基礎(chǔ)教練機(jī)適航技術(shù)應(yīng)用研究

許廣明，李國(guó)豐，項(xiàng)勇，賢梅玲，潘朝英

（中航工業(yè)洪都，江西南昌330024）

基礎(chǔ)教練機(jī)適航技術(shù)應(yīng)用研究

許廣明，李國(guó)豐，項(xiàng)勇，賢梅玲，潘朝英

（中航工業(yè)洪都，江西南昌330024）

介紹了國(guó)外軍機(jī)適航現(xiàn)狀,通過(guò)基礎(chǔ)教練機(jī)和CCAR-23特技類(lèi)飛機(jī)的對(duì)比分析，對(duì)基礎(chǔ)教練機(jī)的適航發(fā)展途徑進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。并對(duì)基礎(chǔ)教練機(jī)的適航流程以及方法提出了一些思路和建議。

基礎(chǔ)教練機(jī)；特技類(lèi)飛機(jī)；適航

0 引言

基礎(chǔ)教練機(jī)具備初級(jí)和部分中級(jí)訓(xùn)練能力，配裝簡(jiǎn)單航電、武器系統(tǒng)，可承擔(dān)起落、特技、儀表、編隊(duì)、航行等基本駕駛技術(shù)和簡(jiǎn)單武器攻擊訓(xùn)練任務(wù)，具備失速、螺旋訓(xùn)練能力，達(dá)到“下接篩選教練機(jī)、上接高級(jí)教練機(jī)”的體系配套要求。

開(kāi)展基礎(chǔ)教練機(jī)的軍機(jī)適航審查，目的就是驗(yàn)證基礎(chǔ)教練機(jī)在預(yù)期環(huán)境和使用條件下具備并保持安全飛行能力，完成預(yù)定的任務(wù)，獲取一種可接受的安全水平。基礎(chǔ)教練機(jī)適航審查活動(dòng)包括：適航性設(shè)計(jì)、制造、符合性驗(yàn)證和審查等一系列技術(shù)和管理活動(dòng)。本文著重對(duì)基礎(chǔ)教練機(jī)適航的審查基礎(chǔ)、審查流程進(jìn)行了研究。

1 國(guó)外軍機(jī)適航現(xiàn)狀分析

歐美各國(guó)為了提高飛機(jī)的安全性水平，充分借鑒民機(jī)適航經(jīng)驗(yàn)，陸續(xù)頒布了軍用航空器適航要求，將軍用航空器性能和適航性放在同樣重要的地位，并在許多機(jī)型上開(kāi)展了軍機(jī)適航性工作，內(nèi)容涉及到有人駕駛/無(wú)人駕駛、固定翼/旋翼等各類(lèi)軍用航空器。取得了很好的效果，提高了型號(hào)的使用安全水平。

美陸軍最早于1978年就發(fā)布了AR70-62《飛機(jī)系統(tǒng)適航性審查》，對(duì)其擁有或運(yùn)營(yíng)的軍用航空器適航性責(zé)任作出明確規(guī)定。美空軍于2000年頒布了政策指令A(yù)FPD62－6《美空軍適航性審查》，確?？哲姾娇掌鞯倪m航性要求。美國(guó)防部于2002年10月頒布了MIL-HDBK-516“軍機(jī)適航性審查準(zhǔn)則”原版，并在C－17運(yùn)輸機(jī)研制中開(kāi)展了部分適航性工作。2014年12月12日，美國(guó)防部頒布了最新版的MIL-HDBK-516C《軍機(jī)適航性審查準(zhǔn)則》[1]，該手冊(cè)建立了一套軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則，適用于涉及空軍、海軍、陸軍等所有有人駕駛和無(wú)人駕駛固定翼和旋翼航空器系統(tǒng)的適航性判定。英國(guó)、加拿大、歐盟和北約等國(guó)家或組織也先后頒布了類(lèi)似的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

美國(guó)對(duì)F-15和F-16等飛機(jī)改型，第四代戰(zhàn)斗機(jī)F-22、F-35，RQ-4A“全球鷹”無(wú)人機(jī)等型號(hào)開(kāi)展了軍機(jī)適航性審查。歐洲聯(lián)合研制的A400M軍用戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)、歐洲的“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)也開(kāi)展了軍用航空器適航性工作。荷蘭CH-47D改型軍用直升機(jī)按照1998年荷蘭皇家空軍頒布的“軍用航空器適航性審查規(guī)則”以及1995年英國(guó)防部頒布的DEFSTAN00-970VOLZ“軍用航空器設(shè)計(jì)與適航性要求(第二卷旋翼類(lèi)航空器)”,通過(guò)了荷蘭軍用航空器適航性審查。烏克蘭安東諾夫設(shè)計(jì)局安-70新型軍用戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)也開(kāi)展了軍用航空器適航性工作,1997年4月24日第二架飛機(jī)進(jìn)行首飛和驗(yàn)證工作,以證明其總體性能和基礎(chǔ)適航性是可接受的。[2]

2 基礎(chǔ)教練機(jī)適航發(fā)展途徑選擇

2.1 基礎(chǔ)教練機(jī)與23部特技類(lèi)飛機(jī)對(duì)比分析

表1 基礎(chǔ)教練機(jī)與23部特技類(lèi)飛機(jī)對(duì)比分析

2.2 國(guó)內(nèi)軍機(jī)適航發(fā)展途徑分析

國(guó)內(nèi)軍機(jī)適航發(fā)展相對(duì)較晚，經(jīng)過(guò)十多年的研究和應(yīng)用，軍機(jī)適航發(fā)展路徑逐漸清晰，通過(guò)多種型號(hào)實(shí)踐探索，國(guó)內(nèi)外適航技術(shù)發(fā)展途徑主要有以下兩個(gè)方面：

1）綜合采用民機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)軍機(jī)適航審查準(zhǔn)則（MIL-HDBK-516）

由于采用此方法的軍用飛機(jī)（例如基礎(chǔ)教練機(jī)、直升機(jī)、運(yùn)輸用途飛機(jī)）主要設(shè)計(jì)特征與民用飛機(jī)基本相似，因此，在軍機(jī)適航驗(yàn)證工作中充分借鑒國(guó)內(nèi)民用飛機(jī)適航近30年發(fā)展成果，可提高國(guó)內(nèi)此類(lèi)飛機(jī)的安全水平。

此類(lèi)飛機(jī)分為新研和民用派生型兩種類(lèi)型。新研飛機(jī)由軍方及承制方根據(jù)部分型號(hào)的特點(diǎn)，利用成熟的民機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)，依據(jù)軍機(jī)特點(diǎn)，補(bǔ)充MIL-HDBK-516部分內(nèi)容，作為軍機(jī)適航審查基礎(chǔ)。而對(duì)于民用派生型飛機(jī)，軍方認(rèn)可適航當(dāng)局審定的結(jié)果，針對(duì)軍用改進(jìn)項(xiàng)目制定審查基礎(chǔ)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和新研飛機(jī)相同，由軍方負(fù)責(zé)審查。

2）單獨(dú)采用軍機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)

有一些戰(zhàn)斗機(jī)和無(wú)人機(jī)由于自身重量或其它因素，民機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)不完全適合，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在軍機(jī)適航領(lǐng)域發(fā)展比國(guó)內(nèi)早，而且標(biāo)準(zhǔn)已同民機(jī)適航一樣日趨統(tǒng)一，國(guó)內(nèi)可以利用歐美積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，發(fā)展制定此類(lèi)飛機(jī)的適航標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展此類(lèi)飛機(jī)的適航軍方正在探索采用美國(guó)軍機(jī)適航審查準(zhǔn)則來(lái)推進(jìn)此類(lèi)飛機(jī)的適航審查工作。

2.3 基礎(chǔ)教練機(jī)適航發(fā)展途徑選擇

通過(guò)基礎(chǔ)教練機(jī)與23部特技類(lèi)飛機(jī)的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，除了座椅系統(tǒng)以及武器和外掛系統(tǒng)存在不同以外，兩者基本要求相同。因此，結(jié)合基礎(chǔ)教練機(jī)的設(shè)計(jì)特征以及國(guó)內(nèi)通用飛機(jī)積累的豐富的適航經(jīng)驗(yàn)、軍機(jī)適航工作的實(shí)踐，選擇基礎(chǔ)教練機(jī)適航，采取CCAR-23結(jié)合部分MIL-HDBK-516開(kāi)展軍機(jī)適航性工作，將顯著提高這類(lèi)飛機(jī)的安全性水平。

3 基礎(chǔ)教練機(jī)適航技術(shù)的應(yīng)用

3.1 適航審定過(guò)程（圖1）

3.2 適航審查基礎(chǔ)的制定

型號(hào)適航審查基礎(chǔ)(Type Certification Basis)是經(jīng)軍方確定的、對(duì)某一型號(hào)進(jìn)行型號(hào)適航審查所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，承制方必須依據(jù)審查準(zhǔn)則，按照一定的裁減規(guī)則對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裁減，形成型號(hào)適用的適航審查準(zhǔn)則，報(bào)軍方批準(zhǔn)后逐步開(kāi)展適航性設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工作，確保型號(hào)設(shè)計(jì)的安全性水平處于可接受的范圍內(nèi)。

圖1 適航審定過(guò)程

基礎(chǔ)教練機(jī)的適航審查基礎(chǔ)分為A、B兩部分。A為民用飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)適用部分，B為軍用特殊系統(tǒng)采用軍用標(biāo)準(zhǔn)或引用國(guó)外軍機(jī)適航相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，兩者結(jié)合一起構(gòu)成基礎(chǔ)教練機(jī)適航審查基礎(chǔ)，為后續(xù)適航審查提供法律依據(jù)。

3.3 適航性設(shè)計(jì)要求的制定

飛機(jī)級(jí)適航性要求是從飛機(jī)級(jí)角度提出的以安全為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證要求，確定的是飛機(jī)級(jí)的適航性基線，形成的是型號(hào)的適航性審查基礎(chǔ)；另外，適航性要求還需分解落實(shí)到相關(guān)的系統(tǒng)/子系統(tǒng)研制要求中，從而確立飛機(jī)各系統(tǒng)/子系統(tǒng)的適航性基線，形成各系統(tǒng)/子系統(tǒng)的適航審查基礎(chǔ)。因此，各系統(tǒng)必須將適用的適航條款進(jìn)行細(xì)化，形成設(shè)計(jì)人員通俗易懂、易于執(zhí)行的專業(yè)語(yǔ)言。將設(shè)計(jì)要求納入系統(tǒng)研制規(guī)范，便于后續(xù)審查。

3.4 適航性驗(yàn)證方法的確定

各系統(tǒng)依據(jù)各條款細(xì)化的適航性設(shè)計(jì)要求，確定各條款的驗(yàn)證方法，參照民機(jī)適航推薦的方法有：說(shuō)明性文件、分析/計(jì)算、安全性評(píng)估、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)、模擬器試驗(yàn)、機(jī)上地面檢查和設(shè)備合格鑒定共計(jì)9種符合性驗(yàn)證方法。

3.5 適航符合性驗(yàn)證計(jì)劃的編制

圖2 適航審定基礎(chǔ)的制定

各專業(yè)根據(jù)確定的適用條款，設(shè)計(jì)要求、驗(yàn)證方法，編制適航驗(yàn)證計(jì)劃。內(nèi)容包括：范圍、引用文件、術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)、專業(yè)/系統(tǒng)概述、供應(yīng)商適航管理、系統(tǒng)安全性分析、交叉引用的其他符合性驗(yàn)證計(jì)劃、專業(yè)/系統(tǒng)適用的適航條款、符合性驗(yàn)證方法、符合性驗(yàn)證思路、使用階段的適航工作、驗(yàn)證試驗(yàn)項(xiàng)目、制造符合性檢查項(xiàng)目、符合性檢查單和計(jì)劃節(jié)點(diǎn)。

3.6 符合性驗(yàn)證

適航符合性驗(yàn)證就是依據(jù)確定的驗(yàn)證方法和計(jì)劃，逐步開(kāi)展分析/計(jì)算、安全性評(píng)估、試驗(yàn)等符合性工作，編制各種驗(yàn)證文件，提交審查，并通過(guò)軍方組織的適航審查工作，評(píng)估承制廠系統(tǒng)設(shè)計(jì)的符合性。并對(duì)任何不符合項(xiàng)必須進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，并且所有確定的風(fēng)險(xiǎn)必須被軍方所接受。

3.7 階段性評(píng)估

每個(gè)階段各系統(tǒng)必須進(jìn)行適航性總結(jié)和評(píng)估，給出總結(jié)和評(píng)估報(bào)告，作為型號(hào)轉(zhuǎn)階段的依據(jù)。

3.8 機(jī)載設(shè)備適航性工作

機(jī)載設(shè)備適航支持計(jì)劃，是機(jī)載設(shè)備承研單位編寫(xiě)的在型號(hào)研制階段針對(duì)相關(guān)機(jī)載設(shè)備的綜合性適航性工作計(jì)劃。該支持計(jì)劃是機(jī)載設(shè)備研制單位與總師單位和軍方安排適航審查與監(jiān)督工作的基礎(chǔ)性文件，也是對(duì)機(jī)載設(shè)備適航性工作控制與監(jiān)督的依據(jù)。機(jī)載設(shè)備適航支持計(jì)劃編寫(xiě)依據(jù)應(yīng)包含如下文件：機(jī)載設(shè)備技術(shù)協(xié)議書(shū)、機(jī)載設(shè)備研制計(jì)劃、機(jī)載設(shè)備技術(shù)規(guī)范、與承研單位有關(guān)的驗(yàn)證任務(wù)及支持性工作和有關(guān)的零部件和設(shè)備清單。

3.9 安全性分析工作

系統(tǒng)安全性與適航性各具特點(diǎn)，二者在提升航空產(chǎn)品安全水平方面相輔相成、不可或缺。因此承制廠必須依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展定性和定量的安全性分析工作，并且通過(guò)不斷地過(guò)程改進(jìn)和完善，持續(xù)提升系統(tǒng)的安全水平。主要包括：功能危害評(píng)定（FHA）、初步系統(tǒng)安全評(píng)定（PSSA）、系統(tǒng)安全評(píng)定（SSA）、故障分支分析（FTA）、附屬圖表（DD）、馬可夫分析（MA）、故障方式和影響分析（FMEA）、故障方式和影響總結(jié)（FMES）、區(qū)域安全分析（ZSA）、特殊風(fēng)險(xiǎn)分析（PRA）和一般方式分析（CMA）。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)小型軍用教練機(jī)與CCAR-23特技類(lèi)飛機(jī)設(shè)計(jì)特征進(jìn)行的對(duì)比分析，在充分借鑒民用飛機(jī)適航實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)基礎(chǔ)上，提出了基礎(chǔ)教練機(jī)適航技術(shù)應(yīng)用流程，可為國(guó)內(nèi)小型軍用教練機(jī)適航性工作提供參考。

［1］李凡,梁麗濤,王喜力，等譯.MIL-HDBK-516C:軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則[S].2016.

［2］李巖，王春生.淺析軍用航空器適航性［J］.國(guó)際航空，2009，54(12):58－60．

［3］CCAR-23-R3：正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)和通勤類(lèi)適航規(guī)定[S]，2004.

>>>作者簡(jiǎn)介

許廣明，男，1978年出生，2001年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)檫m航與安全性技術(shù)。

Research on Application of Basic Trainer Airworthiness Technology

Xu Guangming,Li guofeng,Xiang Yong,Xian Meiling,Pan Zhaoying

(AVIC-HONGDU,Nanchang,Jiangxi,330024)

The paper introduces the current airworthiness condition of foreign military aircraft,describes the airworthiness development approaches of basic trainers in detail through the comparison and analysis between basic trainers and CCAR-23 acrobatic aircraft,and presents some ideas and proposals for airworthiness flow and method of basic trainers.

Basic trainer;Aerobatic aircraft;Airworthiness

2016-11-19）