基于MIL-HDBK-516C標準的軍機適航審查基礎研究

孫世東 孫利銳 劉軼斐 邱超群 葛鑫

摘要：為有效提高軍機的安全性水平，國內軍機研制引入了民機適航理念，使得軍機在預期軍事用途和使用條件下具備一定的安全運行能力。但軍機適航審查基礎的采標多以民機適航標準為主，對于軍用運輸類飛機和以運輸機為平臺的軍用飛機而言，適用性較強。對于有人戰斗機、轟炸機和無人機等其他類型軍機而言，不具有普遍性的指導作用。結合軍機用途和使用特點，通過對MIL-HDBK-516C和CCAR-25-R4適航標準進行對比研究，歸納了不同類型軍機適航審查基礎的采標原則，提出了一套基于MIL-HDBK-516C標準的適航審查基礎應用模型，可為軍機適航審查基礎的采標和應用提供思路。

關鍵詞：MIL-HDBK-516；軍用飛機；適航；審查基礎

中圖分類號：V271.4文獻標識碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.10.005

隨著國內航空裝備的快速發展，國內航空裝備已經達到四代機（美、俄稱五代機）水平，尤其面臨跨代戰機的研制，具有造價昂貴、數量少等特點，高安全性對其意義重大。國內由于軍用航空裝備事故的發生造成人員傷亡，給部隊帶來損失，影響了航空裝備的發展，因而迫切需要把安全發展作為軍隊建設的重要理念，尋找提高軍機安全工作的突破口[1]。目前，國際上軍用航空器適航工作已經是大勢所趨[2]。國內軍機重點型號研制中也已引入軍機適航理念[3]。隨著我國軍用飛機型號研制工作的不斷深入，初步的應用經驗和成效表明軍機適航已經成為提高軍用航空裝備安全水平的有效途徑之一。

軍機根據其用途和特點導致構型差異較大，包括有人駕駛和無人駕駛、固定翼和旋翼、陸基飛機和艦基飛機等。對于不同構型的軍機，其安全約束也存在較大差異。對于有人駕駛飛機，與人員相關的飛行安全風險、設備故障和環境因素等必須進行充分的考慮；對于無人駕駛飛機，雖不考慮與飛行機組相關的飛行安全風險，但為了滿足其綜合作戰效能，軍用無人機需要滿足適當的適航要求。同時，對無人駕駛飛機的控制站、數據鏈、專用的發射和回收設備等的安全及控制站內的人因工程也應進行考慮[4]。對于艦載用途的飛機在結構完整性、推進系統對氣流吸入的影響、極不穩定條件下控制系統對起飛和著陸的影響、電磁環境效應、甲板操作以及機組外部視野等多方面較陸基飛機也有許多特殊的要求。因此，目前軍機適航審查基礎編制普遍采用民機適航標準CCAR-25-R4[5]，對于布局特點、任務模式和設計特點與民用運輸機類似的軍機適用性較強，但在適用范圍和判定指標等方面已無法滿足其他構型的軍機需要。

本文通過對國內外軍/民機適航標準進行對比研究，歸納不同類型軍機適航審查基礎的采標原則，根據MILHDBK-516C[6]標準的編制理念和編寫格式，提出MILHDBK-516C標準的應用模型，可為軍機適航審查基礎的采標和應用提供思路。

1適航標準研究

1.1美國軍機適航標準

美國在追求航空武器裝備總體性能優越的同時，已將“軍機適航設計標準”作為全新要求納入其采購研制規范之中，核心是保證未來航空武器裝備的使用安全。美國空軍航空系統中心司令部（AFMC）頒布了美國空軍適航通告AWB和MIL-HDBK-516標準，對軍用航空器適航審查進行約束和支撐。截至目前，AWB適航管理標準共頒布23份，包括AWB-002A適航計劃、AWB-003A適航審定準則剪裁/修訂（TACC/MACC）文件的批準程序、AWB-004A適航審定基礎的制定等。其中，AWB-001 USAF適航公告的制定和生效規程、AWB-006軍機飛行許可、AWB-009適航通告和AWB-015A軍機型號審定和補充軍機型號審定（SMTC）4份標準已作廢，現行有效AWB標準共19份。同時，2002年美國首次頒布了軍機適航技術標準MIL-HDBK-516，規定了軍用飛機適航審查條款，但僅適用于空軍航空器。頒布后歷經MIL-HDBK-516A、MIL-HDBK-516B、MIL-HDBK-516B Change1、MIL-HDBK-516BExpanded、MIL-HDBK-516C多個版本。目前，現行有效的版本為美國國防部2014年12月頒布的MIL-HDBK-516C，MIL-HDBK-516C從原版的適用范圍擴大到美國空軍、陸軍、海軍等多個軍種的有人駕駛和無人駕駛的固定翼和旋翼航空器。

美國空軍適航審查模式分為美國空軍獨立審查、空軍與美國聯邦航空局（FAA）聯合審查共兩類。其中，F-117、F/A-22、B-2、RQ-4等由美國空軍獨立審查；預警機（E-8）、大型加油機（KC-10）等由美國空軍與FAA聯合審查，原型機均為波音及麥道公司的客機。F-22原型機根據MILHDBK-516進行了基礎適航的飛行驗證工作，F-35A/B型號通過MIL-HDBK-516開展分析和試驗來表明適航符合性和驗證結構完整性等方面的要求，“全球鷹”（RQ-4）無人機按照MIL-HDBK-516B為審查基礎開展了相關的適航設計與驗證工作，目前尚未掌握MIL-HDBK-516C的應用機型。

1.2歐盟軍機適航標準

歐洲成立軍機適航當局MAWA，MAWA組織歐盟各國力量，編制形成歐洲軍機適航法規文件體系EMAR[7-8]。EMAR包括初始適航標準：軍機及相關產品、零部件設計和生產組織認證（EMAR21）、軍機適航審查準則[9]（EMACC）；持續適航標準：持續適航管理組織（EMAR M）、維修人員批準（EMAR66）、維修機構（EMAR 145）、維修培訓機構7（EMAR14）。歐洲軍機適航技術標準為EMACC，具體包括EMACC操作指南（EMACC 1.0）和EMACC使用手冊（EMACC 2.0）兩部分。EMACC 1.0用于明確軍機適航審查準則的剪裁原則以及審定程序，該標準在2013年9月首次頒布，于2014年1月換版修訂。EMACC 2.0用于明確軍機適航具體的審查準則、標準和驗證方法，在2012年12月首次頒布，于2013年1月換版修訂。EMACC標準是在美軍MIL-HDBK-516BExpanded完整性框架的基礎上進行編制的，兩份標準在技術要求上基本一致，并且EMACC標準的引用文件中都關聯到了MIL標準。EMACC標準的適用范圍同樣包括歐洲空軍、陸軍、海軍等多個軍種的有人駕駛和無人駕駛的固定翼和旋翼航空器。

歐洲聯合研制的A400M新型軍用戰術運輸機、“臺風”式戰斗機、烏克蘭安東諾夫設計局安-70新型軍用戰術運輸飛機以及新型無人機都開展了軍機適航工作。其中，新型無人機是按照MAWA的要求完成了軍機初始適航和持續適航的審查；A400M新型軍用戰術運輸機是以CS25部作為適航審查準則并獲得批準，根據MAWA的要求完成軍機持續適航審查。

1.3中國軍機適航標準

為滿足我國軍機型號高安全性、高可靠性和長壽命需要，我國以軍用運輸機為契機，率先在軍機領域開展適航工作。建立了適航審查組織機構，并且編制了軍用運輸機適航文件體系。但該文件體系僅針對軍用運輸類飛機，適航審查基礎主要參照民機CCAR-25部，采用“A+B”的形式編制。A部分為適用的民機適航條款要求，B部分為民機適航標準不能覆蓋的其他方面的安全要求。該種模式通用性較差，不具有普遍指導作用。

2適航標準對比分析

由于歐洲軍機適航審查準則EMACC標準參照美軍適航審查準則MIL-HDBK-516編制，且其技術內容大體相當。本文主要對CCAR-25-R4和MIL-HDBK-516C進行對比分析。

CCAR-25-R4標準是針對運輸類飛機使用特點、設計特征（氣動布局、總體布置等）編制，側重于“結果”要求，要求表述偏法律格式，有別于技術規范表述。內容主要包括總體氣動標準、結構強度標準、飛行控制系統標準、動力裝置標準、電子電氣系統標準、手冊資料標準等，以7個分部為單元編寫，分別涉及載荷、強度、構造、功能、性能等，將專業/系統的安全要求分散在各分部。但標準的內容未包含電傳飛控（FBW）、全權限數字式發動機控制（FADEC）、復合材料等新技術/新材料。

MIL-HDBK-516C適用空軍、陸軍、海軍、國民自衛隊等多個軍種的有人駕駛和無人駕駛的固定翼和旋翼航空器。美國軍機適航標準MIL-HDBK-516C針對軍機使用特點、設計特征（氣動布局、總體布置等）編制，除民機常規了系統和專業外，還包含了武器懸掛、空投空降、加受油等軍用任務，“過程”要求與“結果”要求并重。MIL-HDBK-516C以16個專業為單元編寫，提出了包含載荷、強度、構造、功能、性能等要求的集合，條款界面清晰，涵蓋了FBW等新技術，有很強的專業針對性。

對CCAR-25-R4和MIL-HDBK-516C標準進行軍機適用性分析。主要區別包括以下幾部分內容。

（1）標準制定理念不同

CCAR-25-R4的制定是以安全為導向，是最低的安全標準，必須強制執行。局方是代表公眾利益的獨立的第三方審查機構。而MIL-HDBK-516C的制定是以飛行安全（SOF）為導向，在MIL-HDBK-516C制定時，綜合考慮了戰技指標和安全要求，軍方可根據實際情況進行權衡、剪裁。CCAR-25-R4側重于以人員安全為導向，安全要素包括本體安全（B、C、D分部）、操縱安全（B、D分部）、系統安全（25.1309、25.1709）、使用安全（G分部）4部分，更適合運輸類飛機；而MIL-HDBK-516C同時兼顧了戰技指標及安全要求，安全要素包括本體安全（第5、6、19章）、操縱安全（第6章）、系統安全（第6章、第7章、第11～15章）、使用安全（第5～19章），以及任務安全（第8、16、20章）5部分，對于以執行多種軍用任務為核心目標的軍機而言適用性更強。

（2）標準覆蓋范圍不同

MIL-HDBK-516C從整體框架來說包括飛機、發動機本體和部分機載設備（含軟硬件）要求，同時還包含外部噪聲限制、內部噪聲防護和武器等軍機特有要求；而CCAR-25-R4僅包含飛機、部分機載設備（含軟硬件）要求，發動機本體在CCAR-33部規定，外部噪聲在CCAR-36部規定，內部噪聲、武器等無標準。所以，從標準覆蓋范圍的完整性上看，MIL-HDBK-516C相對CCAR-25-R4更適用于運行在戰場環境下的軍用飛機。

（3）標準適用性不同

CCAR-25-R4的適用對象主要是民用客機和貨機，而針對有戰略、戰術要求的軍用飛機來說，很多條款的要求并不能確保達到預期的安全效果。CCAR-25部B分部“飛行”中的要求大多側重于飛機的穩定性要求，機動性要求較少。而軍機的飛行包線和任務剖面與民用運輸類飛機存在差異，因此對于民用運輸類飛機飛行包線之外的區域以及任務剖面，民機適航要求并不能給予安全方面的考慮。例如，MILHDBK-516C的第6章“飛行技術”中的第6.1節“飛行品質”考慮到軍機的任務特點和使用包線，包含了對軍用航空器穩定性和操縱的全面要求。

3適航標準采標原則

通過CCAR-25-R4和MIL-HDBK-516C的對比分析，建議不同類型軍機適航審查基礎的采標原則。

（1）CCAR-25-R4標準制定基于民機的布局及設計特點，以人員安全為核心安全目標，適合軍用運輸類飛機和以運輸機為平臺的軍用飛機。適航審查基礎制定時應對CCAR-25-R4進行適用性分析，根據實際使用情況對安保、ETOPS等民機特有的安全要求進行適用性剪裁，并補充CCAR-25-R4不能覆蓋的其他技術要求（如非常規的設計特征、非常規的使用特征和其他同類飛機暴露的不安全問題等）。

（2）MIL-HDBK-516C標準制定基于軍機的使用特點、設計特征（氣動布局、總體布置等），以飛行安全（SOF）為目標，綜合考慮了戰技指標和安全要求，兼顧軍用任務系統的安全，適用于運行在戰場環境下的所有軍用飛機。適航審查基礎制定時應對MIL-HDBK-516C進行適用性分析，結合型號用途和設計特征對標準進行剪裁，以得到一套適用的、完整的適航審查為基礎。

（3）發動機與螺旋槳適航審查基礎[10]的采標原則上與飛機適航審查基礎的采標體系一致。對于采用民機CCAR-25-R4標準作為飛機適航審查基礎時，發動機適航審查基礎應采用民機標準CCAR-33-R2，螺旋槳適航審查基礎應采用民機標準CCAR-35部。對于采用MIL-HDBK-516C標準作為飛機適航審查基礎時，發動機和螺旋槳適航審查基礎應采用MIL-HDBK-516C，從而確保飛機、發動機、螺旋槳適航要求的協調、匹配。

4 MIL-HDBK-516C應用模型

4.1標準構成及要素

MIL-HDBK-516C標準的構成與CCAR-25-R4不同，CCAR-25-R4的條款要求部分是從審查角度提出，部分從是設計角度提出，部分是從驗證角度提出，條款的要素層次不完全統一。而MIL-HDBK-516C標準的構成包括：標題、準則、標準、驗證方法和引用標準共5部分，標題明確了安全要素，準則明確了應到達的目標，標準明確了具體技術要求，驗證方法明確了證明滿足要求的具體方法，而引用標準則明確了可參考的試驗程序、判據等，條款的要素層次清晰，便于操作。MIL-HDBK-516C標準構成及要素舉例見表1。

4.2標準應用模型

按照MIL-HDBK-516C標準構成及要素，借鑒MILHDBK-516C完整性框架，結合具體型號開展條款的適用性分析，以MIL-HDBK-516C標準中的“準則”部分為基礎制定適航審查基礎，作為型號適航審查的依據；以MILHDBK-516C中的“標準”部分為基礎制定適航設計要求，參考GB、GJB、HB、CCAR-25部等國內標準體系對其引用的國外標準進行替換，作為型號適航設計的依據；以MILHDBK-516C中的“驗證方法”部分為重要參考，結合民機符合性驗證方法（MC 0-MC 9），確定型號適航符合性驗證方法，作為型號適航符合性驗證的依據。

根據軍機的研制特點，結合已形成的適航審查機構和軍代表體系的監督檢查，將適航設計要求納入型號研制，規范研制過程管理，在軍機研制各階段按要求開展設計符合性、制造符合性、試驗符合性的全面驗證[11]。對于不符合項，重點說明適航條款與設計/驗證結果的差異性，以及設計上采取的補償措施或要求附加的使用限制（通常包括安全保護措施、告警措施、制定專用程序及培訓、最小風險設計等）。對于現有的設計技術、驗證能力和條件無法滿足適航條款或無法表明對適航條款符合性的情況，可從設計與驗證兩方面原因說明原因，加強工程評估的力度。基于MIL-HDBK-516C標準的適航設計/驗證模型示意如圖1所示。

5結束語

由于我國軍機適航法規、標準尚未完全建立，本文對我國軍機適航審查基礎的采標進行了研究，通過對比美國軍機標準MIL-HDBK-516C和我國民機標準CCAR-25-R4，歸納了不同類型軍機適航審查基礎的采標原則。同時，在以往軍機適航工程應用經驗的基礎上，提出了一套基于MIL-HDBK-516C標準的適航審查基礎應用模型，可為軍機適航審查基礎的采標和應用提供思路。由于所涉及的內容比較多，知識面比較廣，未來可以針對飛機研制的各個階段，細化適航要求在各階段的轉化落實和評估方法，將MIL-HDBK-516C標準的適航設計/驗證模型形成具體的適航標準應用實施路線。

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Research on Airworthiness Certification Basis of Military Aircraft Based on MIL-HDBK-516C

Sun Shidong1，Sun Lirui2，Liu Yifei1，Qiu Chaoqun1，Ge Xin1 1. AVIC The First Aircraft Institute，Xian 710089，China 2. 93129 Troops，Beijing 100085，China

Abstract： In order to improve military aircraft safety level， the civil airworthiness discipline has been applied to military aircrafts development in China. The military aircraft have had the ability to operate safety to some extent in expected military use and conditions. Most military aircrafts use civil airworthiness standards to define certification basis， which is suitable for military transport aircrafts and those derived from transport aircrafts， but not common guiding for manned fighters， bombers， UAVs and other types of aircrafts. This paper， combined the use and characters of military aircraft and comparison between MIL-HDBK-516C and CCAR-25-R4， makes a conclusion on how to apply airworthiness standards to different types military aircraft. What`s more， this paper reveals an airworthiness certification basis application model based on MIL-HDBK-516C， which can provide guidance to military aircraft to define certification basis and their implementation during development process.

Key Words： MIL-HDBK-516C； military aircraft； airworthiness； certification basis