民用飛機試飛構型管理技術研究

張超，趙芳，董明佳

（中國商飛民用飛機試飛中心，上海 201323）

飛行試驗是在真實飛行條件下對飛行器、動力裝置、機載設備進行的各種定型試驗和科學探索試驗，是飛機研制的重要環節。民用飛機通過飛行試驗，研制人員探索了新型飛機未知的性能、功能和極限，驗證了飛機的設計指標，發現并解決各種缺陷和故障，同時，確認飛機滿足適航要求的最低安全標準和運行要求。為保證飛行試驗的結果能夠滿足既定研制總要求和有關的標準、規范，且保證試驗數據的持續性、完整性和可追溯性，對其試驗過程中進行有效的控制和管理是必要的，這便是試飛構型管理所要解決的問題。

1 民用飛機構型管理概述

構型管理起源于20 世紀60 年代，是美國國防部在采辦大型武器系統和控制研制過程中總結出來的重要學科，并在控制新飛機的研制過程中獲得了成功。隨著科學技術的發展和新產品的更新換代，構型管理技術迅速從軍用推向民用，并由行成之初的強制性發展到了企業的自覺性行為。在民機制造業，由于客戶需求、產品的復雜性和適航取證等特殊的要求，民用飛機構型管理成為飛機研制中不可或缺的重要環節。在航空工業領域，波音公司和空客公司率先將構型管理的理論應用到飛機制造中，不僅縮短了研制的周期，同時，較大地降低了研制成本。

我國國防工業在60 年代引入了構型管理技術方法，并逐步發展形成了一整套實施辦法和標準。構型管理是一個動態管理的過程，是從產品立項、設計、生產到綜合保障的整個生命周期內全過程的管理，通過對產品標識、更改、審核和紀實等過程的控制，建立和維持產品的功能特性、物理特性，保證了能夠連續地定義和控制產品構型，實現了產品的設計信息和使用信息的一致。在管理過程中，通過構型控制來確定產品的全部數據，如產品結構信息、幾何信息、工藝信息、分析結果、技術說明和檢測結果等，建立了產品完整的更改控制流程和記錄，保證了產品數據版本有效。

2 試飛構型管理的內容

用于飛行試驗的飛機作為一個提供驗證飛機性能的平臺，承擔著驗證設計性能指標是否符合適航規章要求的試飛任務，這其中包括要按照設計要求驗證全部的飛機性能和飛行特性的申請人表明符合性試飛，以及按照所選的合格審定基準進行合格審定試飛，因此，所要進行的飛行科目很多且試飛內容復雜，例如，新研制的飛機型號從首飛到取得型號合格證需要進行300 多個科目的飛行試驗。根據試驗計劃和試驗內容，參與試飛的原型機承擔著不同的試飛任務，試驗原型機的構型根據試飛任務分工進行配置，因此，每架原型機的構型是不同的。在飛行試驗中，按照架次、有效性、更改狀態對原型機的構型進行控制。在民機飛行試驗過程中，試飛構型管理的功能包括構型標識、控制、紀實和審核，如圖1 所示。

2.1 構型標識

構型標識是試飛構型管理的基礎，是對構型項的定義，包括確定和標識及其所需的技術狀態文件，建立飛機的構型基線。構型標識的內容包括：

（1）定義試驗機的結構，并選擇需要管理和控制的構型項。

圖1

（2）定義構型文件的類型和格式，構型文件主要包括試驗機設計文件和試驗文件。

（3）建立試驗機的構型基線，構型基線以經過批準的文件化的形式明確了后續技術狀態保持、變更、偏離等的控制基準。試驗原型機的基準構型由單機零件清冊、裝機設備/成品件清冊、試飛改裝圖紙清冊共同確定。

（4）建立編號規則，為產品和文件制定唯一的標識號，并使產品、構型文件及相關信息的相關聯。

（5）對產品狀態進行標記。

2.2 構型控制

構型控制是構型管理的核心，在構型基線建立后，為了構型項更改而對提出的更改建議所進行的論證、評估、協調、審核和實施更改的活動。試飛構型控制所包含的內容包括：工程更改、測試改裝更改和構型偏離。構型偏離是指在試飛過程中飛機上的構型項偏離了現行已批準文件的定義和要求。試驗參試單位需要定期清理構型偏離（制造偏離項目、試驗改裝偏離項目）狀態并進行記錄，實時地追溯構型偏離的情況。在試飛構型控制過程中，應從嚴控制，對已批準確認或驗證成功的技術應實行凍結，嚴格履行文件審批流程。需要注意的是，當試驗進行到適航審定階段，所有的構型更改必須達到適航要求并得到適航審查方的批準并為型號合格證的批準提供依據。

2.3 構型紀實

構型紀實是為了有效管理飛機構型狀態而對所需的信息進行記錄、存儲和讀取的管理活動。構型紀實圍繞構型管理的各種活動開展，制定構型紀實表，記錄構型更改的情況和已確定的構型文件外同時還要對原型機試驗期間檢查結果進行記錄，確保正確描述試驗構型狀態。構型紀實表中應包含以下內容：（1）記錄構型更改的各種技術活動信息，如提出單位、審批單位、實施單位、完成日期、更改來源、更改原因、更改方案、更改涉及的文件和圖號、有效架次等。（2）記錄批準的現行狀態文件和標識號。（3）記錄并報告構型審核的結果。（4）記錄并報告所有重要的構型偏離信息。

2.4 構型審核

構型審核中，要求確定試驗原型機的構型狀態是否符合設計要求、設計任務書、更改任務書、技術文件等而進行的驗證和檢查。按照構型管理的過程進行構型審核，審核的內容包括：試驗件構型項的符合性、開口/保留項目、試驗過程中構型更改的執行情況、試驗件構型偏離情況、試驗程序的正確性、試驗數據的可靠性等，同時，根據構型管理過程中發現的問題對構型管理過程進行持續的改進。

3 民用飛機試飛構型管理關鍵技術

參與飛行試驗的試驗原型機構型復雜，涉及技術和管理兩個層次的內容，應編制完整的構型管理計劃和要求，針對民機飛行試驗構型管理的薄弱環節，優化構型管理方案。在某型飛機的試飛構型管理工作中，構型不到位和構型文件的審批等問題，影響飛行試驗工作的開展。為此，試飛構型管理的關鍵主要包括以下幾方面。

3.1 建立完善的“主制造商-供應商”協同研制的構型管理體系

隨著飛機系列化及客戶對飛機平臺產品功能和個性化需求的日益增加，同時，民用飛機越來越多地采用“主制造商- 供應商”的模式，因此，民用飛機的研制過程是一個多行業、多單位協同并行研制的過程。在民機試飛工作中，供應商作為技術支持單位參與試飛工作中，民用飛機試飛構型管理信息在制造商和供應商之間交互流動，制造商為了實現對供應商的構型控制，必須建立完善的構型管理體系。制造商應按照構型管理的總要求將供應商的構型管理計劃納入項目構型管理框架內，形成統一的構型管理計劃。制造商通過數據審查、構型更改管理、構型審核和監督等活動，嚴格控制供應商產品的構型管理過程以及相應的數據信息和數據更改記錄。

3.2 構型文件的信息化管理

構型文件是指定義并標識產品性能、功能和物理屬性的技術文件（文檔）資料，如圖紙、規范、設備清單等。構型管理的最終目的是實現產品構型狀態的文件化，需保證歸檔的構型文件的準確性和完整性。因此，構型文件的管理是試飛構型管理最基本的功能之一。

在飛機飛行試驗過程中，會產生各種種類復雜且數量巨大的構型文件，需要借助信息化的手段、技術和工具，建立試飛構型管理信息化平臺，有效地組織管理在飛行試驗階段產生的文件。在實現構型文件（文檔）的信息化管理的過程中，需要建立標準化的文件管理體系和構型文件的編制規則（文件格式、文件編號、文件版本控制），嚴格控制構型文件的相關審批流程。通過信息化管理不僅實現了構型文件的完整性和準確性，同時，實現了信息數據的共享、交換，保證了各參試單位獲得的數據可靠并一致。

4 結語

民用飛機飛行試驗在民機研制過程中占據著重要的作用，而民用飛機試飛構型管理是飛行試驗的重要環節，也是適航審定的必要過程。為此，本文結合我某型飛機正在實施的飛行試驗項目，對民用飛機試飛構型管理進行了深入的研究，并結合試飛中的實際情況對一些關鍵的技術進行了分析。隨著民用飛機的快速發展，在實際的飛行試驗過程中仍需深入的研究試飛構型管理的方法和策略，規范試飛構型管理的流程，保證為客戶提供安全可靠的民用飛機產品。