民用飛機系統功能危險性評估

摘 要：對功能危險性進行評估是安全性評估中最重要的一步，并且還具有不容忽視的作用。文章對系統功能的實際危險性評估的步驟以及目的進行了介紹，然后把針對自動飛行這個控制系統的評估過程做了詳細介紹，望民用飛機系統能夠將此作為評估系統功能安全性的依據。

關鍵詞：民用飛機；系統功能；危險性；評估

針對民用飛機系統來看，首先要考慮的問題就是安全性能，這在研制、生產以及運營與退役過程中都有多貫穿，與此同時，也決定著民用飛機能夠通過審查順利地進入到市場。自動飛行這個控制系統是飛機的一個主要機載系統，它的安全性是設計過程中非常關鍵的環節。而飛機系統安全性包括了系統安全性的初步評估、評估、危險性評估以及實效模式影響與共因分析等。文章把民用飛機當中的自動飛行系統當作例子，對功能危險性進行了評估，具體如下。

1 簡述功能危險性的評估

評估功能危險性這個系統能夠對產品所具有的功能進行檢查，并識別每項功能的實際生效狀態，然后按照失效狀態的情況逐個分類的一種分析安全性能方法。同時，還要把系統當做對象，實際上評估功能危險性這項研究就是在設計飛機過程中包線與飛行階段，有可能會對飛機飛行以及系統造成影響的安全失效。

評估功能危險性的過程屬于從上到下分析功能失效的一種評估方法，其主要目的就是當系統喪失功能的狀況下，掌握失效狀態以及各種有關分類。

而對評估民用飛機的安全性能夠為以后的輸入流程奠定基礎，同時也為子系統以及后續系統的設計提出安全性需求，讓系統構架更具有接受性，找出存在的問題以及設計需要作出怎樣的修改，然后明確下步要設計的范圍。而評估系統功能的危險性提出了所有功能的實際危險評估，確認以及推導設計系統安全性的標準，提出諸多種安全性的需求，同時也提出了諸多隱藏功能處于失效狀態上信息，這部分信息能夠明確各種系統的完整性、結構方案、隔離要求、最低設備、系統分離等清單需求[1]。

評估系統功能的危險性評估主要包括識別失效狀態、功能評估清單、接口示意圖、設計目標與要求、設計原理與方案、適航規章等。

2 評估系統功能的危險性過程

2.1 對系統功能進行定義

評估系統的功能性能就是先要探究系統所具有的一些功能，然后將分為外部與內部兩種功能，分析確定之后再對功能清單進行建立。

評估系統功能性的危險性就是根據逐層開展的方法分析有關功能，確定工作狀態是的各項功能，形成評估功能危險性的所有清單。系統當中的內部功能主要就是內部設備與本身功能間融合后所體現的功能，而外部功能就是其他系統以及分析系統針對其他系統所提出來的功能[2]。

例如：自行飛行這種控制系統，民用飛機當中的自動控制系統通常接受飛行員從飛管系統或飛行扳手發送出來的指令，提出對飛機進行自動控制的姿態、速度、路徑等功能，進而使飛行員可以不用再承受較大的工作強度。

2.2 對失效狀態工作階段進行明確

系統各個功能工作有著不同的飛行階段，而針對自動駕駛這項功能來說，能夠設計成爬升、起飛、下降、著陸、巡航等飛行階段。

2.3 失效狀態的等級分類以及影響

按照飛行階段的不同，系統的功能失效會對乘客以及飛機與機組成員造成不同程度的影響，應該根據飛機的安全性評估、設計經驗、功能危險性評估進行重點分析。

我們可以根據下述原則的影響等級：第一，通常情況下系統錯誤的嚴重性要比失效影響與系統故障嚴重；第二，掌握飛機對于飛行員的控制以操作要求，進而明確失效狀態過程中對駕駛員操作所提出的要求以及造成的影響；第三，假如功能故障相同在各個飛行階段會對人員以及飛機產生不同的影響，這在分析過程中必須明確指出[3]。

2.4 明確失效狀態會對等級造成影響的支撐材料

針對失效狀態所造成的影響了解不清楚，需要通過仿真分析、飛行試驗、模擬試驗與分析計算等諸多方法當作支撐材料，進而明確系統在失效狀態下對材料等級造成的影響。因為“在下降、巡航、爬升與自動駕駛”等諸多失效狀態下的實際影響等級非常小，能夠應用試飛試驗與分析方法來當作支撐的材料；“在著陸與起飛”等各種失效狀態對等級造成的影響非常大，能夠應用模擬實驗與分析方法當做支撐材料。

2.5 對失效狀態所提出的要求進行驗證的方法

針對各種失效狀態下所具有的安全性能方面需求，都需要提出與之性對應的驗證方法，進而使系統設計可以與安全性的需求相符合。

針對評估功能危險性所提出來的諸多失效狀態，通常使用的驗證方法包括共因分析、故障樹分析、影響分析、失效模式分析等。一般對“爬升、下降、巡航與自動駕駛”等眾多失效狀態的實際影響等級非常小，能夠把影響分析和失效模式當作主要的驗證方法；而“在著陸以及起飛階段”的失效狀態的實際影響等級非常大，可以把故障樹分析以及失效模式當作主要的驗證方法[4]。

2.6 評估功能危險性的分析表

把評估功能危險性的實際結果都填入到分析表格當中，得出最后的評估結果。通常情況下評估危險性的分析表內容如下：第一，功能：就是將要進行具體分析的一些功能；第二，失效狀態：簡單的描述各種失效狀態；第三，飛行階段：即功能失效時的飛行狀態。假如失效狀態的實際影響由飛行階段所決定，就一定要根據飛行階段來進行認真填寫；第四，危險對人員以及飛機造成的影響：當功能失效以后，乘客、機組成員與飛機遭受到了極其差的結果；第五，影響的等級：非常小的、非常大的、危險的、災難性的；第六，驗證方法、故障分析、影響分析、失效模式分析等。

3 結束語

上文介紹了評估系統功能危險性的實際過程，可以為評估民用飛機系統的實際安全性提供相應參考。可是要想更加準確地進行評估，還需要進一步的研究。

參考文獻

[1]蔡景，李鑫，肖羅椿，等.民用飛機成組維修方案優化模型研究[J].南京理工大學學報（自然科學版），2015（3）：306-311.

[2]孫一峰，楊士普，方陽，等.民用飛機機身表面靜壓孔氣動布局設計研究[J].空氣動力學學報，2015（5）：673-677.

[3]梁技，楊飛，楊智春，等.現代民用飛機氣動彈性模型低速風洞試驗適航符合性驗證技術研究[J].振動與沖擊，2013，32（12）：1-5+16.

[4]孫潔瓊，張寶柱.先進鋁鋰合金的特點及其在民用飛機上的應用[J].航空工程進展，2013，4（2）：158-163.