李 林
(中國商飛民用飛機試飛中心,上海 200232)
民機試飛標準體系建設初探
李 林
(中國商飛民用飛機試飛中心,上海 200232)
在分析國內外民機試飛標準現狀的基礎上,結合民機試飛的業務特點,初步確定了民機試飛標準體系的構建思路、構建原則,建立了標準體系框架,并給出了標準體系的主要內容。
民用飛機;飛行試驗;標準體系
飛行試驗(簡稱試飛)是在真實飛行條件下進行科學研究和產品試驗的過程[1]。試飛作為民機表明符合適航要求的必要過程,是全面驗證飛機研制性能指標和適航要求、檢驗飛機質量和功能可靠性的重要環節。民機試飛技術復雜、風險密集、周期緊張、投資巨大、協作廣泛,因此必須有堅實的標準化工作支撐。從長遠和發展考慮, 必須建立健全與民機試飛發展相適應的標準體系。
1.1 國外現狀
經過眾多民機型號的積累,波音、空客等國際先進民機主制造商均建立了完備、開放的公司標準體系,并建立了數以萬計的標準庫[2]。但在兩家公司的標準體系框架中并未見有專門、獨立的試飛模塊。
本文從IHS標準規范數據庫中查詢到的與民機試飛直接相關且現行有效的標準比較零散、稀少,表1給出了8條比較有代表性的試飛標準。這些標準來自美國機動車工程師學會(SAE)、英國工程科學數據組織(ESDU)、前蘇聯國家標準(GOST)、國際電信聯盟無線通信委員會(ITU-R),除ITU-R的2條試飛測試相關標準外,其余標準多發布于上世紀80、90年代,對于技術更新快速的民機試飛行業,參考價值比較有限;更多的民機試飛技術要求散見在諸如SAE ARP5288《運輸類飛機平顯(HUD)系統》、SAE ARP217D《裝有環控系統的飛機試驗》、SAE ARP1401B《飛機燃油系統和組件的結冰試驗》等設計或試驗標準中,此處不再贅述。
此外,諸如IRIG106、iNET(integrated Network Enhanced Telemetry,增強遙測集成網絡)等遙測標準也已經或正在應用于民機試飛測試工
作中。IRIG106遙測標準是美國靶場司令委員會(RCC)下屬機構靶場遙測儀器組(IRIG)指定的遙測標準。以2009版為例,該標準分為10章和15個附錄。自上世紀60年代以來,國外試飛遙測大多遵照IRIG106標準,我國現行的遙測標準(GJB 21.2A-1992《遙測標準 多路信號格式》)也基本參照了該標準。隨著試飛遙測需求的變化與增長以及無線網絡技術的推動,遙測網絡系統(TmNS)概念逐步成形,iNET標準作為新一代遙測標準,在航空試飛中得到越來越廣泛應用。iNET標準為遙測網絡設備供應商提供了一套技術指導文件,以確保在橫跨多試驗場的試驗對象、射頻(RF)網絡、遙測地面站之間的通信和協同工作能力[3]。

表1 與民機試飛直接相關且現行有效的國外標準
另一方面,適航要求是民機必須遵守的最低要求,而試飛是表明民機適航符合性最重要的手段之一,因此適航規章、咨詢通告(AC)、技術標準規定(TSO)、指令(FO)、手冊(HM)、職權范圍(ToR)等,均可作為民機試飛標準制定的重要依據或參考。表2給出了與運輸類飛機試飛相關且現行有效的適航標準。
上述適航文件中,尤以美國聯邦航空局(FAA)發布的AC25–7C《運輸類飛機合格審定飛行試驗指南》對民機試飛技術標準的制定最具參考意義。該咨詢通告為運輸類飛機合格審定試飛提供了推薦的試飛要求和試飛程序,并減少了與EASA試飛指南的差異。AC25–7C涉及到了與FAR 25部中的與飛行試驗相關的大部分條款,雖不具有強制性,但卻是民機試飛尤其是合格審定試飛相關技術標準制定最重要的依據[4]。
1.2 國內現狀
國內以往的民機研制型號較少,因此現有的試飛標準主要針對軍機編寫,目前共搜集試飛相關的國家軍用標準41項、航空行業標準10項。其中,2014年發布的7份航空行業標準主要是在總結ARJ21-700飛機試飛經驗的基礎上編制,因此可直接采用;其余44份標準均有或多或少的軍機試飛特點,可作為重要參考。
表3中針對民機各系統飛行試驗要求的6份標準(除其中序號1、2、3和8),主要從試驗目的、試驗要求(包括測試要求、保障要求)、試驗內容與方法、試驗結果與合格判據以及安全措施等方面進行描述,是民機試飛工作開展的重要依據。
與FAA、EASA類似,中國民航局也發布了一系列規范性文件。表4給出了與試飛相關的現行有效的適航文件。
此處以AP-21-AA-2012-33《中國民航試飛員和試飛工程師的職責、程序和培訓要求》為例,該程序適用于所有局方試飛員、試飛工程師、試飛委任工程代表,同時建議工業方的試飛員、試飛工程師的培訓復訓參照此程序相關要求執行。因此,該文件可作為民機試飛培訓類標準制定的重要依據。

表2 試飛相關且現行有效的國外適航要求

表3 現行試飛相關航空行業標準

表4 試飛相關且現行有效的國內適航文件
此外,中國民航局發布的234項行業標準中,關于民機維修(例如MH/T 3011.1-2006《民用航空器維修 地面安全 第1部分:民用航空器輪擋》)、場務保障(例如MH/T 4016.1-2007《民用航空氣象第1部分:觀測和報告》)、安全管理(例如MH/ T 2001-1996《民用航空器飛行事故征候》)等標準可應用民機試飛;還有部分氣象相關的國家標準、行業標準,如GB/T 27694-2011《霧的預報等級》、QX/T 114-2010《能見度等級和預報》等,也可應用于試飛氣象保障。
2.1 構建思路和原則
民機試飛標準體系將以我國航空行業試飛標準體系為基礎,以滿足民機試飛需求為目標,充分體現民機特色及適航要求,構建科學、系統、協調的標準體系框架,指導民機試飛工作。
民機試飛標準體系的構建將遵循開放性、繼承性和先進性原則,根據民機試飛特點,采用統一規劃,逐步完善,動態改進地開展民機試飛標準體系實施。
2.2 體系框架
民機試飛標準體系主要基于民機試飛專業技術體系,充分覆蓋民機試飛各項技術業務。在體系框架上,主要分為試飛技術基礎標準、試飛技術標準、試飛測試與改裝標準、試飛保障標準、試飛運行標準等5個專業方向,如圖1所示。
2.3 主要內容
2.3.1 試飛技術基礎標準主要針對民機試飛用到的術語、縮略語、量的符號、量的單位,試飛技術文件的編號、編制、審簽等方面進行規范。本部分標準是其它專業都要使用到的基礎標準。
2.3.2 試飛技術標準
主要針對民機試飛要求、試飛方法以及試飛管理及支持技術進行規范,包括如下4類:
a)試飛管理與支持技術標準:主要針對試飛總體規劃、試飛工程計劃、試飛組織管理、試飛構型管理、試飛安全管理、試飛適航管理以及重量重心管理、虛擬試飛等技術相關標準。
b)飛機總體試飛技術標準:主要針對飛機性能、飛行品質、結構強度、噪聲等整機試飛以及功能與可靠性、人為因素、最小機組、出版物驗證等綜合運行試飛的方法和要求類標準。
c)動力裝置試飛技術標準:主要針對飛機動力裝置的試飛方法和要求類標準。
d)飛機系統試飛技術標準:主要針對飛控、液壓、電氣、航電、環控、氧氣、燃油、惰化、防火、自動飛行、輔助動力裝置等系統的試飛方法和
要求類標準。

圖1 民機試飛標準體系框架
2.3.3 試飛測試與改裝標準
主要針對試飛測試系統設計與驗證、試飛數據處理及管理以及試飛改裝工作進行規范,包括如下3類:
a)試飛測試標準:主要包括試飛機載測試、試飛遙測監控、試飛外部參數測試、試飛測試儀器校準、試飛測試系統集成驗證等方面的標準。
b)試飛數據處理標準:主要包括試飛數據實時處理和二次處理的相關要求、數據處理方法以及試飛數據管理等標準。
c)試飛改裝標準:主要包括試飛改裝通用要求、電氣改裝設計與實施、機械改裝設計與實施、試飛傳感器安裝等方面的標準。
2.3.4 試飛保障標準
主要包括如下2類:
a)機務保障標準:主要包括工藝操作規范、地面安全操作規范、管理規范等。
b)場務保障標準:主要包括航空氣象保障、航空管制簽派、通信導航監視、場站綜合技術等方面的標準。
2.3.5 試飛運行標準
主要包括科研試飛駕駛、生產試飛駕駛、飛行指揮、飛行訓練、試飛資質管理及航空衛生等方面的標準規范。
目前,我國航空標準化主要圍繞軍機的研制需求展開,民機試飛標準化基礎薄弱,技術儲備不足,無法對民機研制、取證及批產交付等試飛工作提供全面技術支撐。除了現有可利用的軍民通用標準和民機標準外,尚有大量的民機試飛標準需要制定。因此,構建民機試飛標準體系的任務艱巨。
為保證民機試飛標準體系建設工作高效、有序開展,提出如下建議。
3.1 體系建設需逐步推進,急需先行
民機試飛標準體系建設涉及大量標準的編制,需要大量的研究投入及經驗積累,因此標準體系建設需要結合技術現狀及應用需求,綜合考慮人員、資金、時間等資源匹配性,在此基礎上制定科學、合理的標準編制計劃,有計劃、有重點,分步實施,急需先行。
3.2 圍繞適航、對標一流,加強引進吸收
民機研制必須滿足適航要求,并與國際接軌。相應地,作為技術基礎的民機試飛標準也必須圍繞適航、對標一流。一方面,要加強對適航規章尤其是FAA頒布的AC25-7C《運輸類飛機合格審定飛行試驗指南》等適航文件的消化、吸收,明確“底線標準”;另一方面,要加強交流合作,進一步收集、整理、轉化相關國際標準和國外先進標準,同時利用好現有的國標、國軍標、行業標準等資源,為民機試飛標準制定提供參考、依據和支持。
3.3 加強標準化的實施和監督
標準化實施與監督工作是一項常態化工作,主要通過標準化工作宣貫培訓,標準化實施工作的檢查、評估、總結,標準化文件體系的動態維護和外部標準的引進轉化等工作形式來推進。為保證標準體系中的標準能夠在民機試飛過程中得到良好的應用,需要加強標準化工作的實施、監督,著力提升技術人員的標準化意識,充分發揮標準化對民機試飛工作的支撐、促進作用。
[1]周自全. 飛行試驗工程 [M]. 北京:航空工業出版社,2010.
[2]李飛敏,宋海靖,魏新科. 民機功能和可靠性試飛標準體系建設研究 [J]. 航空標準化與質量,2012.
[3]袁炳南,霍朝暉,白效賢. 航空飛行試驗遙測標準概況 [J]. 測控技術,2010.
[4]陳晨. 民用飛機飛行試驗標準現狀及思考 [J].航空標準化與質量,2009.
(編輯:勞邊)

V26-65
C
1003-6660(2016)05-0003-04
10.13237/j.cnki.asq.2016.05.001
[收修訂稿日期]2016-07-18