如表1所示。

表1 符合性方法的代碼、名稱(chēng)和使用說(shuō)明

WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理審定計(jì)劃符合性驗(yàn)證方法包括以下兩種方式：MC0符合性聲明在發(fā)動(dòng)機(jī)適航符合性檢查清單/符合性記錄文件中，會(huì)對(duì)構(gòu)型狀態(tài)、構(gòu)型標(biāo)識(shí)、構(gòu)型控制等進(jìn)行直接說(shuō)明；MC1說(shuō)明性文件對(duì)符合性驗(yàn)證思路中涉及的各類(lèi)基線(xiàn)文件進(jìn)行梳理，以展示文件的形式，證明構(gòu)型管理工作的有效開(kāi)展。

WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理適航符合性驗(yàn)證工作，共向局方展示了77類(lèi)技術(shù)文件、圖樣等，并開(kāi)展了5次現(xiàn)場(chǎng)審查活動(dòng)（見(jiàn)圖2），最終完成了所有符合性驗(yàn)證工作，證明了WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理工作的符合性，順利取得了型號(hào)合格證。

圖2 WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理現(xiàn)場(chǎng)審查活動(dòng)

結(jié)束語(yǔ)

WZ16發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理適航符合性審查實(shí)際上是對(duì)構(gòu)型管控過(guò)程和構(gòu)型管控結(jié)果的審查。因此，建議將對(duì)構(gòu)型管理的符合性審查工作一分為二：一方面，將對(duì)構(gòu)型管理程序文件的審查合并至設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)中一同審查，說(shuō)明程序的完整性和合理性；另一方面，對(duì)構(gòu)型管控結(jié)果的審查與發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)、各部件/系統(tǒng)取證構(gòu)型和試驗(yàn)構(gòu)型的審查相結(jié)合，說(shuō)明構(gòu)型控制的有效性。當(dāng)兩部分的審定工作完成后，自然表明型號(hào)構(gòu)型管理工作的有效性與符合性。由于構(gòu)型管理審定計(jì)劃明顯不同于針對(duì)整機(jī)、部件、系統(tǒng)級(jí)的審定計(jì)劃，缺少明確的審定基礎(chǔ)，其符合性驗(yàn)證工作與其他CP的審定存在緊密的聯(lián)系，因此不建議單獨(dú)對(duì)構(gòu)型管理開(kāi)展審定。