適航審定“三性”理念與模型分析

殷時軍，孫建紅，王大蘊

（1.中國民用航空局，北京 100710；2.南京航空航天大學民航飛機機載系統適航工程技術研究中心，南京 211106；3.中國民航大學，天津 300300）

適航是指所有保證和保持民用航空產品適航性的活動總和。適航性則是指民用航空器（包括其部件及子系統）整體性能和操縱特性在預期的運行環境和批準的使用條件限制下的安全性和物理完整性的一種屬性［1-3］。適航活動貫穿民用航空產品從設計、制造、使用和維修，直至退役全壽命周期，其目的就是保證民用航空安全［4-6］。適航是確保航空器安全性的重要手段，也是保證航空安全的最低要求。民航局通過對航空產品設計、制造、使用和維修各個階段進行適航管理，保證航空產品在全壽命周期內的安全性。

適航是安全的基礎。由于航空器設計制造的復雜性，公眾沒有能力判斷一架航空器及其飛行活動是否能夠保證安全，需要由專業機構，采用專業手段才能做出判斷。為此，世界各國民航主管部門通過建立適航規章、標準和程序，依法對民用航空產品開展適航審定，禁止不安全的飛機飛行。從民航實際發展來看，適航審定工作將民用航空安全保持在非常高的水平。我國在東方航空MU5735 航班失事前，創造了安全飛行突破1 億小時的世界紀錄［7］。根據國際民航運輸協會（IATA）統計，2021年全球民航總事故率為每百萬次飛行1.01，其中噴氣式客機發生機毀人亡事故率為每百萬次飛行0.13，可見民航是世界范圍內最安全的運輸方式之一［8］。而民航事故中因飛機本身設計缺陷導致的僅占總體事故的6%，適航做出重要貢獻，可以說適航是保證民航安全的重要基礎。

適航是民用航空工業核心競爭力的重要組成。民用航空工業發展的歷史證明，適航審定能力是決定民用航空器成敗的重要因素。沒有完善的適航體系，民機發展要取得商業成功是不可能實現的。20 世紀60 年代，美蘇兩國分別研制了波音737 和圖154 飛機，在美蘇技術實力相差不大的情況下，由于在建立適航審定體系方面的差異，導致二者發展結果迥異。波音737 飛機于1964 年開始嚴格按照美國的適航標準研制，1967 年獲得美國聯邦航空局（FAA）頒發的型號合格證。由于該系列機型具有較好的安全性，成為民航歷史上最暢銷的飛機之一，中國民航2021 年年底在冊的波音737系列飛機就超過了1 500 架（波音737MAX 除外，該機型過度使用衍生型政策，且存在設計錯誤）。而同時代的圖154 飛機卻可謂命運多舛。該型飛機于1966 年開始設計，1972 年獲得許可投入運行。由于前蘇聯當時沒有建立相應的民機適航體系，仍沿用軍用飛機型號定型的審查方式，安全記錄較差，早早退出了國際主流民航運輸市場。通過圖154 和波音737 發展歷史比對分析可以看出，先進的航空工業基礎固然重要，但如果沒有適航體系的支持，難以保證航空安全，不可能在國內國際民航市場上獲得一席之地，適航是保證民用航空產品實現商業成功的重要基礎。

適航是法定要求。在民用航空器的安全性、經濟性、舒適性和環保性這4 個關鍵指標中，安全性是第一位的，保障安全性是民用航空工業發展最重要的基礎性前提。為保證航空器安全性，民用航空主管部門建立適航規章，對民用航空產品開展適航審定，是國際通行的做法，也是民機發展的必由之路。根據《中華人民共和國民用航空法》和《中華人民共和國民用航空器適航管理條例》，任何單位或者個人設計、生產民用航空器，應當向民用航空管理部門提出申請；民用航空管理部門接受申請后，應按適航規章進行適航審定［1］。適航審定成為民航局適航審定部門切實維護公共安全和公眾利益的依法行政行為，是發展民用航空產品的法定要求，是民用航空產品進入市場的法定前提。

自1987 年國務院發布實施《中華人民共和國民用航空器適航條例》，依法開展適航管理工作以來，借鑒民用航空工業發達國家做法，我國工業方表明適航符合性和局方確認適航符合性能力均得到大幅提升，遵守適航規章和滿足適航規章要求成為業界普遍共識。但是，由于我國民用航空工業起步較晚，適航審定規章以借鑒美國聯邦航空局適航審定規章為主，對規章條款真實意圖有待進一步深化研究。研究人員根據多年適航審定管理實踐，對適航審定工作及其“三性”理念進行了有益思考［9-11］。本文首次提出適航審定“三性”模型，構建技術標準的一致性、管理標準的差異性和審定結果可接受性的關系，并進行系統闡述分析，對不斷提升我國適航審定能力有所裨益。

1 適航審定“三性”理念與模型

通過對適航審定的深入剖析，從國際合作的角度來看，適航審定具有“技術標準一致性”“管理標準差異性”和“審定結果可接受性”的“三性”屬性。適航審定“三性”之間是有機聯系的，技術規章的一致性和管理標準的差異性，是決定能否實現審定結果可接受性的前提，適航審定工作目標就是要爭取技術標準的一致性，盡量縮小管理標準的差異性，確保審定結論的可接受性。適航審定工作與適航審定“三性”的關系如圖1 所示，其理論內涵可以表達為

T(a1，a2，…，an)≥A（1）

式中：a1，a2，…，an為描述適航審定中各管理標準差異性的歸一化參數；A為行業認可的審定結果可接受性；T(·)描述了同一技術標準下不同管理標準差異性歸一化參數與審定結果的可接受性之間的函數關系。“三性”的關系示意如圖1 所示。

圖1 適航審定工作與適航審定“三性”的關系Fig.1 Relationship between airworthiness certification and“three principles”of airworthiness certification

技術標準的一致性表現為各國管理標準的差異性與審定結論的可接受性之間的函數關系T(·)應保持一致。管理標準差異性表現為管理標準的差異性歸一化參數a1，a1，…，an因不同國家而不同。審定結果的可接受性表現為，在技術標準一致和管理標準差異的情況下，審定結論的可接受性應大于行業認可的審定結果可接受性A，審定結果被國際社會廣泛接受。

1.1 技術標準的一致性

技術標準的一致性是指在世界范圍內，各國對于航空產品和零部件的適航要求基本一致。技術標準的一致性是由航空業的國際化屬性決定的。第二次世界大戰之后，國際間形成了龐大的國際性航空運輸網絡。根據IATA 統計，2021 年，在疫情影響的情況下，全球共運行航班2 500 余萬次，其中國際航班占比達37.6%。巨大的跨國航空運輸需求，要求國際間運行的航空器具備較為統一的安全性水平；技術標準的一致性是民用航空產品跨國交流決定的。由于民用航空產品設計制造的復雜性，國際上僅有少數國家和地區可以制造出具有競爭力的民用飛機，國際間對于航空產品的進出口有著迫切需求。目前，歐洲的空客和美國波音兩家公司占據著全球運輸類航空主要份額。以中國民航機隊為例，截止到2021 年底，在冊運輸類飛機共計4 106 架，其中空客飛機2 045 架，波音飛機1 814架，兩者相加占比超過了90%。如果各國適航標準差異巨大，必然導致航空器在進出口時存在重復審定問題，進而產生高昂的成本，影響民航運輸業的發展；技術標準的一致性也是民用航空工業產業鏈國際化決定的。為降低成本，提升效率，民用航空工業企業普遍采用“主制造商-供應商”的研發模式，即主制造商負責設計研發、總裝集成、市場營銷、客戶服務、適航取證和供應商管理等能力建設，并運用市場機制依靠全球范圍內的供應商提供機體各主要部件、發動機、機載系統設備、材料和標準件。例如C919 飛機選用了10 家機體供應商（其中國內9 家，國外1 家），35 家系統供應商（國內18 家，國外17 家）。民航產業鏈的國際化和民機研發的國際協作，推動了政府間適航國際合作，也促使各國適航技術標準日趨一致。

在技術標準一致性的要求下，民用航空工業的產品研發模式普遍采用“主制造商-供應商”模式［12］，其整體架構如圖2 所示。參考式（1），在“主制造商-供應商”模式下，民機設計研發、總體集成、適航取證、供應商提供的部件等的管理標準的差異性參數為a1，a2，…，an，各管理標準的差異性參數與審定結論的可接受性之間的函數關系為T(·)，行業認可的審定結果可接受性為A。這一函數關系T(·)和行業認可的審定結果可接受性A應在世界范圍內基本一致。

圖2 技術標準一致性下的“主制造商-供應商”的研發模式Fig.2 “OEM-Supplier”research and development mode under compliance of technical standards

1.2 管理標準的差異性

管理標準的差異性是指在開展適航審定工作時，由于各國航空工業水平、法律框架、管理經驗和發展歷史存在差異，而導致其民航主管部門采用了不同的管理方式，進而各國適航審定管理標準存在一定差異。

美歐在適航審定管理方面都充分考慮了本國國情，發展出各有特色的適航審定管理方式。以美國適航委任代表管理制度為例，由于美國民用航空工業基礎積累深厚，航空工業企業技術領域人力資源充沛，早在20 世紀40 年代起，為解決政府審定資源不足的問題，在借鑒了美國相關領域委任立法經驗后，制定了民航領域的委任代表制度，即民航主管機關委派航空工業企業的專業技術人員參與適航審定技術判定工作［13-15］。1962 年，FAA 頒發了FAR-183 部，正式確認了委任代表資質和管理流程。隨著航空制造業技術的發展，適航審定工作量成倍增加，通過委任代表制度，美國充分利用其豐富的航空工業企業技術資源，對航空產品進行了全面的審查和監管。

歐洲的適航管理思路則充分體現了歐洲航空制造業的特點。隨著民用航空工業技術的革新，運輸類飛機的專業性和復雜性越來越高，受制于能力和資源，歐洲單一國家難以獨立承擔全部的審查工作。因此，歐洲采用聯合審查的方式，依靠對申請人體系和能力的審查保證產品適航性。早在歐洲聯合航空局（JAA）時代，歐洲大量國家適航當局開始在國內推行設計機構批準（DOA）制度，即通過要求申請人建立并保持一個運行有效、持續監督、符合規章要求的設計保證系統，能夠充分行使設計職能、適航職能和獨立監督職能，通過企業自身能力來確保設計活動符合適航要求。2003 年，JAA向歐洲航空安全局（EASA）過渡，充分考慮EASA是歐洲多國共同讓渡適航審定權利組成的聯盟機構特點，歐洲共同體委員會頒發第1702/2003 號規章中第21 部的J 分部規定了設計組織批準書的具體要求［16-17］。

雖然美歐在具體的管理方式方面存在差異，但雙方都較好解決了政府審定資源不足的難題，實現了殊途同歸，都達到了行業可接受的水平［18-20］。適航管理標準差異性的原因與特點如圖3 所示。根據式（1），不同國情下，民機設計研發、總體集成、適航取證和供應商提供的部件等的管理標準差異性參數a1，a2，…，an會受到各國航空工業水平、法律框架、管理經驗和發展歷史的影響而有所不同，即

圖3 適航管理標準差異性的原因與特點Fig.3 Reasons and characteristics of variability in airworthiness management standards

式中：d1代表航空工業水平，d2代表法律框架，d3代表管理經驗，d4代表發展歷史因素，fn(·)描述可接受性與以上差異性因素之間的關系。

1.3 審定結果的可接受性

審定結果的可接受性是指各國之間通過適航國際合作，充分認可別國的適航審定結論，保證民用航空產品和零部件的國際間順暢流動。

適航審定結果的可接受性是開展民用航空產品國際貿易、航空器跨國運行的前提，是民用航空產品研發制造企業實現產品出口的訴求，也是局方之間適航審定國際合作的主要目的。目前，確保國際間適航審定結果可接受性的通行做法是簽署適航合作協議。通過雙邊或多邊適航磋商，在相關國家技術規章具有一致性的基礎上，接受彼此之間的管理差異性，確認對方體系能夠和己方體系輸出同等安全水平的審定結果。適航磋商的迭代過程可以表達為

式中：ai=[ai1，ai2，…，ai n]為第i個國家的管理標準差異性參數向量，Ti(k)(·)為第k次迭代下第i個國家的管理標準差異性參數與可接受性之間的函數關系。

對于雙邊適航磋商，在K次迭代接受彼此之間管理的差異性，并優化技術標準，兩個國家審定結果的可接受性都能達到行業認可的審定結果可接受性水平，即

對于多邊適航磋商，在K次迭代后，N個國家審定結果的可接受性都能達到行業認可的審定結果可接受性水平，即

通過適航協議規定了各國接受的進出口產品范圍和工作程序，可以極大減少重復性審查工作，大大降低航空產品出口企業的經濟和時間成本，明確進出口國之間適航責任，保證航空安全。審定結果可接受性的意義與主要方式如圖4 所示。

圖4 審定結果可接受性的意義與主要方式Fig.4 Significance and main means of acceptability of certification results

2 適航審定“三性”分析實例

對適航審定“三性”模型進行深入分析，有助于加深對現行適航規章的理解，指導適航審定實踐，也有助于我國對未來適航審定工作進行探索，進而為民機發展營造一個良好的政策和環境。

2.1 后發國家適航規章體系形成

通過適航審定“三性”分析，作為后發國家，適航審定規章應經歷“熟悉—遵守—審視—挑戰—改寫”的發展過程，發展初期是熟悉和遵守發達國家成熟的規章體系，縮短發展歷程。發展到一定程度后，則應對發達國家規章的真實意圖進行審視，并提出自己的見解，參與規章制定，提升影響力和話語權。以我國為例，相較美國在20 世紀20 年代就開展適航工作，我國1987 年才依法開展適航審定工作，在相當長一段時間內，我國在理念、規章、管理、技術等方面與美國存在著巨大的差距。在此背景下，通過學習和借鑒美國成熟的適航管理體系，熟悉和遵守美國主導的適航法規標準，逐漸形成我國的適航規章體系，是保證我國民用航空安全的最優選擇。

隨著國產民機型號不斷發展，我國已經對現有適航規章標準進行了深入的研究，獲得了大量審定經驗，逐步形成我國的適航規章體系，在一些特定專業領域，完全可以提出自己的見解。特別是一些新技術、新理念和新材料在我國民用航空工業的廣泛應用，我國逐步發現美歐現有適航規章和標準不能完全解決當前審定問題，甚至部分適航審定政策會對后發國家帶來限制。這些情況促使我國開始審視現有美歐主導的適航政策的合理性問題，對未來適航規章發展進行自主思考。通過對適航審定技術、管理方式和政策的研究，我國已在航空產品設計更改“衍生型政策”等部分領域提出見解，與美國聯邦航空局等國外局方開展交流，有望在不久的將來修訂各國局方相應的管理政策，形成中國方案，做出中國貢獻。

2.2 中國適航審定“三性”實踐

在技術標準一致性方面，為保證航空安全，我國參考美歐技術類適航規章，形成了包括CCAR-23、CCAR-25 等在內的11 部適航審定技術規章。除部分規章條款增加了一些中文標記標牌、北斗導航機載設備標準以外，適航審定技術規章基本與美歐一致。

在管理標準差異性方面，我國充分考慮現有航空工業水平、法律框架和歷史沿革，制定了更符合國情的適航審定管理方式。例如，局方適航審定人員為公務員或一類事業編人員，人員編制調整難度大，難以像美歐每年根據工作量隨時增減審定人員。考慮審定人員數量有限，我國同時借鑒了FAA和EASA 的適航審定管理方式，采用設計批準申請人建立設計保證系統和委任代表制度兩種管理方式，共同解決局方審定資源不足的問題。此外，為解決航空工業企業對于民航運行需求理解不到位的問題，確保航空器交付后滿足運行要求，做到既“適合航行”又“適合運行”，在CCAR-21 部中專門增加了“運行符合性評審”章節，從規章層面解決此類問題。中美歐適航審定管理差異如表1 所示。

表1 中、美、歐適航審定管理差異對比表Table 1 Comparison of airworthiness certification management differences among China,the US and Europe

在審定結果的可接受性方面，我國積極拓展與主要民用航空工業強國簽署雙邊適航合作協議，推動航空產品互認。以中美雙邊為例，中美雙方在飛機、旋翼航空器、載人自由氣球、航空發動機、螺旋槳、特殊類別航空器、機載設備和零部件等方面設計批準實現全面互認，生產體系實現互認。在中美航空產品和零部件互認時，基于風險的原則采用接受、簡化認可和技術認可3 種方式。通過上述程序，中美雙方實現了審查結果的可接受性，大幅簡化了認可審查的工作。

2.2.1 技術標準一致性研究

航空產品的發展成熟宜遵循“技術—產品—標準—國際化”的發展路徑。航空工業企業通過先進的設計和制造技術，研發具有市場吸引力的產品，通過產品形成相應的適航標準，并通過產品的流通形成在該領域的國際話語權。只有不斷加強產品創新技術研究，才能在適航標準的制定方面發揮主導權。

目前，我國應加強兩方面的工作。一是借助新一代技術革命和產業變革深化演進，推進相關新技術標準一致性，加強在技術規章制修訂領域的話語權。隨著北斗導航、5G 通信等技術在民航領域的廣泛應用，我國需要扎實開展相關適航標準的研究，全力支持國產飛機型號和機載設備的研發和使用，增加世界機隊的中國元素［21］。通過強有力的產品，帶動中國適航標準走出國門。二是廣泛參與國際間適航技術標準的制定，積極發聲，分享中國的適航經驗和技術，進一步提高相關標準的一致性，擴大我國在國際適航審定領域話語權。新技術標準一致性可以表達為

式中Tα(·)為包含新技術α的管理標準差異性參數與可接受性之間的函數關系。

2.2.2 差異性研究

隨著我國適航審定能力的提升，需要根據我國國家利益和我國民用航空產業發展情況，制定更有針對性、更符合國情的適航審定政策。目前可以考慮在修正案追溯、航空器設計更改“衍生型”政策等領域開展一些突破。

隨著航空器運行數據的積累，局方通過各種手段不斷提高對航空器安全的認識，并逐步完善適航規章要求。美歐等國通過制定修正案的方式，完善適航規章。但目前，除了對燃油箱防爆、電氣線路互聯（EWIS）等極少數適航要求外，美歐不對已經完成型號審定的航空器追溯新增修正案的適航要求，即便是最新生產交付的航空器。由于每一個修正案都包含了新的航空安全要求，采用的修正案數量可以在一定程度上代表了航空器安全水平。這就導致市場上同時存在相同用途而不同安全水平的飛機。例如，目前在國內主流運行的波音737-800 飛機審定基礎到FAR 25-86 號修正案，A320、A321 飛機的審定基礎到FAR 25-56 號修正案，而國產ARJ21-700 飛機審定基礎相當于到FAR 25-124 號修正案。后發國家新研航空產品需要符合更多適航要求，適航驗證成本更高、難度更大，這顯然不符合公平發展原則。

此外，美歐等國還采用“衍生型”適航審定政策，即對在原有已獲批準的型號進行設計更改的航空器，仍然可以按以前修正案的要求進行審定。按FAR 21.101 條款，在確定航空器設計更改審定基礎時，如果局方認為不是重大更改，或更改時不受影響的區域和設備，以及更改后采用最新規章修正案對安全水平沒有實質作用或者不切實際的情況下，可以按照產品取證時的版本進行審定。根據式（1），“衍生型”政策其實是對描述技術一致性函數關系的修正，“衍生型”政策下應仍然滿足行業認可的審定結果可接受性，即

式中δi為第i個“衍生型”適航審定政策。

這也導致美歐等國借此政策，降低其改型航空器的修正案版本，帶來不公平的競爭政策環境。737MAX 飛機MCAS 系統設計錯誤導致兩起空難，對此，在不同場合提出了關切。這兩起空難一定程度上也是過度使用“衍生型”政策帶來的后果，教訓可謂深痛，有必要對類似的審定政策進行全面審視、改寫，在確保安全的前提下，創造出更為公平的發展環境。根據式（7），MCAS 事故實際上是過度修正了技術一致性函數關系Tδi(·)，并對該衍生型政策帶來的惡化考慮不足。可喜的是我國的意見建議得到了美國聯邦航空局等國外局方的積極回應，看見了隧道盡頭的光芒。

2.2.3 適航審定可接受性研究

為了實現中國民用航空產品走出去，尤其是進入美歐民用航空主流市場，民航局廣泛開展了適航審定合作。目前，中國已經與美國、歐盟、加拿大、巴西、俄羅斯、澳大利亞、新西蘭、以色列和印度尼西亞等9 個國家和地區簽署了全面對等雙邊適航協議；與老撾、柬埔寨、湯加、南非和貝寧等19 個國家簽署了關于國產飛機在進口國運行的適航諒解備忘錄。根據式（3～5），通過雙邊/多邊適航協議、諒解備忘錄等適航磋商，實現對技術標準一致性函數的迭代，達到行業認可的適航審定可接受性水平。在雙邊政策環境層面，國產民用航空產品不僅可以出口到民用航空欠發達國家，也可以出口到美歐發達國家。

盡管中美、中歐雙邊適航協議規定美歐接受中國民航審定合格的民用航空產品，但仍需進行認可審查，仍然需要一個較長的過程。未來，民航局將進一步加強與美歐等主流適航當局深化合作，增強技術互信，減少認可審查環節和工作量，支持包括ARJ21-700、C919 等國產民機獲得美歐等主流適航當局型號認可，促進國產航空產品和零部件出口，為我國航空工業發展爭取更好的國際發展空間。

3 結 論

本文提出適航審定“三性”的概念與模型，包含了各國適航審定技術標準一致性、適航管理標準差異性和適航審定結果可接受性，從模型、實踐等方面開展深入分析，主要結論如下：

（1）本文提出的適航審定“三性”模型，闡述了“三性”理念在適航工作中的重要性，確立了技術標準的一致性和管理標準的差異性和審定結果的可接受性“三性”關系的理論內涵，揭示了“三性”之間的函數關系。

（2）通過開展適航審定“三性”模型的研究，應用該模型對技術標準一致性、管理標準差異性和審定結果的可接受性進行分析，可以促進我國適航審定體系的建設并明確未來的發展方向。

（3）中國在新技術標準一致性的貢獻、管理標準的中國特色和審定結果的國際可接受性方面進展顯著，借助國產民機的發展，深化研究應用，將有助于推動中國民機健康發展。