黃爍橋 崔玉亮
黨中央提出要加快構建新發展格局實現科技自立自強,從國家戰略層面為航空工業指明了發展方向、確定了發展目標。要加快推動國產航空器、發動機的研制和產業化,開發先進機載設備及系統,形成自主完整的航空產業鏈。而目前,我國航空工業在民用領域所面臨的“國產化”困難和挑戰較大。
我國是民航運輸大國,而目前國內在冊的運輸類飛機中,國產機型占比尚不足2%,需要進口大量航材維持機隊運行;而正在開展適航取證的國產大飛機C919的國產化率也僅有60%左右,發動機和大量關鍵的機載設備仍需依賴海外供應商。而當今世界正值百年未有之大變局,國際環境日趨復雜,我國民航運輸業和制造業被“卡脖子”的風險也日益增大;以遭受美歐制裁的俄羅斯為鑒,我們應未雨綢繆,進一步加快國產民用航空產品和零部件的國產化進程。
“適航取證”是民用航空產品(指航空器、發動機和螺旋槳,以下簡稱民航產品)和零部件進入市場的一道“安全性門檻”,是其國產化進程中不可逾越的重要環節;而適航取證的難點不僅在于驗證和管理技術,也在于對相關政策、規則的理解和運用。
民用航空零部件的國產化是民航產品國產化的基礎,本文擬探討民用航空零部件國產化過程中的適航取證路徑及其選擇問題,為擬開展適航取證、特別是初入民航的零部件廠家提供有益參考。
1 厘清基本概念
1.1什么是“適航取證”
簡單來講,“適航/適航性”是為了保障飛行安全,針對民用航空器提出的一種“最低安全要求”?!斑m航管理”則是圍繞著“航空器適航”開展的一系列管理活動,目的是確保每架民用航空器在每次投入使用前均具備“適于飛行”的狀態——具體的體現形式就是航空器的“適航證”。為了實現上述管理目標,各國的民用航空管理機構(以下簡稱“局方”)需要對民用航空器整個生命周期的各個環節進行監管,以確保各相關機構:在初始適航階段,通過設計、生產過程實現“適航性”,使航空器獲得“適航證”;在持續適航階段,通過運行、維修過程延續“適航性”,使航空器“適航證”保持有效。
因此,“適航取證”只是一個籠統的說法。實際上,為了實現和保持航空器“適航”,局方需對設計、生產、運行和維修各個環節進行管理、每一環節都有對應的“認證”要求,如圖1所示,且根據具體情況或適用對象不同,同環節的“認證”還可能有多種不同的證件形式。
本文所討論的民用航空零部件“適航取證”,主要指在初始適航階段,通過設計、生產取證,最終使零部件制造人生產的零部件獲得初始“適航性”(具體體現形式為適航批準標簽)的這一過程,其意義和作用在于使這些零部件從適航角度取得民用航空市場的準入資格。
1.2初始適航的各種證件
民用航空安全的極端重要性決定了各國政府都采用了最為嚴格的監管方式,我國也不例外,在初始適航領域設置的行政許可類證件數量非常多——當前有效的《民用航空產品和零部件合格審定規定》[1]中共包含有14種證件,如圖2所示。證件數量雖多,但可簡單歸為三大類,即型號合格審定、生產許可審定和適航合格審定。大致可以分別理解為:設計批準(DA,包括圖2中第1-6、8-9號證件)、生產批準(PA,包括圖2中第7-9號證件)和適航批準(狹義上包括圖2中第10、14號證件,廣義上包括第10-14號證件)。
可以看出,這14種證件中的大多數都屬于特定的某一種類別,僅有兩個證件較為特殊,即零部件制造人批準書(PMA)和技術標準規定項目批準書(CTSOA),這兩種證件均適用于民用航空零部件,同屬于“型號合格審定”和“生產許可審定”兩種類別,是一種二合一證件、可同時批準設計和生產(實際上PMA有僅用作PA的情況,詳見后文)。
為進一步說明以上“適航取證”的概念,以國產航空器為例。航空器的設計單位必須為該型航空器取得“型號合格證”(TC)作為DA;在此基礎上,航空器的制造單位必須建立并維持一個滿足要求的質量系統,取得“生產許可證”(PC)作為PA;之后,除局方要求檢查的特殊情況外,PC持證人(PCH)按照經批準的設計和經批準的質量系統生產的航空器無需進一步證明即可獲得適航證(CofA)。也就是說,國產民用航空器的適航取證路徑非常明確,即TC→ PC →CofA。
國產民用航空零部件的適航管理原則也是一樣的,即在設計和生產均獲批的情況下,除局方要求檢查的特殊情況外,PA持證人(PAH)生產的零部件無需進一步證明即可獲得適航批準標簽(AAC-038),即DA→ PA → AAC-038。但與航空器不同的是,零部件相關的DA和PA的證件形式較多、取證路徑往往并不唯一,較難理解和選擇,這也是筆者撰寫本文的主要原因。
2 民用航空零部件的適航取證方式
2.1 零部件廠家自行取證(單獨取證)
若零部件廠家擬自行取證,以享有能夠自行為其生產的零部件獲得AAC-038的權利,則必須作為DA+PA、或 PA的申請人直接接受局方審查,在表明滿足適用要求之后可獲得相應證件、成為持證人,享有規定的權利并承當對應的責任。這種情況下,可考慮的適航取證方式主要有以下幾種。
2.1.1 技術標準規定項目批準書(CTSOA)
技術標準規定(TSO)是民航管理部門頒布的民用航空器上所用特定零部件的最低性能標準(MPS)。
TSO適用的對象通常是一些較為通用的民航機載設備,但由于此類標準僅從航空器飛行安全的角度規定了一些特定設備的必要功能和最低性能標準,并不涵蓋所有的設計要求,因此,不同廠家按照同一TSO研制、取證的設備往往并不相同,這也是TSO件與大多數標準件的重要區別之一。
各國局方大多頒發有TSO或類似技術標準,如美國聯邦航空局(FAA)頒發的TSO,CAAC頒發的CTSO、歐盟航空安全局(EASA)頒發的ETSO等。目前,各國的TSO或類似技術標準以等效轉化FAA TSO為主,此類TSO被稱為“C類”TSO,其編號通常與FAA TSO保持一致、但可能存在版本差異;而各國也可自主頒發此類標準,即“2C”類TSO,通常適用于FAA未針對某類設備頒發過TSO、或擬頒發的標準與對應的FAA TSO存在本質差異的情況。328914AB-F61E-4124-8E19-47EC583A36D2
TSO類標準未限定機載設備類別,從機械件到航電設備、從簡單件到復雜系統,涵蓋的范圍非常廣泛,且還在不斷擴展,例如我國近幾年就為一些航油產品頒發了2C類TSO。隨著民航技術的發展,各國局方除了對已頒發的TSO進行改版升級外,也會視情廢除一些過時的舊標準、增加一些新標準。目前,我國與美歐局方頒發的、現行有效的此類標準并不多,普遍在150~160份左右,也就是說大部分機載設備并沒有適用的TSO類標準。
如前文所述,CTSO是CAAC頒發的TSO類標準,技術標準規定項目批準書(CTSOA)則是一種證件,是局方頒發給符合特定CTSO的零部件(CTSO件)的制造人的設計和生產批準書。取得CTSOA后,持證人將獲得局方“授權”,可為其生產的每一CTSO件標記相應的“CTSO編號”、表明該件符合特定的CTSO;且除局方要求檢查的特殊情況外,無需進一步證明即可為CTSO件獲得AAC-038。
但需要注意的是,CTSOA是設備級的批準,僅能表明獲批零部件滿足某一CTSO設定的、針對該類機載設備的最低性能標準,而不能表明該設備的安裝滿足任一擬裝民航產品的適航要求。因此,CTSOA本身并不批準CTSO件的安裝適用范圍,CTSO件裝機前需針對擬裝機型額外取得安裝批準,常見的批準形式包括補充型號合格證(STC)或改裝設計批準書(MDA)等。
從證件適用性的角度來看,要想申請CTSOA,申請人必須首先確認CAAC是否頒發有適用于所申請零部件的CTSO,若尚未頒發,通常不能申請,除非民航局認為有必要針對該類設備頒發新的CTSO(申請人亦可向民航局提出合理的CTSO立法建議)。此外,針對已頒發的CTSO,申請人還可就不完整CTSO件(僅能實現該項CTSO中所規定的“主要且獨立的”性能或功能的CTSO件)和多CTSO件(同時滿足多項技術標準規定的CTSO件,其中可包含不完整CTSO件)申請CTSOA[6]。
我國頒發的CTSO可通過CAAC官網http://www.caac.gov.cn或適航審定運行管理系統(AMOS)https://amos.caac. gov.cn/查詢。CTSOA的合格審定流程以及設計審定和證后監管的相關要求詳見《技術標準規定項目批準書合格審定程序》[2];生產審定和證后監管的相關要求詳見《生產批準和監督程序》[4],在此不做深入闡述。
2.1.2 零部件制造人批準書(PMA)
零部件制造人批準書(PMA)是中國民用航空地區管理局頒發給供安裝在經型號合格審定或型號認可審定的民航產品上作為替換或改裝用零部件的制造人的批準書。PMA件即指上述零部件制造人依據其持有的PMA證書生產的零部件。
筆者在《航空維修與工程》雜志2021年第九期的《PMA件使用指南》[7]一文中對PMA及PMA件的相關政策做了詳細介紹,在本文中不再贅述,在此僅對比、總結一下PMA和CTSOA兩種證件的主要差異。
一是證件性質。CTSOA是設計和生產的雙重批準、設計和生產不可分離,且僅為對設備本身的批準、不含安裝批準。而PMA的性質更為復雜,根據其設計來源或設計批準依據不同,PMA件可分為4種不同類別,即“通過權益轉讓協議證明同一性”“補充型號合格證或改裝設計批準書”“在沒有權益轉讓協議的情況下證明同一性”和“通過試驗和計算進行符合性驗證”,其中,基于前兩種批準基礎的PMA僅作為PA,而基于后兩種批準基礎的PMA是設計和生產的雙重批準;且所有的PMA件均有明確的安裝適用范圍——具體到某一/某些已獲DA的民航產品型別、可替換件(若適用),在此被批準的范圍內安裝使用時無需再申請額外的安裝批準。
二是證件的適用范圍。總的來講,CTSOA的適用對象更明確、PMA則適用范圍更廣。具體來說,CTSOA僅適用于CAAC頒發有/擬頒發CTSO的設備;而PMA幾乎適用于擬在某一/某些已獲得DA的民航產品上用作替換或改裝用途的、能夠被明確定義的任何機載零部件;但需注意的是,擬申請作為設計和生產雙重批準的PMA時,若所申請零部件是關鍵件,或該件的安裝會對民航產品造成設計大改,則申請人不能直接申請PMA,而必須先申請STC。
三是設計審定方面。CTSOA的設計審定要求相對明確,其審定基礎主要來源于申請之日有效的、特定的CTSO及其引用外部標準中的適用要求,采用的符合性方法也通常是常規方法。而包含DA的PMA,在設計審定方面有其特殊性:首先,其審定基礎主要來源于擬裝民航產品審定基礎的適用要求——可以高于或至少與其等效,且若PMA的安裝涉及到擬裝民航產品上已有的TSO類設備,則PMA取證過程中還需考慮并驗證其安裝對原TSO件符合性的影響;而在符合性驗證方面,PMA的特殊之處在于可通過證明與某一已經批準設計的“同一性”,或用作替換件時可部分或全部采用與“被替換件”對比的方法進行符合性驗證。
PMA的合格審定流程以及設計審定和證后監管的相關要求詳見《零部件制造人批準書合格審定程序》[3];生產審定和證后監管的相關要求詳見《生產批準和監督程序》[4],在此不做深入闡述。
2.1.3 獨立的設計批準(DA)和生產批準(PA)
除上述CTSOA和包含DA的PMA這兩種二合一(DA+PA)證件外,零部件廠家還可以通過分別申請并取得獨立的DA和PA的方式來開展適航取證??刹捎玫淖C件組合是:STC/MDA+PC/ PMA,需要說明的是,這里的PMA指設計批準基礎為“補充型號合格證或改裝設計批準書”、僅用作PA的證件類型;而根據CCAR-21-R4,STC和MDA分別適用于已獲DA的民航產品的型號設計大改和型號設計小改;PC是一種PA,局方頒發給生產機構用以表明允許其按照經批準的設計和經批準的質量系統生產民用航空產品或者零部件。328914AB-F61E-4124-8E19-47EC583A36D2
因此,只要所申請零部件(可以是組件或改裝包)的安裝對民航產品造成型號設計更改,就可以選用這一取證路徑:首先在判定設計更改程度(大改/小改)后通過STC(大改)或MDA(小改)獲得DA,再通過PC/PMA獲得PA,之后,除局方要求檢查的特殊情況外,PC/PMA持證人無需進一步證明,即可為其制造的零部件獲得AAC-038;而由于STC/MDA中包含安裝批準,通過此路徑取證的零部件可按照STC/MDA批準的范圍直接裝機使用,無需額外批準。
目前,選用這一路徑的主要是有頻繁STC/MDA取證需求的改裝單位,取證的形式多為STC/MDA+PMA、鮮有采用STC/MDA+PC的,原因可能是大多數申請人認為申請PC的難度要大于PMA——這其實是個誤解,PC和PMA對于生產機構質量系統的頂層要求是完全一致的(CCAR-21-R4第21.137條款),也即,在本節所設定的這一場景下,PC和PMA主要是證件形式差異,取證難度主要取決于生產機構所開展生產活動的規模和復雜程度。舉例來說,生產大飛機的制造人取PC自然比僅生產零部件的制造人取PMA難度更大,但若同一個廠家選擇取PC或者PMA,則理論上不應存在難度差異。
STC和MDA的合格審定程序(AP-21-14, AP-21-15)目前正在改版中;PC的合格審定流程、生產審定和證后監管的相關要求詳見《生產批準和監督程序》[4],在此不做深入闡述。
2.1.4 僅申請生產批準(PA)
如前文所述,“除局方要求檢查的特殊情況外,生產的零部件無需進一步證明即可獲得適航批準標簽(AAC-038)”是PAH的權利,若零部件廠家僅打算開展批量生產活動,則可以在與某一DA申請人或持證人(DAH)簽署權益轉讓協議的情況下,根據協議獲得將DA申請人或持證人的(全部或部分)設計資料用于生產的權利,再據此向局方申請PA,可選的證件形式為PC/PMA。
這種取證方式又稱之為設計、生產批準分離,即DA和PA持證人不同、其享有的權利和承擔的責任也不同。通過這種方式取得PA的零部件廠家,不具備開展證后設計更改的權利。
2.2 零部件廠家作為主制造商的供應商(隨機取證)
零部件廠家自己不取證,而作為DA和PA申請人/持證人(下文稱之為“主制造商”)的供應商,使自己設計、制造的零部件隨著主制造商的DA和PA取證項目獲得批準的方法統稱為隨機取證。
在這種情況下,零部件本身的設計和生產都獲得了批準、獲得了合法性,但零部件廠家自己并非申請人、也非最終的持證人,一方面,其基于與主制造商簽訂的商業協議、受其約束,不直接面對局方、無需承擔適航性責任;但另一方面,也不享有權利,具體體現在其無權自行進行任何設計更改、而需通過主制造商(DAH)獲得批準,或為自己生產的零部件獲取AAC-038、而須通過主制造商(PAH)獲得AAC-038或在取得PAH“直接發貨授權”[5]后向市場銷售。
這一取證路徑的適用性最廣,所有零部件廠家都可以爭取成為正在取證或已取證的主制造商的供應商,從而跟隨其取證或證后更改過程為自己的零部件獲得合法性。但應該認識到,此方式最主要的優勢和最大的約束都來源于主制造商:一方面,特別對于初入民航的制造人而言,在取證階段由有經驗的主制造商引領是非常大的起步優勢;但另一方面,主制造商對供應商的設計和生產要求比局方要求通常只高不低,比如可能要求設計供應商建立設計保證系統(DAS)、要求生產供應商取得AS9100航空航天質量管理體系認證等。
3 如何選擇
綜上,對于零部件廠家而言,可考慮的適航取證路徑如圖3所示,各路徑的適用性及取證要求的總結和對比見表1。
多數情況下,可行的取證路徑并不唯一,只是需要零部件廠家根據擬申請零部件的情況、自身的需求、項目的特殊考慮等自行進行判斷和決策,并與主管局方達成共識。
通常應首先根據項目實際情況評估各種證件的適用性。例如:如果確認CAAC頒發有該類設備的CTSO,則優選CTSOA,或可結合隨機審定(安裝批準)同步申請CTSOA;如果擬申請零部件是預期用作替換件,則優先考慮PMA,并在此基礎上選擇合適的“設計批準基礎”;若擬申請零部件是用作改裝件,可考慮STC/MDA+PC/PMA;而對于一些復雜的機載設備或者系統,若沒有對應的CTSO,則通常優選隨機取證,或通過STC+PC/PMA的路徑自行取證。
在可行路徑不唯一的情況下,零部件廠家還可以結合自身需求進行選擇。例如,出于成本和風險等考慮,不打算自行取證和持證的廠家,可以考慮隨機取證,自己僅作為供應商;若沒有設計能力,僅打算開展生產活動的廠家則可通過與DA申請人/持證人簽署權益轉讓協議的方式申請PA(PC/PMA);而若廠家有自行開展證后設計更改需求的,通常應爭取自行申請并持有DA。
此外,還有一些特殊考慮,如擬出口的零部件應注意中外適航協議的簽署情況。以PMA件為例,不同國家對中國PMA(CPMA)件的接受程度和限制可能不同:根據中美適航協議,FAA對雙方約定范圍內的CPMA件可直接接受,但不接受設計基礎為“通過試驗和計算進行符合性驗證”、擬安裝在非中國設計的民航產品上的CPMA“關鍵件”[8];而根據中歐適航協議,EASA明確不接受所有的CPMA件[9];但是,目前在上述協議中,FAA和EASA均未明確拒絕在CAAC頒發的PC下生產的零部件。這意味著,針對上述明確不被外方接受的CPMA件,如果改為采用STC/ MDA+PC取證,在相關設計批準獲得國外局方認可的前提下,是可能被直接接受的。
4 總結
目前,CAAC針對民用航空零部件設計、生產審定的管理模式,綜合借鑒了FAA和EASA的不同做法,設置了多種證件,優點是零部件廠家在決定具體的取證路徑時有多樣化的選擇;缺點是選擇太多,不容易理解和掌握。本文針對零部件適航取證梳理了5條主要、可行的路徑,并分析和比較了各路徑的特點和異同,以期幫助國內擬取證、特別是初入民航的零部件廠家解決取證的可行性判斷和路徑選擇難題。由于涉及的證件繁多,本文限于篇幅,無法一一深入闡述??偟膩碚f,適航取證路徑沒有最優,只有最合適。各零部件廠家應在充分學習、理解相關政策的基礎上,結合實際情況進行判斷,并在此基礎上就具體采用的證件形式與主管局方達成共識。
參考文獻
[1] 《民用骯空產品和零部件合格審定規定》(CCAR-21-R4) [Z].2017.
[2] 《技術標準規定項目批準書合格審定程序》(AP-21-AA-2020-12)[Z].2020.
[3] 《零部件制造人批準書合格審定程序》(AP-21-AA-2020-13) [Z].2020.
[4] 《生產批準和監督程序》(AP-21-AA-2019-31) [Z].2019.
[5] 錢惠德,張杰.從適航審定的角度看國產民機航材的保障[J].航空維修與工程,2022-1.
[6] 黃爍橋.民用航空零部件適航審定政策及其最新變化解讀[J].航空維修與工程,2021-1.
[7] 黃爍橋.PMA件使用指南[J].航空維修與工程,2021-9.
[8] 黃爍橋.中美《適航實施程序》解讀:變化與影響[J].航空維修與工程,2019-2.
[9] AGREEMENT on civil aviation safety between the European Union and the Government of the Peoples Republic of China[Z]. 2020.328914AB-F61E-4124-8E19-47EC583A36D2