淺析國際聯(lián)合研制民用航空發(fā)動機適航取證

付秋菊 單曉明 李鳴章 龔立鋒

摘 要：許多航空發(fā)動機通過國際聯(lián)合研制取得適航成功和商業(yè)成功。分析國際聯(lián)合研制的CFM56系列發(fā)動機、V2500系列發(fā)動機、SaM146發(fā)動機以及渦軸-16發(fā)動機的合作方式和適航取證管理，總結(jié)其適航取證經(jīng)驗，為我國將來國際聯(lián)合研制民用航空發(fā)動機的適航取證提出建議。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機;國際聯(lián)合研制;適航取證

中圖分類號：V235 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）09-0221-03

民用航空發(fā)動機研發(fā)制造過程中具有投資高、風(fēng)險大、研制周期長的特點。在激烈的市場競爭下，自主研發(fā)民用航空發(fā)動機并在國際市場中取得商業(yè)成功存在較大風(fēng)險。因而國際上對民用航空發(fā)動機的研發(fā)趨勢為鼓勵推行多方合作，綜合各國的優(yōu)勢形成合力，共同推進航空發(fā)動機的研發(fā)工作。這種合作形式既能夠充分調(diào)動合作各方各自的科研優(yōu)勢和工業(yè)優(yōu)勢，將研發(fā)過程的巨額經(jīng)費和高風(fēng)險進行分?jǐn)?，又能在合作中實現(xiàn)互認(rèn)，從而擴大產(chǎn)品市場，實現(xiàn)效益最大化。

雖然國際聯(lián)合研制民用航空發(fā)動機的優(yōu)勢突出，但實際合作過程中仍然存在較多困難和問題。解決好合作中的關(guān)鍵技術(shù)保護與共享之間的矛盾和適航取證管理問題是合作是否能夠取得成功，獲得收益的關(guān)鍵問題。

本文對航空業(yè)發(fā)展歷程中國際聯(lián)合研制的民用航空發(fā)動機的典型案例的合作方式、適航取證相關(guān)情況進行分析，總結(jié)國際聯(lián)合研制模式下的適航取證經(jīng)驗，提出國際合作研制適航取證建議，希望為我國后續(xù)開展國際聯(lián)合研制民用航空發(fā)動機的適航取證提供參考。

1國際聯(lián)合研制航空發(fā)動機適航取證管理分析

1.1 CFM56系列發(fā)動機

1974年9月，法國SNECMA公司和美國GE公司以50%∶50%的股份聯(lián)合成立了CFM國際公司（簡稱CFMI），以聯(lián)合研制10t級渦扇商業(yè)發(fā)動機—CFM56。SNECMA公司負(fù)責(zé)風(fēng)扇、低壓渦輪、附件傳動裝置以及排氣裝置的設(shè)計和生產(chǎn)，GE公司負(fù)責(zé)高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪的設(shè)計和生產(chǎn)[1]。

CFM56分別向美國聯(lián)邦航空局（FAA）和歐洲航空安全局（EASA）申請TC證。CFMI分別向FAA和EASA表明CFM產(chǎn)品對于確定的適航要求、環(huán)境要求的符合性[2]。FAA與EASA對CFM56系列產(chǎn)品的符合性審查可劃分為FAA與EASA簽訂適航雙邊協(xié)議前和后兩個階段。

在未簽訂適航雙邊協(xié)議之前，F(xiàn)AA和EASA根據(jù)1980年FAA與法國局方簽訂的規(guī)章管理計劃對CFM產(chǎn)品進行“共同”認(rèn)證：CFMI與EASA和FAA一起確定適合CFM56發(fā)動機新型號、設(shè)計更改的審查項目、符合性審查項目清單、遞交的總結(jié)報告;FAA和EASA審查團隊為發(fā)動機新型號召開重要的型號董事會，確定詳細(xì)的符合性審查清單、審查項目和符合性方法，并批準(zhǔn)符合性審查清單;CFMI根據(jù)GE和SNECMA各自硬件能力和試驗設(shè)備能力的符合性，確定符合性試驗項目的責(zé)任方;GE、SNECMA和CFMI共同批準(zhǔn)試驗計劃和報告后，分別由GE和SNECMA提交給FAA和EASA，隨后FAA和EASA開展聯(lián)合審查，共同批準(zhǔn)。

在2011年，F(xiàn)AA與EASA簽訂適航雙邊協(xié)議后，CFM56系列發(fā)動機的審查工作按照雙邊協(xié)議開展：在取FAA的TC證時，F(xiàn)AA根據(jù)“適航雙邊協(xié)議”到歐洲開展低壓部分的審查工作;在取EASA的TC證時，EASA根據(jù)“適航雙邊協(xié)議（BAA）”到美國開高壓部分的審查工作。根據(jù)相應(yīng)的CFM56發(fā)動機型號，SNECMA公司或GE公司負(fù)責(zé)發(fā)動機組裝、試驗和交付。

1.2 V2500系列發(fā)動機適航取證分析

1983年，美國普惠、英國羅·羅，德國MTU，日本航空發(fā)動機公司、意大利菲亞特航天以30∶30∶19.9∶12.1∶8的股份合資成立了國際航空發(fā)動機公司（簡稱IAE公司），聯(lián)合研制10t～15t級推力的先進渦輪風(fēng)扇發(fā)動機—V2500。公司創(chuàng)立初期，羅·羅和菲亞特航天撤資IAE公司，最終IAE公司以普惠65%，MTU12%和日本航空發(fā)動機公司23%合資組成。

V2500發(fā)動機從1983年9月開始研制，1985年12月，第一臺發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)，1988年4月取得FAA的TC證，同年7月安裝在A320上試飛，1989年5月正式投入使用。后續(xù)，V2500發(fā)動機衍生出V2500-A1、V2527-A5、V2530-A5、V2522-D5、V2528-D5系列發(fā)動機型號，其中A由A320系列飛機采用，D由麥道系列飛機采用[3]。1993年6月，V2527-A5取得EASA的TC證。

V2500系列發(fā)動機的持證人為IAE公司，它同時向FAA和EASA適航當(dāng)局申請TC證，表明適航條款的符合性。在確定審定基礎(chǔ)方面，IAE公司同時列出兩個局方的符合性審查項目清單以及各項條款的具體要求，雙方一旦認(rèn)可，則以該符合性審查項目清單作為審定基礎(chǔ)，對于符合性審查清單中的每個條款，IAE公司完成一份能完全覆蓋FAA和EASA發(fā)動機要求的報告。V2500系列發(fā)動機型號的審定基礎(chǔ)由FAA與EASA相應(yīng)的發(fā)動機適航規(guī)定共同組成。FAA的審定基礎(chǔ)為14 CFR part 34， amendment 5，EASA的審定基礎(chǔ)參見圖1。

1.3 SAM146發(fā)動機適航取證分析

2004年，俄羅斯雷賓斯克-土星科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合公司（Saturn NPO JSC）與法國SNECMA公司各出資50%注冊成立合資公司PowerJet公司，聯(lián)合研制推力范圍為6.16-7.7噸級的航空發(fā)動機—SaM146。在硬件配套設(shè)施方面，Saturn NPO JSC提供固定資產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施和工裝，SNEGMA提供技術(shù)裝備;在技術(shù)方面，SNECMA負(fù)責(zé)核心機、FADEC、附件傳動機匣、發(fā)動機總裝和飛行試驗，Saturn NPO JSC負(fù)責(zé)低壓部件、地面試驗以及發(fā)動機在SSJ100飛機上的安裝。

SaM146發(fā)動機從2002年2月開始研制，2006年4月完成首臺發(fā)動機裝配，Power jet.S.A公司作為SaM146發(fā)動機的TC證持有人，分別向EASA和IAC申請TC證，2010年6月獲得EASA頒發(fā)的TC證。同年8月獲得IAC的TC證。為了便于SaM146發(fā)動機取得EASA和IAC的TC證，法俄雙方簽訂了工作安排（WA）。根據(jù)WA，Power Jet SA的所有工作對EASA公開，以保證EASA能全面監(jiān)督控制其工作，與此同時，IAC需要對EASA的工作給予必要的支持，確保EASA能夠了解在俄羅斯使用的試驗設(shè)施以及形成的所有文件。在型號合格審定方面，IAC直接認(rèn)可EASA頒發(fā)的TC證，在型號合格審定過程中，雙方的職責(zé)如下：

（1）認(rèn)可工作人員方面，IAC指定與EASA接洽的項目負(fù)責(zé)人，并對項目負(fù)責(zé)人委任授權(quán)，此外，IAC也將開展認(rèn)可工作的專家名單提交給EASA。

（2）審定基礎(chǔ)的確定方面，EASA將其確定的審定基礎(chǔ)告知Power Jet SA，Power Jet SA將該審定基礎(chǔ)告知IAC，IAC告知EASA和Power Jet SA它確定的審定基礎(chǔ)，以及EASA合格審定基礎(chǔ)中未覆蓋的內(nèi)容。SaM146-1S17和SaM146-1S18的審定基礎(chǔ)為CS-E，Admendent1、2003年頒布的IAC AR 33.90&AR 33.88和FAR第24號修正案的33.90（a）、33.88以及CS-34.2。Power Jet SA根據(jù)雙方當(dāng)局確定的審定基礎(chǔ)提交相應(yīng)的型號合格審定計劃和試驗計劃。

（3）符合性結(jié)論認(rèn)可方面，Power Jet SA將EASA得出的符合性結(jié)論提交給IAC，IAC對相同審定基礎(chǔ)的符合性結(jié)論進行檢查，并將符合性驗證方法有差異的方面告知Power Jet SA和EASA，并組織專家召開進行專題會議。對于符合性驗證方法無差異的審定基礎(chǔ)的符合性，IAC認(rèn)可EASA給出的符合性結(jié)論。

1.4 渦軸-16發(fā)動機適航取證分析

2008年，為研制直-15和EC175直升機的新型動力，中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機有限公司與法國賽峰集團的透博梅卡公司正式簽署合作協(xié)議。雙方以50%∶50%合作研制具有第四代典型特征的先進民用渦軸發(fā)動機，中方命名該發(fā)動機為渦軸-16發(fā)動機，法方命名為Ardiden 3C，該發(fā)動機在中方屬于新研發(fā)動機，在法方為Ardiden的衍生型發(fā)動機。法方負(fù)責(zé)發(fā)動機燃燒室、燃?xì)鉁u輪、動力渦輪等熱端部件和發(fā)動機總體、FADEC控制裝置及部分成附件研制;中方負(fù)責(zé)壓氣機、附件傳動系統(tǒng)等冷端部件和動力軸、油濾組件等研制。

透博梅卡公司和東安公司分別向EASA和中CAAC申請TC證。渦軸-16以《航空發(fā)動機適航規(guī)定》（CCAR-33）的R2版為審定基礎(chǔ)，Ardiden 3C以CS-E， Amendment 3為審定基礎(chǔ)。在型號合格審定過程中，CAAC根據(jù)AP-21-AA-2011-03-R4按照全新研制發(fā)動機型號合格審定程序和符合性驗證要求對渦軸-16全面開展符合性審查，對于中方負(fù)責(zé)的份額，CAAC到設(shè)計單位（中國航發(fā)動研所）進行設(shè)計和試驗方面的審查，到制造單位（東安）進行制造符合性檢查，法方提交中方份額審查過程中需要必要資料，對于法方份額，CAAC到法方進行現(xiàn)場審查。EASA對Ardiden 3C按照EASA的型號合格審定程序?qū)rdiden 3C作為衍生型發(fā)動機需要開展的符合性驗證工作進行符合性審查，在審查過程中，對于中方的份額，中方提交相關(guān)資料給透博梅卡，由透博梅卡統(tǒng)一遞交EASA。2018年4月5日，Ardiden 3C發(fā)動機取得EASA的TC證，2019年10月8日，渦軸-16發(fā)動機取得CAAC的TC證。

2 國際聯(lián)合研制民用航空發(fā)動機適航取證經(jīng)驗總結(jié)

通過總結(jié)國際聯(lián)合研制的CFM56系列、V2500系列、SaM146系列以及渦軸-16民用航空發(fā)動機的合作方式和適航取證管理，梳理國際聯(lián)合研制民用航空發(fā)動機的主要適航取證經(jīng)驗如下。

（1）TC證申請人方面，除渦軸-16發(fā)動機外，其他型號發(fā)動機型號系列均由合作方合資注冊成立合資公司作為TC證申請人，統(tǒng)一對發(fā)動機適航取證工作進行安排和管理。

（2）在確定審查基礎(chǔ)方面，申請人可根據(jù)不同的局方確定相同的審定基礎(chǔ)，共同的審定基礎(chǔ)是開展共同審查、共同批準(zhǔn)的基礎(chǔ)，申請人可以完成一份滿足多個局方要求的符合性報告。例如，CFM56系列發(fā)動機和V2500系列發(fā)動機;也可以根據(jù)不同的局方確定不同的審查基礎(chǔ)，例如SaM146以及渦軸-16發(fā)動機。

（3）在符合性審查方面，其一，針對相同的審定基礎(chǔ)項目，多個局方根據(jù)項目協(xié)議共同審查、共同批準(zhǔn)。這種審查方式不僅可避免出現(xiàn)某一審查已獲得某一局方批準(zhǔn)而另一局方對此質(zhì)疑需要重新開展分析或試驗驗證的情況;還可以面對一個局方的審查工作量，完成多個局方的審查，這極大節(jié)約了時間成本、人力成本和試驗等技術(shù)成本，極大地提高了取證的效率。其二，對于審定基礎(chǔ)不同的項目，依據(jù)項目協(xié)議對某一方具有相同審定基礎(chǔ)且符合性驗證方法相同的要求的符合性審查結(jié)論予以接受，不再開展額外試驗或?qū)彶?，這種直接認(rèn)可的方式也能極大節(jié)約試驗資料和時間成本。其三，對于審定基礎(chǔ)不同的項目，也可依據(jù)各自的審定程序各自開展符合性審查，這種審查方式相對于其它兩種來說，沒那么節(jié)儉，但可各自協(xié)議局方，靈活性高。

3 國際聯(lián)合研制航空發(fā)動機適航取證建議

根據(jù)以上國際聯(lián)合研制民用航空發(fā)動機的經(jīng)驗，對于我國后續(xù)將開展國際聯(lián)合研制民用航空發(fā)動機的適航取證給出以下建議。

（1）在合作討論初期，合作成員應(yīng)確定適航取證策略，明確合作模式。適航取證策略對采取的合作模式和決策的技術(shù)方案有重要影響，因此，在合作之初應(yīng)明確發(fā)動機由誰作為TC證持有人，采用何種方式獲取哪些適航當(dāng)局的TC證，例如，聯(lián)合申請所有合作方適航當(dāng)局的TC證，分別申請各自局方的TC證、或聯(lián)合申請其他當(dāng)局的TC證等。根據(jù)確定的適航取證策略，合作成員進行取證難點評估，確定最合適、最有效的共贏合作模式。

（2）確定審查基礎(chǔ)方面，合作成員可根據(jù)確定的適航取證策略，選擇如何確定審查基礎(chǔ)。對于取某個局方的TC證的型號，審定基礎(chǔ)可直接參考當(dāng)時局方有效的發(fā)動機適航規(guī)章，并結(jié)合專用條件。對于取多個局方TC證的發(fā)動機型號，可分為兩種方案：其一，分析對比各局方的發(fā)動機適航規(guī)章差異，綜合選擇適用的最嚴(yán)苛的條款要求作為審定基礎(chǔ)，這樣的符合性驗證結(jié)果能完全覆蓋各局方的要求;其二，按照各自局方適用的發(fā)動機適航規(guī)章要求，確定各自局方的審定基礎(chǔ)，這樣在向另一個局方表明符合性時，可能會因為條款差異，需要補充額外的符合性驗證工作。

（3）根據(jù)確定的適航取證策略和明確的合作模式，在合作協(xié)議中明確各局方的審查方式，主要有以下四種。

1）合作成員的局方可簽訂雙邊協(xié)議或工作安排，也可以針對特定型號簽訂具體的協(xié)議和計劃，在適航審查過程中高度建立互信互認(rèn)關(guān)系，最大程度上降低審定過程的復(fù)雜和重復(fù)性工作。例如，歐美適航當(dāng)局通過簽署雙邊航空安全協(xié)議，提供技術(shù)援助的形式來共享適航審定資源，減少申請人的重復(fù)性工作。

2）局方之間建立合作關(guān)系，在不違背相關(guān)審定原則的基礎(chǔ)上，同意并認(rèn)同對方國家的審定結(jié)果，只進行相關(guān)檢查，而不再次試驗;局方依據(jù)各自的審定流程，在審定中赴對方國家進行相關(guān)技術(shù)資料或試驗審查，例如，SaM146發(fā)動機在取得EASA的TC證后取IAC的TC證時，不需要進行額外試驗，但會重新檢查之前的試驗結(jié)果，以確定能夠滿足俄羅斯民用航空安全機構(gòu)在具體領(lǐng)域更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

3）在合作中簽訂特定協(xié)議，局方依據(jù)各自的審定流程，在審定合作方份額時，局方赴對方國家進行相關(guān)技術(shù)資料或試驗審查。這種方式遵從各自的審查流程及要求，但考慮到重復(fù)性及降低成本，可以選擇到另一國家開展相應(yīng)審查工作。

4）合作方自行協(xié)調(diào)技術(shù)信息和取證資料，向各自的局方表明符合性，以滿足各自局方的適航取證要求。由于非自身負(fù)責(zé)份額的技術(shù)信息不掌握，在表明符合性的過程中或存在較大困難，若采用此種方式，建議在合作協(xié)議中明確為支持某取TC證，其它合作方應(yīng)提供的取證資料和技術(shù)支持方面的內(nèi)容。

參考文獻

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