民用飛機(jī)型號合格審定計(jì)劃的制定方法

李 濤

(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210)

0 引言

用于保障民用飛機(jī)適航性的《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》要求，民用飛機(jī)的型號合格取證需要有相應(yīng)的合格審定取證計(jì)劃[1]。

用于指導(dǎo)和規(guī)范民用飛機(jī)型號合格審定活動的《航空器型號合格審定程序》建立了典型的型號合格審定過程模型，按民用飛機(jī)的生命周期將審定過程劃分為：概念設(shè)計(jì)、要求確定、符合性計(jì)劃制定、計(jì)劃實(shí)施和證后等共5個階段。其中，符合性計(jì)劃制定階段要求制定型號合格審定計(jì)劃，用于適航當(dāng)局和申請方管理民用飛機(jī)的型號合格證取證工作[2]。中國民航其他適航管理程序也提出了制定型號合格審定計(jì)劃的要求[3-5]。

美國聯(lián)邦航空局認(rèn)為審定計(jì)劃是民用飛機(jī)型號合格取證的關(guān)鍵工具，它提供了產(chǎn)品的詳細(xì)定義和成功完成取證的符合性要求[6-9]。

1 審定計(jì)劃的規(guī)劃原則

1.1 適航要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求分析

《航空器型號合格審定程序》第4.2.1.5節(jié)要求審定計(jì)劃(Certification Planning，簡稱CP)根據(jù)擬申請項(xiàng)目的復(fù)雜程度和需要，可拆分為項(xiàng)目級和系統(tǒng)級或?qū)I(yè)/專題級。申請方可就CP的編制規(guī)劃與適航當(dāng)局進(jìn)行討論。

SAE ARP 4754A第5.8.1節(jié)提出，根據(jù)合格審定項(xiàng)目的復(fù)雜性和范圍，這個項(xiàng)目可能只有一個審定計(jì)劃，也可能有一個飛機(jī)級頂層審定計(jì)劃和一系列針對飛機(jī)每個系統(tǒng)的相關(guān)計(jì)劃。項(xiàng)目的合格審定計(jì)劃由申請方來制定，并須得到適航當(dāng)局同意[10]。

《航空器型號合格審定程序》和SAE ARP 4754A對CP的規(guī)劃要求一致。

1.2 規(guī)劃原則

根據(jù)民用飛機(jī)的復(fù)雜性，一般采用一份項(xiàng)目級專項(xiàng)合格審定計(jì)劃(Project Specific Certification Plan，簡稱PSCP)和多份系統(tǒng)或?qū)I(yè)/專題級CP。按照民用飛機(jī)的所有物理對象進(jìn)行分解，確保符合性驗(yàn)證任務(wù)的完整性，并考慮與適航當(dāng)局的審查分工相協(xié)調(diào)，將全機(jī)的符合性驗(yàn)證活動劃分為各系統(tǒng)或?qū)I(yè)/專題級符合性驗(yàn)證計(jì)劃。

各系統(tǒng)或?qū)I(yè)/專題級審定計(jì)劃規(guī)劃原則，如圖1所示。

圖1 CP規(guī)劃原則

1) CP依據(jù)飛機(jī)型號的系統(tǒng)/專業(yè)劃分，以物理驗(yàn)證對象為核心展開，確保符合性驗(yàn)證任務(wù)的完整性；

2) 對于機(jī)載系統(tǒng)，CP中一般應(yīng)包含相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和軟硬件符合性驗(yàn)證任務(wù)；

3) 對于機(jī)體結(jié)構(gòu)，CP中一般應(yīng)包含靜強(qiáng)度的符合性驗(yàn)證任務(wù)；

4) 考慮飛機(jī)型號特定的設(shè)計(jì)特征和屬性制定專用的符合性驗(yàn)證專題CP；

5) 考慮與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)設(shè)置與分工相協(xié)調(diào)；

6) 考慮與適航當(dāng)局審查分工相協(xié)調(diào)。

2 審定計(jì)劃的內(nèi)容要求

2.1 適航要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求分析

《航空器型號合格審定程序》(AP-21-AA-2011-03-R4)和SAE ARP 4754A對CP的內(nèi)容要求不完全一致，對比分析見表1。

表1 CP內(nèi)容要求對比分析

2.2 內(nèi)容要求

CP編寫過程中，綜合考慮適航要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，各主要章節(jié)內(nèi)容要求建議如下：

1) 指導(dǎo)材料

分節(jié)說明與本CP有關(guān)的適航規(guī)章、咨詢通告、工業(yè)界指導(dǎo)材料、標(biāo)準(zhǔn)等，以及申請方的頂層設(shè)計(jì)文件、設(shè)計(jì)規(guī)范等。

2) 引用/關(guān)聯(lián)的審定計(jì)劃

本章節(jié)用來說明本CP與其他CP之間的關(guān)系，可以分為引用CP和關(guān)聯(lián)CP兩類。

引用CP，主要說明引用CP與本CP有輸入輸出關(guān)系的符合性驗(yàn)證活動。

關(guān)聯(lián)CP，主要說明本CP對關(guān)聯(lián)CP規(guī)劃的符合性驗(yàn)證任務(wù)。

3) 系統(tǒng)或?qū)I(yè)/專題描述

簡明清晰地介紹本CP所驗(yàn)證的對象(相關(guān)的系統(tǒng)或?qū)I(yè)/專題)，通過本描述可清楚地了解本CP驗(yàn)證的相關(guān)系統(tǒng)或?qū)I(yè)/專題的設(shè)計(jì)情況，是確定審定基礎(chǔ)、開展符合性驗(yàn)證任務(wù)的基礎(chǔ)。

系統(tǒng)描述：簡述本系統(tǒng)的功能、設(shè)計(jì)特點(diǎn)/新穎設(shè)計(jì)特征和架構(gòu)、示意圖、子系統(tǒng)和/或組件、系統(tǒng)接口、機(jī)載軟/硬件等；本功能如何在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)級的要求如何分解并向供應(yīng)商傳遞、與供應(yīng)商的設(shè)計(jì)工作界面等；對于含有機(jī)載軟硬件的系統(tǒng)，還應(yīng)說明機(jī)載軟硬件實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能以及開發(fā)特點(diǎn)，如是否使用模型、工具、面向?qū)ο?、?shù)據(jù)庫等。

專業(yè)/專題描述：本專業(yè)/專題設(shè)計(jì)描述、新穎設(shè)計(jì)特征、與本專業(yè)/專題有關(guān)的型號設(shè)計(jì)資料(如飛機(jī)的特征長度、重量重心、質(zhì)量分布、特征速度、主要設(shè)計(jì)指標(biāo)/要求等)、使用要求和試飛數(shù)據(jù)采集要求等。

4) 系統(tǒng)安全性要求

對飛機(jī)級和系統(tǒng)級功能危險性評估的結(jié)果進(jìn)行概述，包括系統(tǒng)功能失效條件以及相應(yīng)危險等級，列出較大(Major)以上的失效條件。

對系統(tǒng)級初步系統(tǒng)安全性分析的結(jié)果進(jìn)行概述，包括系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備和軟件的研制保證等級。對后續(xù)將進(jìn)行的系統(tǒng)級安全性分析的思路進(jìn)行描述。

5) 構(gòu)型管理

明確本CP驗(yàn)證對象相關(guān)的構(gòu)型項(xiàng)和納入構(gòu)型控制的文件(文件編號、版次和名稱)，包括選裝設(shè)備文件和選裝軟件文件。

6) 運(yùn)行要求

描述本系統(tǒng)或?qū)I(yè)/專題適用的相關(guān)運(yùn)行規(guī)章條款，以及相應(yīng)的符合性驗(yàn)證方法。

7) 審定基礎(chǔ)

包括適用的適航條款、專用條件、豁免條款、等效安全等。對于被專用條件、等效安全替代的適航條款，應(yīng)在該條款的備注欄予以注明。

8) 符合性驗(yàn)證思路

按照條款，逐條逐款的描述符合性驗(yàn)證思路，以此作為符合性方法和驗(yàn)證文件清單的來源，可以按照適當(dāng)?shù)姆绞綄l款分類，按照類別描述驗(yàn)證思路，其目的是建立適航條款與驗(yàn)證任務(wù)之間的聯(lián)系，使申請方與適航當(dāng)局均明確的知道完成某條款驗(yàn)證所需要進(jìn)行的工作。

說明本系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計(jì)需求(包括功能、性能、安全性、運(yùn)營需求等)，以及這些需求自頂向下逐層分解并進(jìn)行確認(rèn)(validation)的過程和方法，明確進(jìn)行需求分解和確認(rèn)的相關(guān)研制活動及產(chǎn)生的相關(guān)文件(包括已有的和即將產(chǎn)生的，并注明是否需要適航當(dāng)局批準(zhǔn)或認(rèn)可)。

說明本系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計(jì)需求自底向上逐層進(jìn)行驗(yàn)證(verification)的過程、相應(yīng)的實(shí)施者(是否為供應(yīng)商，是元件級、設(shè)備級還是系統(tǒng)級供應(yīng)商)、驗(yàn)證的方法、預(yù)期的驗(yàn)證目標(biāo)及產(chǎn)生的相關(guān)文件(包括已有的和即將產(chǎn)生的，并注明是否需要適航當(dāng)局批準(zhǔn)或認(rèn)可)。

明確本系統(tǒng)研發(fā)過程保證目標(biāo)，過程保證活動和證據(jù)。

9) 符合性方法

針對每項(xiàng)適航要求列出所選用的各種符合性方法(MC0～MC9)。

10) 供應(yīng)商驗(yàn)證工作

簡要描述供應(yīng)商概況、供應(yīng)商所承擔(dān)的符合性驗(yàn)證任務(wù)，與主制造商的工作接口關(guān)系，以及供應(yīng)商的持續(xù)適航責(zé)任。明確供應(yīng)商應(yīng)提交的符合性資料、供應(yīng)商對符合性驗(yàn)證活動(包括文件評審、制造符合性檢查、試驗(yàn)?zāi)繐舻?的支持。給出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(Technical Standard Order，以下簡稱TSO)/設(shè)計(jì)批準(zhǔn)認(rèn)可(Validation of Design Approval，以下簡稱VDA)取證項(xiàng)目清單，明確取證計(jì)劃、相關(guān)驗(yàn)證工作等。

11) 對持續(xù)適航的說明

對持續(xù)適航文件進(jìn)行說明，包括CMR、ALI、和主最低設(shè)備清單(Main Minimum Equipment List，以下簡稱MMEL)等需要交付的持續(xù)適航文件，需說明本系統(tǒng)/專業(yè)有哪些問題需在以上項(xiàng)目中體現(xiàn)或?qū)σ陨享?xiàng)目產(chǎn)生影響。

12) 符合性驗(yàn)證試驗(yàn)清單

根據(jù)符合性驗(yàn)證思路和符合性方法，提出符合性驗(yàn)證試驗(yàn)(含試飛)項(xiàng)目。對每項(xiàng)符合性驗(yàn)證試驗(yàn)，注明所驗(yàn)證的條款，以及與項(xiàng)目里程碑的邏輯關(guān)系，并列出相應(yīng)制造符合性檢查計(jì)劃。

13) 符合性文件清單

列出本CP各項(xiàng)符合性驗(yàn)證活動產(chǎn)生的所有符合性文件，并注明提交適航當(dāng)局的節(jié)點(diǎn)以及批準(zhǔn)方式。

14) 實(shí)施計(jì)劃

實(shí)施計(jì)劃主要包括具體的負(fù)責(zé)人、負(fù)責(zé)單位、實(shí)施時間和地點(diǎn)。

3 審定計(jì)劃的協(xié)調(diào)性檢查

CP的協(xié)調(diào)性檢查，用來確認(rèn)CP的規(guī)劃是否完整合理，CP之間的驗(yàn)證工作界面是否清晰，如圖2所示。

CP協(xié)調(diào)關(guān)系的檢查以CP中定義的符合性任務(wù)為主線，梳理明確該任務(wù)與相關(guān)CP中定義的任務(wù)之間的邏輯關(guān)系。檢查要素和要求建議如下：

1)輸入：當(dāng)本CP的符合性驗(yàn)證任務(wù)需要其他CP的符合性驗(yàn)證結(jié)論作為輸入時，檢查確認(rèn)相關(guān)輸入條件的符合性驗(yàn)證任務(wù)是否已在其他CP中規(guī)劃；

圖2 CP的協(xié)調(diào)性檢查

2)輸出：對于專題CP，應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃本專題的符合性驗(yàn)證思路和相應(yīng)的符合性驗(yàn)證方法，當(dāng)部分符合性驗(yàn)證任務(wù)需要在其他CP中規(guī)劃驗(yàn)證時，檢查相關(guān)CP規(guī)劃的符合性驗(yàn)證任務(wù)是否滿足本專題CP的要求。

4 結(jié)論

本文研究了民用飛機(jī)型號合格審定計(jì)劃的適航要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，提出了型號合格審定計(jì)劃的劃分原則、內(nèi)容要求和協(xié)調(diào)性檢查要求，可為民用飛機(jī)制定型號合格審定計(jì)劃提供參考。