民機功能和可靠性試飛標準體系建設研究

李飛敏 宋海靖 魏新科

（中航工業試飛中心，陜西 西安 710089）

民用飛機飛行試驗是驗證民用飛機性能與適航性要求的重要措施，也是民用飛機最為重要的適航符合性驗證方法。功能和可靠性試飛作為民用飛機適航審定的組成部分，是其獲取型號合格證的必要條件。

1 國外情況綜述

歐美航空工業發達國家已具有一百余年的民用飛機發展史，發布了AC25–7A《運輸類飛機合格審定飛行試驗指南》、《運輸類飛機工程試飛指南》（ORDER8110.8）等條例，同時引用了大量工業標準來實現飛行試驗的規范化。近60年的適航管理歷程，在民用飛機飛行試驗及其適航符合性驗證、管理領域形成了完備的工作體系。通過麥道系列、波音系列、空客系列飛機的合格審定工作，為相關文件、規范不斷完善，技術的成熟積累了豐富的經驗。在功能和可靠性試飛技術方面，完成了波音757–200型飛機的150 h的功能和可靠性專項試飛項目、空客A380的300 h專項功能可靠性試飛項目。

同時，隨著社會發展和航空器技術要求的提高，導航和空域管制要求、飛機安全性要求、經濟可承受性要求、公眾利益要求等因素促成軍用航空器適航技術的形成和發展。歐美等國家陸續頒布了各自軍用航空器適航要求：《軍用航空器適航審查準則》（MIL–HDBK–516）、《飛機的設計和適航性要求》（DEF STAN 00–970）、北大西洋公約組織《無人機適航標準》（STANAG 4671），將軍用航空器性能和適航性放在同樣重要的地位。

2 國內情況綜述

我國還沒有形成自己的民機試飛適航規范體系，也沒有足夠的工業標準作為支撐。國外相關技術資料又對我國進行嚴密封鎖。國內現有的飛行試驗相關工作與成果主要集中在軍用飛機領域，民用飛機方面還沒有一架國產飛機型號完整的走完運輸類飛機型號合格審定全過程。功能和可靠性試飛作為一個周期長、投入高的試飛項目，在國內更是沒有可供借鑒的經驗。

ARJ21–700飛機功能和可靠性試飛是中國飛行試驗研究院承擔的第一項民機功能和可靠性試飛課題，也是我國航空試飛領域首次嚴格、全面按適航條款要求進行功能和可靠性試飛的項目。因此，對功能可靠性試飛的組織工作管理、信息管理、數據庫管理、機場管理、數據分析與處理方法、機場和航線規劃、結果合格判據等方面的經驗和成果進行標準固化將具有非常重要的意義，將為后續民機的功能和可靠性試飛提供了管理和技術支持，同時為軍機適航審定提供了經驗和技術借鑒。

3 民機型號合格審定流程

民機型號合格審定流程見圖1?？梢钥闯?，飛行試驗驗證是取得型號合格證最重要的工作，依據§21.35飛行試驗和§21.212特許飛行證分類相關規定，功能可靠性試飛是局方試驗，其目的是在飛機定型投入量產前，盡可能地在類似于將來交付運行的各種航線運行條件下對其各零部件和設備的功能和可靠性進行檢驗，以確保其設計的可靠性和適用性，是頒發型號合格證前所必須的飛行試驗。

4 民機功能和可靠性試飛標準體系的架構和定位

4.1 體系構成

圖1 民機型號合格審定流程

由于ARJ21–700飛機功能和可靠性試飛是我國航空試飛領域首次嚴格、全面按適航條款要求進行的項目，其試飛目的之一是驗證飛機及其系統與CCAR21–R3第二章第21.35條中（二）（2）和（六）（2）的符合性，相應的適航條款是“對于按適航規章進行合格審定的航空器，是否能合理地確保航空器及其零部件和設備是可靠的且功能是正常的。”“對于所有其他航空器，至少飛行150 h?！睆倪m航條款來看，僅能知道合格審定階段要進行至少飛行150 h的功能和可靠性試飛，具體操作實施并沒有相關的標準支撐。因此，規范的民機功能和可靠性試飛標準體系建立將勢在必行。

本文中民機功能和可靠性試飛標準體系包括功能和可靠性試飛準備階段和實施階段關鍵技術的突破問題、管理規劃、關鍵技術工程應用等方面，是民機功能和可靠性試飛實施的指導性標準簇，將為后續民機的功能和可靠性試飛和技術發展提供支撐。

4.2 體系定位

4.2.1 規范民機功能和可靠性試飛流程，保證試飛效率和質量

目前，ARJ21–700飛機的功能和可靠性試飛由于缺乏標準，不能按照規范的流程來進行試飛過程設計和飛行試驗，試飛過程設計和飛行試驗沒有可靠、明確的標準作為依據，將使得后續型號的功能和可靠性試飛再次處于摸索之中，影響整個民機試飛的周期。以ARJ21–700飛機功能和可靠性試飛為契機，通過建立民機功能和可靠性試飛標準體系，形成覆蓋試飛組織工作管理、信息管理、數據庫管理、機場管理、數據分析與處理方法、機場和航線規劃、結果合格判據等方面的標準簇，將使后續民機功能和可靠性試飛遵循成熟的試飛標準，規范民機功能和可靠性試飛流程，確保民機功能和可靠性的試飛效率和質量。

4.2.2 支撐民機功能和可靠性試飛的技術創新

ARJ21–700飛機功能和可靠性試飛中真正的核心技術和關鍵技術，必須依靠自主創新。ARJ21–700飛機功能和可靠性試飛項目組形成了有效的管理機制，并在特色文化氛圍中，項目組迎難而上，通過與國內外專家研討，到國內航空院校以及航空公司調研，組織相關專題討論，相似案例分析等方式，逐步攻克了試飛內容的確定、機場和航線規劃、專項試飛與結合試飛數據融合技術等多個技術難關。以標準形式對其核心技術和關鍵技術進行固化，不僅是新技術成果的最佳表現形式，更是創新結果傳播的重要載體。通過建立民機功能和可靠性試飛標準體系，將加速創新成果轉移和擴散，充分發揮標準在民機試飛領域的技術引領作用，促進民機功能和可靠性試飛技術的發展。

5 民機功能和可靠性試飛標準體系

5.1 民機功能和可靠性試飛標準體系框架

從民機功能和可靠性試飛工作管理、技術方法、技術文件編寫等方面搭建標準體系，具體如圖2所示。

5.2 主要內容

結合ARJ21–700飛機功能和可靠性試飛大綱編寫情況和后續試飛的開展以及試飛管理模式、工作模式、關鍵技術等探索和創新成果，總結ARJ21–700飛機功能和可靠性試飛的經驗。民機功能和可靠性試飛主要涉及關鍵技術的突破、管理模式的改進以及技術文件的編寫模式，即技術要求、試飛實施保障要求、文件編寫要求等3個專題。

圖2 民機功能和可靠性試飛標準體系框架

技術要求專題主要是從關鍵技術的解決方面進行梳理，將從數據分析與處理方法以及試飛方法兩個方面進行標準固化。其中，數據處理與分析方法部分主要包括結合試飛的數據分析和處理、專項試飛的數據分析與處理以及結合和專項試飛的數據融合等內容；試飛方法部分主要從機場和航線規劃、結果合格判據、故障分類和分級、系統功能檢查內容和方法等方面進行標準建立。

試飛實施保障要求方面主要包括功能和可靠性試飛過程中的組織管理、信息管理、數據庫管理等內容。

文件編寫要求主要是規范民機功能和可靠性試飛過程中產生的文件編寫，主要包括試飛大綱、試飛報告、測試設備拆除報告、未拆設備證明文件、故障失效和缺陷報告等文件的編寫要求。

6 措施和建議

6.1 建立民機功能和可靠性試飛標準體系建設專項研究

民機功能和可靠性試飛標準體系建設是一項長期的、基礎性工作，依托某幾個重大項目或型號，不能滿足標準體系建設的需要。建議作為專項工作，通過分析民機功能和可靠性試飛的關鍵技術和存在的試飛實施保障問題，充分整合適航部門、院校、工業部門等相關單位的人力資源和技術，制定工作計劃和任務分工，建立協調工作機制，保證標準體系的全面、協調。

6.2 加大國際合作，加強國際標準工程性轉化

在功能和可靠性試飛技術方面，歐美航空工業發達國家完成了波音757–200型飛機的150h的功能和可靠性專項試飛項目、空客A380的300 h專項功能可靠性試飛項目。經驗和相關標準的儲備比較豐富。應加強國際合作，通過對國際相關標準的學習以及關鍵技術的掌握。同時，在學習國際標準時，要充分結合國內實際情況，加強研究國際相關標準的工程性轉化技術，這樣將極大地提高我國民機功能和可靠性試飛進度以及標準體系建設的程度和力度。6.3 形成重大專項成果的轉化機制

由于ARJ21–700飛機功能和可靠性試飛是我國航空試飛領域首次嚴格按適航條款要求進行功能和可靠性試飛的項目，在試飛推進過程中，將形成如機場和航線規劃、結果合格判據、數據分析與處理方法等一系列關鍵技術。針對這些關鍵技術，應結合專項開展建設，統籌考慮技術、民用標準界面、試飛產業等的關系，將技術成果固化成標準，建立專項成果轉化工作機制，保證標準制定、驗證、實施的全過程完整。

[1]CCAR 21 民用航空產品和零部件合格審定規定[S].

[2]817SY005-A030 ARJ21-700飛機型號合格審定試飛大綱—功能和可靠性分冊 F版[S].

[3]項勇, 何鐘武. 現代軍用航空器適航審定要求概述[J]. 航空標準化與質量，2010，2.

[4]劉啟國, 代冰, 于宏軍, 張華. 關于航空發動機標準體系建設的思考與探討[J]. 航空標準化與質量，2010，2.

[5]陳圣斌, 宋永磊. 可靠性信息在直11型機功能-可靠性適航審定中的應用[C].