淺談我國(guó)新型民用飛機(jī)的研制與綜合標(biāo)準(zhǔn)化

王薇

【摘要】飛機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，飛機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程，就是運(yùn)用系統(tǒng)工程方法對(duì)飛機(jī)總體性能和各系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡、折衷、綜合與優(yōu)化的過(guò)程。為了提高飛機(jī)的總體性能，飛機(jī)設(shè)計(jì)采用了越來(lái)越多的新技術(shù)、新材料和新方法，由此也衍生了新的系統(tǒng)。本文研究了飛機(jī)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施和標(biāo)準(zhǔn)化效能評(píng)估等標(biāo)準(zhǔn)化工作的影響，闡述了標(biāo)準(zhǔn)化工作的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)；一體化設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)化

飛機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)。早在20世紀(jì)初，人們?cè)谘芯款澱駟?wèn)題時(shí)，就已經(jīng)把飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。之后出現(xiàn)的主動(dòng)控制技術(shù)，把飛機(jī)的飛控系統(tǒng)與飛機(jī)的氣動(dòng)布局進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。隨后，美國(guó)對(duì)任務(wù)自適應(yīng)機(jī)翼、綜合飛行—推進(jìn)控制、二元矢量推力、反推力噴管等技術(shù)進(jìn)行了比較深入的研究。同時(shí)，美國(guó)還重點(diǎn)加強(qiáng)了隱身技術(shù)的研究，使得隱身與氣動(dòng)的一體化設(shè)計(jì)逐步趨于成熟。這些航空專(zhuān)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，為今后飛機(jī)的一體化設(shè)計(jì)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

一、現(xiàn)代民用飛機(jī)的研制與綜合標(biāo)準(zhǔn)化

1、綜合標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)

把綜合標(biāo)準(zhǔn)化作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程引入民機(jī)型號(hào)研制，按系統(tǒng)工程的邏輯程序，周密計(jì)劃，精心組織，并與型號(hào)研制緊密結(jié)合。把綜合標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)象（型號(hào)研制的最終軟硬件產(chǎn)品）及其相關(guān)要素（資源、設(shè)計(jì)方法、工藝、檢測(cè)、試驗(yàn)和適航等）作為一個(gè)系統(tǒng)，運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法，從型號(hào)整體可用性?xún)?yōu)化目標(biāo)出發(fā)，找出影響型號(hào)的預(yù)期目標(biāo)（主要性能指標(biāo)、“三性”、安全性、經(jīng)濟(jì)性要求、機(jī)體壽命及使用維護(hù)要求等）的因素，采取環(huán)環(huán)相扣的作法，通過(guò)有組織、有計(jì)劃地制（修）訂和貫徹一整套標(biāo)準(zhǔn)（包括“三化”的標(biāo)準(zhǔn)化要求）來(lái)控制這些因素，確保型號(hào)各項(xiàng)先進(jìn)性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)，使研制工作有序和其最佳整體效益（包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的）目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)新型號(hào)基本型研制，帶動(dòng)同類(lèi)型號(hào)研制所需的標(biāo)準(zhǔn)體系的建立。

2、綜合標(biāo)準(zhǔn)化的方法

綜合標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要方面，是按照GB12366規(guī)定，以新一代民用飛機(jī)系統(tǒng)為制定標(biāo)準(zhǔn)的主體對(duì)象，建立一套滿足型號(hào)研制要求的標(biāo)準(zhǔn)體系，并按這套標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)型號(hào)的研制。為保證系統(tǒng)技術(shù)水平和質(zhì)量水平，要求編制飛機(jī)系統(tǒng)、機(jī)體適航的綜合標(biāo)準(zhǔn)化主體對(duì)象相關(guān)要素系統(tǒng)表、標(biāo)準(zhǔn)綜合體項(xiàng)目明細(xì)表及標(biāo)準(zhǔn)綜合體項(xiàng)目規(guī)劃表。

主體對(duì)象相關(guān)要素系統(tǒng)表，可按照民用飛機(jī)系統(tǒng)組成的隸屬和配套關(guān)系，用方塊圖的形式描述。項(xiàng)目規(guī)劃表則要詳細(xì)列出型號(hào)系列化發(fā)展需要制定的標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別及其制定的時(shí)間順序。

綜合標(biāo)準(zhǔn)化主體對(duì)象相關(guān)要素系統(tǒng)表中的每一個(gè)主體對(duì)象都對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合體，即對(duì)應(yīng)一組與主體對(duì)象目標(biāo)和技術(shù)要求相適應(yīng)的需要制定和實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)。每組標(biāo)準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)綜合體項(xiàng)目明細(xì)表列出，包括標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、制定標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別、時(shí)間等。

綜合標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)基本型向系列化方向發(fā)展的必要條件，在型號(hào)研制中，依靠主要硬設(shè)備的“三化”，建立適應(yīng)系列發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)綜合體，才能實(shí)現(xiàn)系列化發(fā)展的綜合標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)，使系統(tǒng)整體效益取得最佳。依靠與其配套的廣義軟件的“規(guī)范化”

實(shí)現(xiàn)型號(hào)系列化發(fā)展要求。綜合標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施不僅能有效控制在研型號(hào)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化，而且為后續(xù)型號(hào)發(fā)展奠定新的基礎(chǔ)。

二、綜合標(biāo)準(zhǔn)化工作中，樹(shù)立標(biāo)準(zhǔn)研究、制定、實(shí)施和檢查

監(jiān)督的一體化

在綜合標(biāo)準(zhǔn)化工作中，標(biāo)準(zhǔn)的制定是事前有計(jì)劃地統(tǒng)籌制定和實(shí)施的，系統(tǒng)化效果十分明顯。通過(guò)強(qiáng)化研制階段的標(biāo)準(zhǔn)化工作，確保以通用的、先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)、研制和試驗(yàn)。新一代民用飛機(jī)的研制把標(biāo)準(zhǔn)化工作提前到方案階段進(jìn)行，要最大限度地選用現(xiàn)有的、能滿足型號(hào)要求的通用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這樣做最經(jīng)濟(jì)，選擇的順序是從國(guó)標(biāo)到企標(biāo)。同時(shí)根據(jù)型號(hào)的特定要求，制定新的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

綜合標(biāo)準(zhǔn)化要為“三化”發(fā)展的要求奠定基礎(chǔ)，必須根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)民航運(yùn)輸?shù)挠绊?、航空燃油價(jià)格趨勢(shì)以及使用環(huán)境條件等與民航客機(jī)主要性能指標(biāo)的協(xié)調(diào)原則、機(jī)艙設(shè)計(jì)及其特殊要求、飛機(jī)噪聲、氣動(dòng)布局型式的選擇、主要?dú)鈩?dòng)參數(shù)的確定、主要分系統(tǒng)及設(shè)備，型號(hào)研制規(guī)范和適航安全標(biāo)準(zhǔn)，從頂向下分層考慮，使其在“三化”方面滿足總體性能要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)較為優(yōu)化的配置，這實(shí)際就是民用飛機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

民用飛機(jī)的總體設(shè)計(jì)，在充分考慮滿足當(dāng)前型號(hào)性能指標(biāo)的同時(shí)，要留有余量，有進(jìn)一步擴(kuò)展的適應(yīng)性和系列化發(fā)展?jié)摿?。在總體布局上，要重視一體化設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌考慮機(jī)載設(shè)備。從設(shè)計(jì)、工藝、試驗(yàn)到質(zhì)量控制等建立起相應(yīng)的一套標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以適應(yīng)民用飛機(jī)總體綜合效益和發(fā)展的要求。

做到系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備的研制開(kāi)發(fā)有標(biāo)準(zhǔn)可依，對(duì)于部分產(chǎn)品研制尚缺少完善的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)盡快制定出來(lái)，使整個(gè)民用飛機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架逐步形成。

綜合標(biāo)準(zhǔn)化直接為型號(hào)服務(wù)，又較快地轉(zhuǎn)化為通用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從而加快型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)綜合體和航空標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展和完善。“綜合標(biāo)準(zhǔn)體系表”中的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目和數(shù)據(jù)龐大，通過(guò)建立型號(hào)綜合標(biāo)準(zhǔn)體系表管理軟件庫(kù)，對(duì)其進(jìn)行適時(shí)、準(zhǔn)確、快速的動(dòng)態(tài)管理。為使“體系表”更逐完善、合理，使所列標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行有效，在型號(hào)設(shè)計(jì)中要運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化原理，最大限度地去實(shí)現(xiàn)“三化”。在貫徹實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通過(guò)不斷地修訂來(lái)確保標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)先進(jìn)、內(nèi)容完整和相互協(xié)調(diào)性，并以此作為適航管理的基礎(chǔ)。并為其深入發(fā)展創(chuàng)造條件和提供依據(jù)。在工程研制中轉(zhuǎn)階段的時(shí)候，要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)審，作為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化大綱、標(biāo)準(zhǔn)化工作系統(tǒng)檢查和設(shè)計(jì)審查的內(nèi)容之一。

三、綜合標(biāo)準(zhǔn)化是新一代民用飛機(jī)研制不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)工作

先進(jìn)的民用飛機(jī)必須建立在先進(jìn)的基礎(chǔ)技術(shù)之上，必須有相應(yīng)的研制手段和管理方法，必須有先進(jìn)的技術(shù)基礎(chǔ)性工作予以支撐，否則將極大地制約先進(jìn)型號(hào)技術(shù)水平的實(shí)現(xiàn)。任一先進(jìn)基礎(chǔ)技術(shù)要真正起到對(duì)新型號(hào)的支撐作用，都離不開(kāi)綜合標(biāo)準(zhǔn)化。

對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程階段劃分、軟件工程術(shù)語(yǔ)、流程圖圖形符號(hào)、編程語(yǔ)言約定、各種文檔編制要求、安全性、可靠性、維修性設(shè)計(jì)、適航安全保證一直到適航評(píng)市、測(cè)試、驗(yàn)收和管理都必須制定一套完整的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以確保軟件開(kāi)發(fā)有序、配置合理和高可靠性等要求的實(shí)現(xiàn)。而這些起基礎(chǔ)技術(shù)支撐作用的“標(biāo)準(zhǔn)群”依層次構(gòu)成了標(biāo)準(zhǔn)綜合體的全體。

民用機(jī)的是技術(shù)密集的產(chǎn)品，涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)化范圍廣，協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜。例如，“波音747”共有450萬(wàn)個(gè)零部件，5.7萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，涉及到金屬材料達(dá)200多種，非金屬材料600多種，十個(gè)國(guó)家、近兩萬(wàn)家企業(yè)參與協(xié)作。

“空客”的駕駛艙和其它設(shè)備都是標(biāo)準(zhǔn)化的，A380的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和試驗(yàn)方法，都依賴(lài)于歐洲標(biāo)準(zhǔn)。A380采用了1萬(wàn)多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件和350個(gè)歐洲標(biāo)準(zhǔn)。要想設(shè)計(jì)出具有21世紀(jì)先進(jìn)水平的民用吃機(jī)，必須要有一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)要求，元器件、原材料選用范圍和法定標(biāo)準(zhǔn)。因此，加強(qiáng)民用機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)工作，特別是大力推行型號(hào)綜合標(biāo)準(zhǔn)化，其意義重大。