基于試驗(yàn)的地面保障設(shè)備適應(yīng)性評(píng)估驗(yàn)證技術(shù)研究

張 坤，黃丙寅

(中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院 可靠性研究中心，陜西 西安 710089)

基于試驗(yàn)的地面保障設(shè)備適應(yīng)性評(píng)估驗(yàn)證技術(shù)研究

張 坤，黃丙寅

(中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院 可靠性研究中心，陜西 西安 710089)

通過(guò)對(duì)飛機(jī)地面保障設(shè)備設(shè)計(jì)要求和使用特點(diǎn)進(jìn)行分析和研究，建立基于試驗(yàn)的地面保障設(shè)備適用性評(píng)估驗(yàn)證準(zhǔn)則和方法，在試飛階段提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和缺陷，為地面保障設(shè)備的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供參考和借鑒。

地面保障設(shè)備；基于試驗(yàn)；評(píng)估驗(yàn)證

地面保障設(shè)備是飛機(jī)維修保障的重要基礎(chǔ)，對(duì)飛機(jī)的飛行任務(wù)、維修保障效率和經(jīng)濟(jì)性有重大影響，也是綜合保障十大要素之一。但目前國(guó)內(nèi)對(duì)地面保障設(shè)備研制、評(píng)估驗(yàn)證的重視程度依然不夠，部分保障設(shè)備面臨著適用性低、通用性差、配備比例失當(dāng)、設(shè)計(jì)制造缺陷、配套保障不足、轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸性差等問(wèn)題，給試飛保障和部隊(duì)使用造成了不便[1]。如果在試飛階段就對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面合理的評(píng)估驗(yàn)證，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的不足，及時(shí)提出改進(jìn)建議，就可以避免在交付后出現(xiàn)的保障效率低、更改難度大等問(wèn)題。因此，建立全面的保障設(shè)備評(píng)估驗(yàn)證要求體系，合理的驗(yàn)證方法以及規(guī)范的流程，對(duì)于提高地面保障設(shè)備的評(píng)估效率和評(píng)估水平意義重大。

1 地面保障設(shè)備評(píng)估驗(yàn)證體系

1.1 地面保障設(shè)備評(píng)估驗(yàn)證要求

保障設(shè)備評(píng)估驗(yàn)證的體系應(yīng)全面合理，能夠包含保障設(shè)備的功能、使用性等各個(gè)方面，但影響地面保障設(shè)備適用性的因素很多，如果將所有因素都考慮進(jìn)來(lái)，勢(shì)必造成評(píng)估驗(yàn)證繁雜，若考慮較少，又不能反映保障設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)。通過(guò)分析設(shè)備的設(shè)計(jì)要求和使用特點(diǎn)，結(jié)合試飛階段的使用經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品適用性原則[2]，從配套完整性、外觀、重量體積、包裝裝卸儲(chǔ)存運(yùn)輸性、安全性、接口協(xié)調(diào)匹配性、功能、性能和使用性等方面建立評(píng)估驗(yàn)證要求體系，并對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行分析，如圖1所示。

1.1.1 配套完整

配套完整即隨設(shè)備配備的文件資料及簽署、零附件的完整性等。這些資料包含設(shè)備的設(shè)計(jì)思想、使用方法、注意事項(xiàng)和后期維護(hù)等方面的信息。對(duì)配套完整性進(jìn)行合理的評(píng)估是設(shè)備適用性評(píng)估驗(yàn)證的前提。此項(xiàng)內(nèi)容一般包括：合格證明文件、技術(shù)方案、試驗(yàn)報(bào)告和使用與維護(hù)等技術(shù)資料以及設(shè)備所需的電纜、轉(zhuǎn)接頭、堵蓋等零附件；同時(shí)要求資料應(yīng)字跡清楚、字體適中、內(nèi)容完整，描述清晰、簽署有效且不應(yīng)有缺頁(yè)現(xiàn)象；且應(yīng)包含必要的警告標(biāo)識(shí)及操作注意事項(xiàng)。

1.1.2 外觀

外觀是設(shè)備設(shè)計(jì)理念的直觀反映。對(duì)于外觀，應(yīng)檢查保障設(shè)備的表面、顏色、銘牌、材料、布局等的完好情況，如圖2所示。

外觀的具體檢查內(nèi)容一般包括：

(1)銘牌。銘牌上應(yīng)標(biāo)注生產(chǎn)廠家名稱或商標(biāo)、設(shè)備型號(hào)、系列編號(hào)、制造日期(出廠日期)、主要參數(shù)、載荷限制和重量等，字跡應(yīng)清晰直觀；

(2)應(yīng)有設(shè)備使用操作程序的簡(jiǎn)要說(shuō)明，按鈕、旋鈕、開關(guān)等操作件應(yīng)有操作指示；

(3)表面無(wú)皺皮、漏漆、流痕、氣泡、變形、機(jī)械損傷等現(xiàn)象，焊縫應(yīng)勻稱、整潔，不應(yīng)存在漏焊、裂紋、夾渣、燒穿、咬肉等缺陷，涂漆不應(yīng)存在鐵屑、毛刺、銹跡、油污，材料應(yīng)抗霉菌、耐腐蝕[3]；

(4)具有液壓管路的設(shè)備液壓管路不應(yīng)裸露，液壓油無(wú)泄漏、油位處于正常位置，液壓油箱加油口應(yīng)有濾網(wǎng)，油箱口蓋或者油箱頂部應(yīng)有通氣裝置，油箱底部有放油嘴，作動(dòng)筒油箱的上部應(yīng)有排氣孔；

(5)各零部件之間連接應(yīng)可靠，所有相關(guān)的緊固件和銷釘處于正確位置并扭緊，各滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑狀態(tài)良好。

圖1 地面保障設(shè)備適用性評(píng)估要求體系

圖2 外觀檢查要求

1.1.3 協(xié)調(diào)匹配

協(xié)調(diào)匹配是地面保障設(shè)備和飛機(jī)、場(chǎng)站連接的橋梁。設(shè)備只有具備良好的協(xié)調(diào)匹配性，才能使整個(gè)保障系統(tǒng)正常有效的運(yùn)作。

設(shè)備與場(chǎng)站設(shè)施協(xié)調(diào)匹配體現(xiàn)在所需的電源、氣源、液源應(yīng)與場(chǎng)站兼容匹配，需運(yùn)輸、裝卸的設(shè)備應(yīng)與場(chǎng)站保障條件相匹配。設(shè)備與飛機(jī)或機(jī)載設(shè)備的協(xié)調(diào)性體現(xiàn)在接口電纜插頭、管路接口(機(jī)械、電氣及其他接口等)的協(xié)調(diào)匹配，長(zhǎng)度足夠，工作時(shí)不會(huì)與飛機(jī)或機(jī)載設(shè)備干涉，有防差錯(cuò)措施和防誤操作措施，工作電流、信號(hào)、壓力應(yīng)與飛機(jī)相關(guān)設(shè)備匹配，如圖3所示。

1.1.4 功能實(shí)現(xiàn)

功能實(shí)現(xiàn)是保障設(shè)備的目的，也是其最重要的方面。一個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)得再美觀，生產(chǎn)得再精細(xì)，若不能實(shí)現(xiàn)其功能，一切都是徒勞的，設(shè)備的功能決定了其到底“能不能用”。不僅要求設(shè)備的主要功能必須實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的輔助功能也應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。例如對(duì)于千斤頂而言，不僅應(yīng)能實(shí)現(xiàn)其頂起飛機(jī)的功能，同時(shí)應(yīng)具備測(cè)高功能，以便進(jìn)行飛機(jī)的架水平工作，還應(yīng)具備多級(jí)升降，在升降的任意位置可機(jī)械鎖緊的功能，活塞桿無(wú)載荷時(shí)具備快速上升的能力等。

1.1.5 使用性

使用性反映了設(shè)備的人性化程度，決定了其到底“好不好用”。若設(shè)備能實(shí)現(xiàn)其功能，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力或是要采用比較難受的姿勢(shì)進(jìn)行操作，則其設(shè)計(jì)也是失敗的。如某型千斤頂?shù)氖褂眯詰?yīng)包含：操縱手柄長(zhǎng)度要合適，搖動(dòng)省力；手搖泵應(yīng)能夠由一個(gè)人完成操作，操作手柄中立位置距地面高度合適，便于人員采用合適姿勢(shì)進(jìn)行操作；設(shè)計(jì)供人徒手搬運(yùn)的把手，且與千斤頂重心相適應(yīng)，且尺寸滿足帶手套搬運(yùn)的要求，方便轉(zhuǎn)場(chǎng)搬運(yùn)；大型千斤頂設(shè)計(jì)牽引桿，底盤設(shè)計(jì)行走機(jī)構(gòu)，方便機(jī)動(dòng)牽引或人力推動(dòng)；在設(shè)備就位后牽引桿和行走機(jī)構(gòu)可收納，設(shè)計(jì)鎖緊裝置，防止阻礙地勤工作。

除此之外也要考慮設(shè)備在不同環(huán)境下的使用性。例如某型飛機(jī)引進(jìn)的空調(diào)車，在北方工作良好，而在南方高溫高濕環(huán)境下故障率上升[4]。所以應(yīng)從便捷性、人素工程設(shè)計(jì)、維修性以及環(huán)境適應(yīng)性等方面對(duì)設(shè)備的使用性進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證。

1.1.6 包裝裝卸儲(chǔ)存和運(yùn)輸

良好的包裝、裝卸、儲(chǔ)存和運(yùn)輸性也是地面保障設(shè)備應(yīng)具有的能力，可以提高設(shè)備的壽命周期和使用效率。包裝的形式、包裝箱的選擇、裝卸時(shí)的吊掛點(diǎn)以及在運(yùn)輸中的防震性、空間性都是其重要的指標(biāo)。如千斤頂要求具有接頭和防護(hù)罩存放裝置，方便接頭和防護(hù)罩的保管；大型千斤頂要設(shè)計(jì)有起吊用的孔；包裝好的產(chǎn)品可采用任何運(yùn)輸工具進(jìn)行運(yùn)輸，其尺寸、形狀、重量和重心能適應(yīng)公路、鐵路、水運(yùn)和空運(yùn)環(huán)境條件等。

1.1.7 安全

安全決定一個(gè)設(shè)備到底“敢不敢用”，其要求主要包括三個(gè)方面，主要涉及保障設(shè)備對(duì)人、對(duì)飛機(jī)/環(huán)境、對(duì)自身的安全性等[5]。

首先，應(yīng)考慮保障設(shè)備對(duì)人員的安全。設(shè)備要求在保證性能的前提下采取合適的防護(hù)措施，表面無(wú)影響人員或設(shè)備安全的尖角、銳邊等，不能有機(jī)械、電磁、油污等對(duì)人員造成損失的缺陷設(shè)計(jì)，要有相關(guān)的防護(hù)設(shè)計(jì)。

其次，設(shè)備應(yīng)充分考慮了飛機(jī)、環(huán)境的安全[5]。設(shè)備的使用不能影響或改變飛機(jī)(含零部件)的性能和參數(shù)，甚至造成破壞；不能有可能造成火災(zāi)、環(huán)境污染等事故的設(shè)計(jì)。

最后，保障設(shè)備應(yīng)考慮對(duì)自身的保護(hù)，不能造成設(shè)備自身癱瘓報(bào)廢、不可修復(fù)的重大故障等。如某型千斤頂，其安全性一般要求：手搖液壓系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置鎖定位置；接頭與飛機(jī)接觸位置應(yīng)設(shè)計(jì)保護(hù)措施；液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)應(yīng)具有防誤操作的措施；活塞桿應(yīng)有保險(xiǎn)螺母或其他的機(jī)械保險(xiǎn)裝置，以保證在任意頂起高度發(fā)生液壓系統(tǒng)卸荷情況時(shí)都能支撐負(fù)載；液壓系統(tǒng)應(yīng)裝有防止超壓的安全閥；可調(diào)螺桿應(yīng)有限位裝置，以防止擰出過(guò)長(zhǎng)，發(fā)生危險(xiǎn)。

1.1.8 重量和體積

重量和體積反映了設(shè)備的“三化”水平。從設(shè)備的強(qiáng)度、剛度、與飛機(jī)的對(duì)接情況、使用環(huán)境、使用條件、人素工程、選材以及經(jīng)濟(jì)性綜合考慮其重量和體積。不僅要考慮設(shè)備的使用體積，同時(shí)要考慮其包裝及儲(chǔ)存狀態(tài)的體積。

1.1.9 性能參數(shù)

性能參數(shù)反映了設(shè)備能達(dá)到的效果，是對(duì)其進(jìn)行量化評(píng)估驗(yàn)證的重要指標(biāo)。根據(jù)每一類設(shè)備的設(shè)計(jì)方案和使用特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)備的相關(guān)性能參數(shù)進(jìn)行考核驗(yàn)證。如千斤頂?shù)氖湛s比、存儲(chǔ)狀態(tài)到工作狀態(tài)的展開時(shí)間、穩(wěn)定圓半徑和容積效率，牽引桿的轉(zhuǎn)彎半徑、牽引速度等[6]。

1.2 地面保障設(shè)備評(píng)估驗(yàn)證準(zhǔn)則

根據(jù)不同設(shè)備自身的特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)軍標(biāo)、國(guó)標(biāo)、行標(biāo)等，通過(guò)圖4流程對(duì)評(píng)估驗(yàn)證要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換和細(xì)化，可以形成評(píng)估驗(yàn)證準(zhǔn)則。

1.3 地面保障設(shè)備評(píng)估驗(yàn)證方法

針對(duì)地面保障設(shè)備的評(píng)估要求，結(jié)合試飛階段特點(diǎn)，確定驗(yàn)證時(shí)機(jī)，對(duì)國(guó)際上通用的符合性驗(yàn)證方法(Means of Compliance，MOC)加以適用性改進(jìn)，建立適用于地面保障設(shè)備適用性評(píng)估驗(yàn)證方法(Assessment of Ground Equipment，AOG)[6]，如表1所示。

表1 AOG驗(yàn)證方法

根據(jù)由簡(jiǎn)到難、由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的人素原則，評(píng)估驗(yàn)證時(shí)首先對(duì)適用AOG1和AOG2的要求進(jìn)行直觀檢查，其次對(duì)適用AOG3和AOG5的要求和相關(guān)性能參數(shù)通過(guò)測(cè)量計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)演示進(jìn)行考核，最后通過(guò)和飛機(jī)進(jìn)行地面對(duì)接試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證適用AOG4的要求，如圖5所示。

2 地面保障設(shè)備符合性計(jì)算

在試飛階段對(duì)地面保障設(shè)備進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)同時(shí)對(duì)兩個(gè)或多個(gè)廠家的相同設(shè)備進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性試驗(yàn)的情況。為了量化評(píng)估結(jié)果，同時(shí)更直觀、客觀地從中挑選出更為優(yōu)秀的設(shè)備，需要計(jì)算設(shè)備的符合性分值。

首先對(duì)生產(chǎn)的設(shè)備詳細(xì)準(zhǔn)則條款進(jìn)行打分，若符合要求為滿分100分；若基本符合，則根據(jù)外場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)及操作便捷性和評(píng)估驗(yàn)證結(jié)果的可區(qū)分程度，將符合性程度分為3檔，即80分、60分和40分；若不符合則為0分，然后通過(guò)式(1)進(jìn)行符合性分值計(jì)算。

(1)

式中：D為保障設(shè)備的適用性評(píng)估結(jié)果；ni為形成的所有驗(yàn)證條款數(shù)；n100、n80、n60和n40分別為得到100分、80分、60分和40分的條款數(shù)；δi為第i類條款的權(quán)重。

通過(guò)計(jì)算滿足要求和基本滿足要求的項(xiàng)數(shù)可得到設(shè)備的符合性分值，即可從中選出更為滿足研制要求的設(shè)備。近年來(lái)在空軍組織的保障設(shè)備評(píng)估驗(yàn)證中，應(yīng)用符合性計(jì)算的量化評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)選出了功能性能出眾的保障設(shè)備和供應(yīng)商，同時(shí)，量化結(jié)論的扣分項(xiàng)為保障設(shè)備后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考，對(duì)于不滿足項(xiàng)和仍有改進(jìn)空間的方面，可針對(duì)性地給出改進(jìn)建議。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)制定地面保障設(shè)備驗(yàn)證要求體系，形成評(píng)估驗(yàn)證準(zhǔn)則，在此基礎(chǔ)上形成驗(yàn)證方法，對(duì)保障設(shè)備進(jìn)行評(píng)估，可以比較全面真實(shí)地反映出保障設(shè)備的實(shí)際水平，提前發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)這些問(wèn)題，避免投入使用后造成的使用效率低、安全性差等情況，同時(shí)規(guī)范化地面保障設(shè)備在外場(chǎng)評(píng)估驗(yàn)證的流程，解決了目前外場(chǎng)地面保障設(shè)備評(píng)估驗(yàn)證主觀隨意性較強(qiáng)的問(wèn)題。

[1] 黃丙寅,馬麗.航空地面保障設(shè)備使用鑒定現(xiàn)狀及思考[C]//中國(guó)航空學(xué)會(huì).航空裝備維修技術(shù)及應(yīng)用研討會(huì)論文集.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2015:431-434.

[2] 王金鳳,李爭(zhēng).淺析產(chǎn)品設(shè)計(jì)的適用性原則[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì), 2011(2):206-208.

[3] 國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì),空軍標(biāo)準(zhǔn)化辦公室,空軍第一研究所.飛機(jī)地面保障設(shè)備通用規(guī)范[EB/OL].(1991-10-18)[2017-03-10].http://www.docin.com/p-150916494.html.

[4] 施惠娟.飛機(jī)地面保障設(shè)備存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].中國(guó)科技博覽, 2015(24):44.

[5] 汪邦中.民用飛機(jī)地面支援設(shè)備設(shè)計(jì)探討[J].航空維修與工程, 2011(6):51-52.

[6] 董大勇,俞金海,李寶峰,等.民機(jī)駕駛艙人為因素適航符合性驗(yàn)證技術(shù)[J].航空學(xué)報(bào),2015,37(1):310-316.

[責(zé)任編輯、校對(duì)：梁春燕]

Research of Adaptability Evaluation Technology Based on the Test of Ground Support Equipment

ZHANGKun,HUANGBing-yin

(Reliability Research Center,Chinese Flight Test Establishment,Xi′an 710089,China)

Through the research and analysis of the design-requirements and characteristics of ground support equipment(GSE),the adaptability evaluation criteria and evaluation method are established on the basis of the test of GSE to discover the problems and defects of design in the test phase and further to provide references for improving design.

ground support equipment;test-based;evaluation

2017-03-10

張坤(1987-)，男，陜西三原人，工程師，主要從事航空裝備評(píng)估研究。

V267

A

1008-9233(2017)03-0020-05