牟曉偉 于洋 孫薇

摘要:本文從適航規(guī)章、適航審查流程、適航流程管理等方面對我國直升機適航審查中的問題進行了分析,著重對適航審定和航空器評審兩方面的規(guī)章制度進行剖析,明確審查重點,并結合我國直升機審查經(jīng)驗,總結我國直升機在型號合格審查方面取得長足的進步,在適航審定和航空器評審(AEG)方面積累的豐富經(jīng)驗,同時也總結出了我們現(xiàn)階段所面臨的問題,有針對性地提出我們的不足,在對流程的梳理、溝通機制的建立、管理權限和范圍的界定、管理及驗證方式的探索等都進行了反思與討論,對能力建設、審查管理等問題提出具體意見,對我國民用直升機后續(xù)發(fā)展尤其是順利取得型號合格證(TC)提供了技術支撐,對國產(chǎn)直升機取得TC證具有重要的借鑒意義。
關鍵詞:民用直升機;適航;AEG;適航規(guī)章;TC
中圖分類號:V275+.1文獻標識碼:ADOI:10.19452/j.issn1007-5453.2021.01.015
民用直升機作為直升機產(chǎn)業(yè)的一個分支,在社會、經(jīng)濟、政治、文化、體育、衛(wèi)生等各個方面發(fā)揮著越來越重要的作用,其廣泛應用于通航飛行、搜索救援、護林防火、航空植保、觀光旅游等多種用途。近十年間,中國民用直升機市場一直保持著高速的增長,由2009年的不足200架到2019年的1237架,年均增長在20%以上[1]。然而從國內直升機市場機型保有量來看,排在前幾位的多為國外型號,如R44、H125、貝爾407、AW119、S-76等,其制造商為羅賓遜、空客直升機、貝爾、萊奧納多、西科斯基等世界知名直升機制造商,國產(chǎn)直升機在民用直升機領域市場占有率低,這與國產(chǎn)直升機在技術創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)以及適航體系建設都存在一定的因果關系。由于國外成熟的直升機市場,使得直升機制造商加快了新產(chǎn)品投入市場的步伐,以直升機制造商為主的工業(yè)方適航驗證體系建設在市場的影響之下已經(jīng)越發(fā)完善[2]。相比之下,我國民用直升機適航驗證體系建設還有很多問題需要探討和研究,需要加緊建設中國直升機制造商的適航驗證體系,為我國直升機產(chǎn)品推向市場打下堅實的基礎。民用直升機取得中國民用航空局頒發(fā)的型號合格證(TC)是其邁向市場的第一步。
本文分析了國產(chǎn)直升機在適航審查過程中的經(jīng)驗和不足,對民用直升機取得TC證過程中所要面對的適航審定與AEG評審進行了分析與研究,探討現(xiàn)階段國產(chǎn)直升機取證過程中的難點和關鍵問題,為后續(xù)工作開展提供借鑒。
1適航規(guī)章
中國適航法規(guī)體系框架中,《中華人民共和國民用航空法》屬于一級法律文件,《適航管理條例》屬于二級法律文件,適航指令、中國民用航空規(guī)章(CCAR)、技術標準規(guī)定屬于三級法律文件。民用直升機適航取證過程中所要遵循的相關規(guī)章就屬于三級法律文件。中國民用航空規(guī)章分為管理類規(guī)章、審定類規(guī)章和持續(xù)適航規(guī)章,對于直升機適航審查,適用的規(guī)章包括:CCAR 21、CCAR 27、CCAR 29、CCAR 34、CCAR 36、CCAR 91、CCAR 135,這其中包括管理類規(guī)章和持續(xù)適航類規(guī)章。如果設計單位部分人員獲得了委任工程代表(DER)等委任資質,適用的規(guī)章還包括CCAR183。
2014年,中國民用航空局下發(fā)了MD-FS-AEG006《航空器制造廠家運行支持體系建設規(guī)范》,正式將航空器評審(AEG)納入適航審查體系中。2017年5月,交通運輸部以2017年第23號令頒布《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》的第四次修訂版本,增加第十四章“設計保證系統(tǒng)”和第十五章“運行符合性評審”,強化對航空器運行符合性評審的要求。AEG審查目的是基于國內民機運行支持工作提出的航空器運行支持體系評審,為運營人或所有人提供包括專業(yè)培訓、規(guī)范性文件、維修及工程技術支援等方面的服務,并建立全面的使用信息收集和處理流程,在全生命周期內對產(chǎn)品進行必要的持續(xù)改進,從而保證航空器的持續(xù)安全運行[3]。AEG審查包括4個方面:(1)飛行標準化委員會(FSB)評審:適用于運輸類飛機、旋翼機和其他需要具有型別等級的非運輸類飛機;(2)飛行運行評審委員會(FOEB)評審:適用于制造人申請可以帶有不工作的儀表或者設備運行的航空器;(3)維修審查委員會(MRB)評審:適用于運輸類飛機和制造人申請制定初始維修要求(MRBR)的航空器;(4)持續(xù)適航文件評估(ICA評估):適用于持續(xù)適航文件編制方案和計劃審核;在設計階段,與AEG評審相關的規(guī)章包括CCAR 23、CCAR 25、CCAR 27、CCAR 29、CCAR 61、CCAR 91、CCAR 121、CCAR 135等規(guī)章的部分條款。
AEG審查工作近年來受到局方的高度重視,作為一個獨立的審查方向,需要引起設計單位和生產(chǎn)廠家的重視。
2適航審查
2.1適航審定
配合局方完成適航審定工作是取得TC證的關鍵。適航審定工作是民航局為了保證航空產(chǎn)品能夠滿足適航規(guī)章的要求而進行的活動。為了達到這一目的,需要申請人具備以下能力:(1)需要完備的設計體系,該體系應該包括完成直升機設計的各個專業(yè);(2)建立人才體系,在設計部門應該著重培養(yǎng)對條款熟悉并能夠為條款的符合性驗證提供試驗方法的技術專家;(3)建立試驗能力全面的飛行試驗和實驗室試驗部門,以支持符合性驗證試驗;(4)成立適航審定辦公室,協(xié)調適航審定資源,與民航部門溝通協(xié)調,組織適航審定相關活動[4]。
中國民用直升機適航審查工作始于“海豚”直升機的引進。早期的適航審查工作大都集中在CCAR 27和CCAR 29兩部規(guī)章,并且對兩部規(guī)章整體的理解和條款符合性的把握上都缺少經(jīng)驗,這些從早期的H425和Z11直升機上都可以得到印證。此外,還缺少對運營規(guī)章和管理類規(guī)章的貫徹與執(zhí)行,對取證的進度和關鍵條款符合性及驗證工作準備不夠充分,對直升機運營工作沒有足夠的認識,既影響了整機TC取證進度,也影響了直升機運營。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,現(xiàn)在各個直升機生產(chǎn)廠商已經(jīng)建立了完善的適航部門,組織機構基本完整,人員資質正在一步一步地提升,已經(jīng)完成AC 311、AC 312、AC 313系列直升機對CCAR 21、CCAR 27、CCAR 29、CCAR 34、CCAR 36、CCAR 91、CCAR 135等規(guī)章的適航審定工作,基本具備完成新型民用直升機適航審查與驗證工作的能力[5]。
2.2 AEG
AEG評審作為適航審查的一項重要內容,根據(jù)其定義,主要內容分屬4個方面:(1)FSB評審基本要求是確定航空器型號的駕駛員資格計劃(PQP)、型別等級和機組資格要求,形成航空器型號駕駛員型別等級培訓計劃、適用的測試、支持表格和文件等;(2)FOEB評審基本要求是MMEL制定/修訂的流程和要求,形成MMEL建議項目的分析、格式和具體政策;(3)MRB評審基本要求是維修審查委員會報告(MRBR)要求的范圍,MRB、ISC、WG、PPH的要求,MRBR制定和修訂的流程和規(guī)范,形成MSG-3分析流程和規(guī)范;(4)ICA評估基本要求是持續(xù)適航文件須經(jīng)民航當局的審核和認可,持續(xù)適航文件完成之前可以對航空器頒發(fā)型號合格證,首架航空器交付或者頒發(fā)標準適航證前持續(xù)適航文件必須完成。
為適應AEG評審的要求,并保證體系的建設能夠更好地與民航審定部門對接,同時銜接設計部門的功能,建立的AEG審查部門至少應該具備上述4項功能才能夠保證型號研制和取證工作的順利進行[6]。AEG評審工作的初衷是解決直升機設計部門缺少使用和維護經(jīng)驗,造成部分設計功能影響或不滿足運營要求。AEG審查工作能夠讓設計更好地服務于用戶,從而推動直升機產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。
3 TC審查現(xiàn)狀及問題
3.1適航審定現(xiàn)狀及問題
適航審定工作是隨著技術的進步而在不斷地改進。中國國產(chǎn)民用直升機產(chǎn)品的不斷推陳出新,也讓直升機生產(chǎn)商在適航審定中積累了豐富的經(jīng)驗。直升機生產(chǎn)商和設計部門已經(jīng)建立起包含直升機適航審定涵蓋的各個方面的適航組織機構,制定適航程序文件和規(guī)范,培養(yǎng)了一批適航人才和專家。通過DER培養(yǎng),適航專家積極參與民航部門組織的培訓,獲得委任代表資格,并對設計系統(tǒng)內部參與到適航審定的設計人員進行二次培訓,強化適航能力建設。同時適航審定過程中的條款分析能力、試驗試飛能力等都得到了長足的發(fā)展。可以肯定的是,經(jīng)過近幾年民用直升機的研發(fā),建立健全了工業(yè)部門的適航體系,培養(yǎng)了人才隊伍,建立了能夠滿足直升機適航審定要求的試驗和試飛能力,使得國內直升機研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展有了技術基礎和人才基礎,提升了產(chǎn)業(yè)升級的能力。
適航審定工作的進步讓直升機設計與制造取得了巨大的成績,但是我們也同樣遇到或者正在面臨著挑戰(zhàn)。
(1)設計與試驗技術
首先我們面臨的最緊要的問題是隨著新技術的應用,適航規(guī)章在環(huán)境保護和環(huán)境適應性方面有了更全面的要求,如對于發(fā)動機排放要求、直升機噪聲等級要求、閃電和HIRF要求等,直升機的適航審定越來越趨向更加全面的審查。然而在這些方面,我們在設計技術上與世界先進設計水平存在一定的差距,在試驗技術上,我們也有很多不足之處。以閃電和HIRF為例,國內直升機生產(chǎn)商并沒有太多的設計經(jīng)驗,也沒有配套的試驗設施和試驗手段,國內具備進行該項試驗的廠家或單位屈指可數(shù),而且其僅可以提供試驗支持,對于試驗過程中出現(xiàn)的設計技術問題,并不能夠給出滿意的設計優(yōu)化方案。
(2)試飛能力建設
由于直升機飛行與固定翼機有很大的差別,我國在直升機研制方面起步較晚,在試飛能力建設方面經(jīng)驗不足。經(jīng)過多年的努力,通過新型民用直升機的研發(fā),直升機生產(chǎn)商在直升機性能、操穩(wěn)和各個系統(tǒng)功能驗證的試飛科目都取得了一定的成績,但是我們對于部分直升機包線的試飛流程和試飛方法的掌握仍然不夠全面。如直升機的回避區(qū)包線的試飛,我們還沒有能夠對其有足夠的認識,對試飛方法的探究還處在初始階段,至于試飛數(shù)據(jù)的滿意度的判定缺少依據(jù),對數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理還需要進一步研究。
(3)人才隊伍的建設
由于國產(chǎn)民用直升機在國內的品牌知名度不高,產(chǎn)品更新?lián)Q代慢,沒有受到民用直升機用戶的青睞,所以我們通過幾型直升機產(chǎn)品培養(yǎng)出來的適航專家和技術人才面臨流失的風險。為了確保中國民用直升機產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,必須通過各種渠道加強民用直升機的研發(fā),通過加大民用直升機項目的建設,加強適航審定人才隊伍的建設,留住人才并提升人才競爭力,形成產(chǎn)品競爭力,最終可以轉化為產(chǎn)業(yè)競爭力優(yōu)勢。
3.2 AEG現(xiàn)狀及問題
近幾年,在中國航空工業(yè)大發(fā)展的背景之下,AEG評審工作也得以順利展開。隨著AC 311、AC 312、AC 313系列直升機的成功研制,AEG評審工作已經(jīng)融合在直升機研發(fā)工作的各個階段。以AC 312系列直升機為例,從AC 312型直升機的研發(fā)過程中第一次引入AEG審查,到AC 312E型直升機從項目開發(fā)策劃階段就主動協(xié)調民航部門對該型號的適航審查和AEG審查同時展開工作,通過兩個型號的研發(fā)已經(jīng)建立起一套行之有效的AEG審查體系,該體系能夠在型號的研發(fā)過程中全程參與設計的各個主要階段,實施跟蹤和反饋與AEG審查相關的設計問題,采用設計研發(fā)與適航審查并行的思路,配合研制工作的順利進行。所形成的主要成果包括:審定維修要求(CMR)、維修審查委員會報告(MRBR)、結構修理手冊(SRM)、主最低設備清單(MMEL)等。這些手冊和文件原本就屬于直升機適航文件體系中的一部分,但是作為AEG審查的成果,它具有了不同的意義。AEG的審查讓直升機在運營過程中可能存在的問題得到暴露,通過設計更改,優(yōu)化設計方案,提升直升機維護的簡易性,使用便捷性,設備運行的可靠性,凸顯出AEG評審工作的重要性。
AEG評審過程中雖然建立了卓有成效的適航體系,但是從型號研制階段的運行情況來分析,設計單位的AEG適航體系還是存在很多不足之處。
3.2.1人員參與范圍
首先AEG評審作為民航部門對設計與生產(chǎn)制造部門的審查,其審查內容紛繁復雜,AEG審查自身也構成了一個龐大的體系,從AEG審查的職能來看,4個方面的內容包含著眾多的與設計、使用、維護和運營相關的內容。但是AEG職能部門的建設、功能的劃分、人員配備等都存在不足。例如,AEG部門應該將具有試飛員、飛行教員、地勤維護人員資質的相關人員納入到AEG適航體系中,參與到AEG評審工作,同時也應該將他們提出的意見和建議反饋給設計部門,為設計優(yōu)化提供信息支持。
3.2.2支撐文件
體系的建設離不開管理文件的制定,廠家AEG評審的規(guī)范類文件和協(xié)調廠家與民航部門溝通交流的程序文件體系不健全,未能形成系統(tǒng)的高效的工作流程,大部分審查工作還停留在部門之間的口頭協(xié)調,一些關系到細節(jié)的技術交流沒有文件的傳遞導致交流的反復和溝通的不暢,這些都需要通過流程控制文件來對AEG內部審查工作進行整理歸類并形成系統(tǒng)的程序文件。這些程序文件和最終形成的內部審查結果可以作為向民航提交審查申請的佐證材料,部分材料可以作為民航最終審查的支撐文件。
此外支撐文件還應該包括由設計部門輸入的技術文件,其中一個典型的情況就是MSG-3分析。MSG-3分析的基礎是設計資料中的系統(tǒng)定義、系統(tǒng)功能和故障模式分析說明、故障模式影響分析、可靠性數(shù)據(jù)等內容。其中的故障模式影響分析和可靠性數(shù)據(jù)是部分設計部門所欠缺的,而其作為MSG-3分析的基礎數(shù)據(jù)對分析的結果以及民航部門是否能夠接受分析結果都有著很重要的影響。
3.2.3職能部門及人才隊伍建設
AEG部門作為一個單獨的職能部門,主要負責對內協(xié)調設計部門、維修部門、飛行員等參與到項目工作中,對外負責與民航部門聯(lián)系,梳理審查流程,明確審查方向,協(xié)調具體審查事項和審查內容。然而現(xiàn)階段部分AEG部門的職能還不具備涵蓋上述職能的能力。作為職能部門應該被賦予協(xié)調AEG審查所必需的部門協(xié)調能力,必要的時候可以建立AEG審查項目聯(lián)合工作組,對相關部門施行有效的組織和協(xié)調,形成較為全面的AEG審查能力。
AEG職能之一是協(xié)調各個部門之間的協(xié)調合作,而具備相應資質的人員是決定能否高效完成AEG審查任務的關鍵。人才隊伍的建設應該被視為與職能部門建設同等重要的地位來認真對待。AEG審查所需要的人才隊伍除了需要有設計部門的技術專家外,它還應該包括以下關鍵人才:(1)運行工程師具備一定的飛行和運營資質,能夠提供運行要求和客戶需求,能夠編制運行文件,對運行新技術有一定的研究;(2)試飛員具備相應駕駛員執(zhí)照和試飛經(jīng)歷,能夠參與駕駛艙設計,參與制定飛行程序并進行驗證,能夠培訓首批駕駛員;(3)維修工程師具備相應的專業(yè)知識和維修經(jīng)歷,能夠對使用問題提供反饋意見,對與運行相關的維修問題給出專業(yè)意見;(4)適航專家了解運行規(guī)章、空中交通管理、機場運行等適航規(guī)章,能夠制定適用的適航規(guī)章,并給予一定的解讀。
4結論
國產(chǎn)直升機在近年來的發(fā)展過程中取得了長足的發(fā)展,尤其是AC系列國產(chǎn)直升機相繼取得中國民航適航證,也證明了我國在直升機設計、研發(fā)與制造方面有了一定的技術積累。然而我們所處的市場環(huán)境中,有著國際知名直升機制造商的競爭壓力,國產(chǎn)直升機制造商適航體系的建設應該更加注重管理水平和技術能力建設,從總體上掌握適航的主動性,以便加強國產(chǎn)直升機適航取證能力,建立與國外直升機對等的適航審查體系和審查能力,我們的最終目標應該是建立能夠與美國和歐洲適航當局能力對等的管理和技術體系,加快國產(chǎn)直升機走向世界直升機市場。
(1)加強試驗能力建設
建設滿足于適航審查體系的試驗能力,填補我國在直升機適航方面的短板,通過多方合作的模式建設民用直升機有關環(huán)境、噪聲、閃電防護、HIRF等方面的試驗能力和試驗條件。
(2)加強試飛能力建設
通過對外合作的方式,我們已經(jīng)建立起有效的溝通渠道,通過引進外籍飛行員參與試飛工作,多方面采集數(shù)據(jù),逐步摸索試飛方法和數(shù)據(jù)處理方法,進一步加深對試飛科目的理解,構建試飛技術體系。
(3)加強人才隊伍建設
通過與民航部門的合作加強直升機生產(chǎn)商與適航審定部門的技術交流與合作,培養(yǎng)適航審查人才,建立人才梯隊,提升適航審定水平。
(4)加強AEG評審部門建設
建立功能完備、人員齊整、人才素質滿足適航審查要求的AEG適航部門,統(tǒng)一規(guī)劃審查工作,具備協(xié)調不同部門共同參與完成AEG審查的能力。
(5)加強AEG審查制度體系建設
通過制度文件體系,建立適合于AEG審查的管理流程,建立文件流轉過程監(jiān)控,讓問題得以記錄、流轉和閉環(huán),對審查問題實施過程監(jiān)控和閉環(huán)管理。
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(責任編輯王為)
作者簡介
牟曉偉(1982-)男,碩士,高級工程師。主要研究方向:直升機總體設計。
Tel:010-57827845E-mail:muxiaowei316@yeah.net
Research on Civil Helicopter Airworthiness Certification of TC
Mu Xiaowei1,*,Yu Yang2,Sun Wei1
1. Chinese Aeronautical Establishment,Beijing 100029,China 2. Hafei Aviation Industry Co.,Ltd.,Haerbin 150066,China
Abstract: This paper analyzes the problems in airworthiness review from the aspects of airworthiness regulations, airworthiness review process, airworthiness review process management and so on. The rules and regulations of airworthiness certification and aircraft evaluation are analyzed, underline the focus of review. Combined with Chinas helicopter review experience, Chinas helicopter has made considerable progress in model qualification review and accumulated rich experience in airworthiness certification and AEG review. At the same time, it also summarizes the problems we are facing at the present stage and puts forward our shortcomings in a targeted way. The process review, the establishment of communication mechanism, the definition of management authority and scope, and the exploration of management and verification methods are all reflected and discussed. Specific suggestions on capacity building, review and management are put forward, which provide technical support for the subsequent development of Chinas civil helicopter, especially the successful acquisition of TC certificate (model certificate), and have important reference significance for domestic helicopter to obtain TC certificate.
Key Words: civil helicopter; airworthiness; AEG; airworthiness regulation; TC