談民機預投產飛機構型定義

摘 要:對民用飛機預投產階段的產品構型進行了分析和研究，對相關適航要求進行了分析和擴展，并結合某型號的實踐經驗，描述了民機預投產階段應當進行的構型定義工作和重點問題解析。

關鍵詞:預投產 構型 構型管理

中圖分類號:V22文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)01(a)-0254-02

民用飛機項目在取得型號合格證后，開始批產階段的制造。但是為了滿足飛機交付客戶的進度要求，型號合格證(TC)的申請人在型號合格審定階段，先期投產部分架次的飛機，該階段稱為預投產階段，該部分架次的飛機稱為預投產飛機。

預投產飛機與批產飛機最顯著的差別在于，預投產飛機制造時項目尚未取得TC證，因此飛機構型尚未達到最終狀態，項目還在進行的試驗、試飛等工作會造成為數不少的構型更改，因此造成預投產飛機與取證構型的構型差異。如何管理這部分差異，如何描述預投產飛機與批產飛機構型的符合性，是保證預投產飛機滿足適航規章、滿足設計要求的關鍵。

文中使用如下專用名詞及其解釋。

預投產:在飛機型號合格審定期間，為滿足交付計劃并獲得適航批準，申請人進行的有限數量的該型飛機或其零部件的生產。

申請人:指飛機型號合格證申請人。

構型:指技術文件上規定，并在產品上體現的設計特征和性能。

構型管理:指從產品定義、設計、生產到產品支援的整個生命周期內的管理程序。它通過對產品標識、更改、審核和紀實等過程的控制，從而建立并維持產品的性能、功能特性和物理特性與產品的設計要求和使用信息之間的一致。

技術標準規定(TSO):是指由局方頒布的民用航空材料、零部件和機載設備的最低性能標準規定。

型號設計(Type Design):

型號設計包括如下內容:

(1)定義航空器構型和設計特征符合有關適航規章和環境保護要求所需的圖紙、技術規范及其清單;

(2)確定民用航空器結構強度所需要的尺寸、材料和工藝資料;

(3)適航規章中規定的持續適航文件中的適航性限制部分;

(4)通過對比法來確定同一型號后續民用航空器的適航性和適用的環境保護要求的其他資料。

以上型號設計包括的資料稱為型號設計資料。

制造符合性:是指民用航空產品和零部件的制造、試驗、安裝等符合經批準的設計。制造符合性檢查分為試驗件、零部件、裝配件、安裝、功能以及試驗設施對于其設計數據資料的符合性進行核查并提供客觀的證明。

1 預投產構型定義要求

民用飛機預投產產品是在尚未取得型號合格證(TC)階段，申請人進行的有限數量的飛機產品或零部件。預投產工作的開展，其前提條件是申請人已經確定了飛機產品的構型，并獲得型號合格證審查組(TCT)的認可。同時申請人認識并將承擔由于通過制造符合性檢查的該型飛機或零部件不符合經批準的型號設計而不被授予適航證、適航批準標簽或不被批準安裝的風險。

因此，對預投產飛機構型定義提出了關鍵的兩點要求:

a)預投產飛機的構型定義必須具有足夠的代表性，用于表明其與批準的型號設計構型的符合性。

b)預投產階段，進行的工程更改必須分析其對預投產飛機產品的影響，并對工程更改在預投產飛機上的執行情況進行嚴格的跟蹤和管理。

2 預投產飛機構型定義組成

2.1 圖樣構型

圖樣包括用于表明飛機產品構型的所有圖樣，包括二維圖樣和三維圖樣，及其更改。主要由機體結構圖樣和機體系統圖樣組成，不包括飛機研制階段用于試飛和試驗改裝的圖樣。申請人需要編制預投產產品構型的零組件和圖樣清冊，包含零組件號、圖樣編號以及圖樣的有效版本。同時預投產飛機涉及有限架次的飛機，申請人需要針對這些飛機編制單機的零組件清冊或圖樣清冊，用于定義預投產飛機單機構型。

上述提到用于預投產的兩類清冊:零組件清冊和圖樣清冊。民機設計采用的圖樣文件管理制度不同，會導致兩類清冊的不同用法，有時可以分開使用，有時可以合并使用。零組件件號與其圖樣號是一一對應關系的，兩類清冊可以合并使用;零組件件號與其圖樣是多對一的關系，則兩類清冊分開使用，兩類清冊的用途不同。預投產飛機是在尚未取得TC的階段進行制造，可能存在部分零組件由于試驗未完成、或發現問題等因素，因此零組件清冊用于確定允許預投產的項目，即確定哪些飛機部件或系統組件允許預投產，零組件清冊無需描述用于生產的圖樣的版本等信息。鑒于圖樣存在多個版本的情況，圖樣清冊用于確定預投產飛機的零組件所用圖樣的版本。

所有用于預投產飛機制造的圖樣，必須是經過型號合格審查組的批準或認可。

2.2 裝機設備構型

裝機設備構型包括設備硬件構型和軟件構型。

用于預投產飛機的裝機設備，申請人必須明確給出用于預投產飛機裝機的設備的硬件件號清冊和軟件版本清冊，并獲得適航批準。

2.3 工藝規范和材料規范

預投產飛機的構型定義還需包括在圖紙中引用的工藝規范和材料規范。申請人給出用于預投產飛機的工藝規范清冊和材料規范清冊，并且獲得適航批準。供應商采用的特種工藝規范也應包含其中，并獲得適航批準。

2.4 工程文件

用于定義預投產飛機構型的文件還應包括一些直接用于生產制造的工程文件，例如零組件的安裝技術條件、設備的安裝規范等。零組件的安裝技術條件需在圖樣中引用，并且隨圖樣一起獲得適航批準。

2.5 制造偏離

制造偏離包括故障拒收報告、材料代用單和工藝偏離。申請人需給出故障拒收報告清冊、材料代用清冊和工藝偏離清冊，并獲得適航批準。

3 預投產飛機構型的符合性

預投產飛機是在取得TC之前開始生產，并用于交付客戶的飛機，因此預投產飛機的構型能否代表飛機最終的取證構型，就成為預投產階段構型定義的關鍵。由于預投產階段的特殊性，試驗、試飛尚未完成，試驗試飛過程中出現的工程更改就無法避免，因此預投產階段，申請人必須表明預投產飛機構型定義的符合性。

預投產飛機零組件投產是在飛機取證構型最終之前進行，因此預投產零組件投產后，仍會有設計更改發出，造成預投產零組件構型與取證構型的差異。這種差異產生的原因由如下幾個方面:

a)設計改進。由于產品未最終凍結構型，因此一些設計改進工作在持續進行中，但這些改進對已經生產或裝配的產品沒有影響，在制品無需進行返修或換新。這類更改是從某架機以后開始執行，但并沒有完全覆蓋所有的預投產架次飛機，這類改進工作造成部分預投產產品與取證構型存在差異。

b)重大問題的臨時處理。在試驗、試飛過程中發生重大問題，因而發出設計更改，更改影響到預投產架次飛機，但是某些零組件已經生產或裝配，無法按照設計更改后的圖樣進行生產或裝配，這種情況只能對該架次飛機的零組件采用臨時處理措施。這類問題的臨時處理工作同樣會造成部分預投產產品與取證構型存在差異。

上述兩種原因引起的構型差異，要求申請人在每次工程更改發出時，分析更改對預投產產品的影響，評估其影響的范圍和更改執行的有效性。申請人應當在預投產飛機部件交付和全機交付時，對交付的部件和飛機進行差異描述，并且對這些差異進行評估，表明這些差異對預投產飛機的功能和性能等沒有影響，不需要對這些更改進行補充試驗或試飛，預投產飛機構型能夠代表取證構型。

對于預投產階段裝機設備的更改。不含軟件的系統裝機設備，確定其用于預投產的產品件號后，發生了設計更改，如果設計更改涉及產品功能性能、外形尺寸、安裝接口的更改，就必須將該產品進行退返，要求供應商重新交付新產品，使得產品的預投產構型與取證構型符合。對于含軟件的系統裝機設備，確定其用于預投產的產品硬件件號和軟件版本后，發生了軟件更改，在軟件完成相關的功能試驗和飛行試驗后，允許該設備在交付后現場進行軟件升級或者退返升級，使得預投產產品的軟件構型與取證構型符合。但是這類涉及軟件更改的設備，在完成軟件升級之前不允許其裝機交付。

4 預投產飛機構型重點關注的問題

民用飛機在取得TC之前的預投產工作，是一項全新的課題。在預投產飛機的構型定義、構型控制、供應商控制、重大問題處理等方面均需執行相較于批產飛機更加嚴格的要求。在預投產飛機構型定義方面重點關注如下幾個問題。

供應商交付產品的預投產構型定義:

1)供應商產品的圖樣構型

對于供應商交付產品，除了用產品件號定義產品構型，圖樣也是供應商產品構型定義文件。在最初簽訂的合同中已經明確，供應商需要向申請人提供交付產品的圖樣，并得到申請人和適航的批準或認可。

預投產階段，供應商產品構型尚未凍結，即未達到取證狀態。供應商產品構型的更改可能會引起產品硬件件號的更改和圖樣的更改。對于引起供應商交付產品件號更改的構型變化，必須嚴格受控，即其每一次的更改需要獲得申請人和適航的批準，之后才能作為預投產產品進行交付。對于僅僅引起供應商產品圖樣更改的構型變化，是否需要申請人和適航對其每一次的更改進行監控，則需要基于對供應商內部構型控制體系的審查和認可。一般情況下，在不影響產品硬件件號的前提下，供應商產品的圖樣更改只需要定期報申請人和適航批準和認可即可，報批期限可以雙方在合同中明確。

由于知識產權或合同等其他原因，供應商不向申請人提供產品圖紙或僅提供產品頂層圖、接口圖。這種情況，就要求供應商提供圖樣清冊，包含裝配圖和零件圖，并且提交申請人和適航批準或認可。

2)預投產產品的控制投產

預投產期間，由于試驗試飛發生重大問題或是重大的設計改進引起的工程更改，都會影響預投產產品的構型與取證構型的不符合。這就要求申請人制定一套完整的控制流程，對預投產階段發生的、而且影響預投產產品的工程更改進行嚴格控制。包括對允許預投產的零組件的控制投產以及對已投產產品的返修和跟蹤。

5 總結

民用飛機的預投產的開展是為了滿足客戶對飛機交付的需求，申請人和適航共同對預投產飛機承擔風險。預投產飛機的構型是否符合最終的取證構型，是預投產飛機取得單機適航證和交付客戶的關鍵。

申請人需要遵從如下兩個方面原則去定義預投產飛機的構型:

a)允許進行預投產的零組件或裝機設備的構型，其功能、性能等軟硬件特性符合最初的設計要求，或者通過試驗、試飛達到了其設計指標;對明確不符合設計要求和指標的零組件或裝機設備不允許預投產。

b)預投產期間發生的工程更改，需要分析其對預投產產品的影響，評估是否需要預投產產品進行影響的更改或給出不需要進行更改的證明。并獲得適航的批準或認可。

保證預投產飛機的安全性，是預投產工作開展的前提;保證預投產飛機構型的符合性，是預投產飛機交付客戶的關鍵。

參考文獻

[1]民用航空產品和零部件合格審定規定，CCAR-21-R2，1998.

[2]ARJ21飛機預投產管理程序，AP-21-AA-2009-17，2009.