型號設(shè)計階段貫徹持續(xù)適航要求

作為民用航空發(fā)動機(jī)型號合格證持有人，制造商有責(zé)任和義務(wù)持續(xù)保證發(fā)動機(jī)產(chǎn)品符合型號審定要求，并始終處于安全可用狀態(tài)。為了實現(xiàn)民用航空發(fā)動機(jī)在投入運(yùn)行之后持續(xù)保持適航狀態(tài)，發(fā)動機(jī)制造商需要在型號設(shè)計階段就貫徹持續(xù)適航理念，將相關(guān)要求落實到產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計活動中。適航活動貫穿于民用航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的全生命周期。其中，航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計在取得設(shè)計批準(zhǔn)（型號合格）之前，制造商作為申請人，應(yīng)表明其產(chǎn)品符合規(guī)章要求，并保持在安全可用狀態(tài)。在航空發(fā)動機(jī)投入運(yùn)行后，應(yīng)通過持續(xù)適航管理，識別出在役發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的不安全狀態(tài)，通過開展工程調(diào)查找出根本原因，制定并發(fā)布服務(wù)通告甚至適航指令等持續(xù)適航文件，及時糾正或消除在役發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的不安全狀態(tài)，保證產(chǎn)品滿足持續(xù)適航要求。要想達(dá)到上述目的，發(fā)動機(jī)制造商不能等到產(chǎn)品投入運(yùn)行時才考慮建設(shè)相關(guān)能力和建立相關(guān)系統(tǒng)，需要提前謀劃布局并建立符合民航法規(guī)要求的持續(xù)適航體系和功能。持續(xù)適航內(nèi)涵持續(xù)適航是適航全過程活動的一個不可分割的組成部分，與設(shè)計批準(zhǔn)、制造質(zhì)量管理和單機(jī)檢查一起構(gòu)成了有機(jī)的適航整體閉環(huán)。根據(jù)國際民航公約附件8及國際民航組織適航工作手冊（Doc.9760），持續(xù)適航是指涉及所有航空器在使用壽命內(nèi)的任何時間都符合其型號審定的適航要求，并始終處于安全運(yùn)行狀態(tài)的全部過程。因此，持續(xù)適航的主要任務(wù)包括兩項：一是符合，即航空器符合型號審定時的技術(shù)狀態(tài)；二是糾正，即特定型號的航空器和產(chǎn)品由于在標(biāo)準(zhǔn)制定或標(biāo)準(zhǔn)符合方面可能存在未探明的變化，同時由于設(shè)計缺陷和制造缺陷可能引起不可預(yù)計的綜合失效，以及可能存在意料之外的運(yùn)行條件或環(huán)境條件等因素，實際的適航安全風(fēng)險水平可能會高于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，這時需要制定相應(yīng)的糾正措施，來保障航空器處于安全運(yùn)行的狀態(tài)。因此，開展持續(xù)適航工作時，一方面應(yīng)編制與修訂持續(xù)適航文件，另一方面應(yīng)建立持續(xù)適航體系，從而確保在投入運(yùn)行后可以系統(tǒng)性開展不安全狀態(tài)的識別、分析及糾正?？傮w而言，應(yīng)從產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用、維修、管理等環(huán)節(jié)統(tǒng)籌考慮航空發(fā)動機(jī)持續(xù)適航工作，如圖1所示。圖1

民用航空產(chǎn)品的適航過程持續(xù)適航需求開展持續(xù)適航工作前，應(yīng)先理解持續(xù)適航的工作需求，這些需求主要來自于民航規(guī)章要求以及客戶要求。其中，民用航空規(guī)章及管理要求明確規(guī)定了發(fā)動機(jī)制造商在保障產(chǎn)品持續(xù)適航方面應(yīng)該履行的責(zé)任和義務(wù)，按來源劃分，主要有以下幾類持續(xù)適航需求。審定類持續(xù)適航需求審定類持續(xù)適航需求在中國民用航空規(guī)章（CCAR）的以下幾部分有所體現(xiàn)。一是《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》（CCAR-21）。例如，21.5條規(guī)定了故障、失效和缺陷的報告要求；第13章規(guī)定了修理要求；21.441條規(guī)定了持續(xù)適航文件要求；第15章規(guī)定了運(yùn)行符合性評審。二是《航空發(fā)動機(jī)審定規(guī)定》（CCAR-33）。例如，33.4條規(guī)定了持續(xù)適航文件要求；33.90條規(guī)定了初始維修檢查要求；附件A詳細(xì)給出了發(fā)動機(jī)維護(hù)手冊、發(fā)動機(jī)翻修手冊等持續(xù)適航文件的格式、內(nèi)容及適航限制條款相關(guān)要求。三是《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》（CCAR-25）。例如，25.1529條規(guī)定了持續(xù)適航文件要求，附件A則給出詳細(xì)要求。四是《運(yùn)輸類飛機(jī)持續(xù)適航和安全改進(jìn)規(guī)定》（CCAR-26）。本規(guī)章為設(shè)計更改和持續(xù)適航文件修訂而制定的標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行類持續(xù)適航需求運(yùn)行類持續(xù)適航需求主要見于中國民航規(guī)章的以下幾部分。一是《一般運(yùn)行和飛行規(guī)則》（CCAR-91）。其中，第G章規(guī)定了航空器維修的要求，同時，該規(guī)章下的相關(guān)咨詢通告也規(guī)定了持續(xù)適航需求，如《航空器的持續(xù)適航文件》（AC-91-11）、《航空器計劃維修要求的編制》（AC-91-26）等。二是《大型飛機(jī)公共航空運(yùn)輸承運(yùn)人運(yùn)行合格審定規(guī)則》（CCAR-121）。其中，第L章規(guī)定了飛機(jī)維修的要求，同時，該規(guī)章下的相關(guān)咨詢通告也規(guī)定了持續(xù)適航需求，例如，《民用航空器維修方案》（AC-121/135-53）、《維修審查委員會和維修審查委員會報告》（AC-121/135-67）、《合格的航材》（AC-121-58）等。三是《民用航空器適航指令規(guī)定》（CCAR-39）。該規(guī)章規(guī)定了適航指令（AD）的要求、責(zé)任和頒發(fā)等內(nèi)容，同時，該規(guī)章下的相關(guān)咨詢通告也規(guī)定了持續(xù)適航需求，例如，AC39-8規(guī)定了運(yùn)輸類飛機(jī)動力裝置的持續(xù)適航評估要求。四是管理文件《航空器制造廠家運(yùn)行支持體系建設(shè)規(guī)范》（MD-FS-AEG006）。例如，第6.2節(jié)規(guī)定了制造廠家的設(shè)計、制造、客戶服務(wù)等部門在運(yùn)行支持方面的職責(zé)；在附錄1中給出了維修大綱編制、持續(xù)適航文件編制和航材供應(yīng)等具體工作流程。維修類持續(xù)適航需求維修類持續(xù)適航需求主要包括《民用航空器維修單位合格審定規(guī)則》（CCAR-145）和《民用航空器維修培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合格審定規(guī)則》（CCAR-147），前者規(guī)定了維修許可證的頒發(fā)和管理，后者規(guī)定了維修培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合格證的頒發(fā)和管理。飛機(jī)制造商要求飛機(jī)制造商通過供應(yīng)商管理要求或技術(shù)規(guī)范，從產(chǎn)品研制及運(yùn)行的全生命周期對發(fā)動機(jī)制造商提出了相關(guān)持續(xù)適航要求，包括可靠性、維修性和測試性要求，維修工程，改進(jìn)/改型，服務(wù)通告（SB）/AD，技術(shù)出版物，培訓(xùn)，航材和運(yùn)行監(jiān)控等。運(yùn)營人要求航空公司作為發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的運(yùn)營人，以客戶需求的形式對發(fā)動機(jī)制造商提出相關(guān)持續(xù)適航要求，包括：維修大綱、工程技術(shù)支持、機(jī)隊管理及狀態(tài)監(jiān)控、在翼支援和維修/大修資源服務(wù)等。持續(xù)適航貫徹

對于制造商，除了需要提供滿足型號合格審定要求的持續(xù)適航文件（ICA），還需要建立持續(xù)適航體系所需的各項功能。因此，在發(fā)動機(jī)的型號設(shè)計階段就需要充分捕獲持續(xù)適航需求，預(yù)留足夠的開發(fā)和驗證時間周期。同時，持續(xù)適航管理對于發(fā)動機(jī)制造商持續(xù)改進(jìn)完善型號產(chǎn)品具有重要意義，相關(guān)數(shù)據(jù)收集、管理和分析能力，以及工程問題處置能力需要在型號設(shè)計時就做好充分準(zhǔn)備。航空發(fā)動機(jī)遵循正向研發(fā)邏輯，其中，持續(xù)適航要求貫穿于發(fā)動機(jī)的產(chǎn)品需求定義、概念設(shè)計、初步設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、驗證、交付及服務(wù)等型號設(shè)計全生命周期的各階段，也即是經(jīng)歷了需求、分析、驗證、運(yùn)行和反饋的系統(tǒng)工程全過程，如圖2所示。圖2

發(fā)動機(jī)持續(xù)適航要求貫徹的全過程型號設(shè)計的需求階段按照正向研發(fā)思路，在型號設(shè)計之初，將運(yùn)行維修等持續(xù)適航需求以需求捕獲的方式，作為輸入之一納入產(chǎn)品研制需求。例如，按《航空器的持續(xù)適航文件》《航空器計劃維修要求的編制》等持續(xù)適航需求，應(yīng)在設(shè)計之初確立產(chǎn)品維修策略，從而為后續(xù)的維修性分析及評估、維修工程分析和持續(xù)適航文件編制等工作提供基礎(chǔ)，如圖3所示。圖3

發(fā)動機(jī)維修策略相關(guān)持續(xù)適航需求型號設(shè)計的分析階段結(jié)合系統(tǒng)工程和航空發(fā)動機(jī)型號設(shè)計的特點，在型號設(shè)計階段主要進(jìn)行以下幾種分析活動。一是維修工程分析。在產(chǎn)品型號設(shè)計階段，首先定義發(fā)動機(jī)持續(xù)適航需求，隨后開展故障模式及影響分析（FMEA）、維修性分析、維修工程分析（MEA），輸出計劃維修、排故和修理操作程序等，形成初始維修方案，為后續(xù)的發(fā)動機(jī)持續(xù)適航文件編制、客戶培訓(xùn)、航材和運(yùn)行支持等工作提供技術(shù)輸入。二是修理工藝分析。在與維修相關(guān)的持續(xù)適航需求分析過程中，會根據(jù)維修策略、維修能力、商務(wù)需求等因素完成修理工藝開發(fā)，通過修后性能試驗加以驗證獲得適航批準(zhǔn)或認(rèn)可，制訂零部件、單元體或整機(jī)修理方案，也為持續(xù)適航文件和未來維護(hù)、修理和大修（MRO）企業(yè)運(yùn)營提供輸入，如圖4所示。因此，型號設(shè)計時，對所采用的新材料、新工藝和新技術(shù)，應(yīng)預(yù)留足夠的時間周期開展修理方案的技術(shù)開發(fā)。圖4

發(fā)動機(jī)修理技術(shù)開發(fā)流程和標(biāo)準(zhǔn)三是維修保障工具分析。在上述維修工程分析中，根據(jù)《航空器制造廠家運(yùn)行支持體系建設(shè)規(guī)范》等運(yùn)行及維修保障需求，識別出發(fā)動機(jī)運(yùn)維所需的地面保障工具設(shè)備（GSE）資源需求，針對專用GSE，應(yīng)開發(fā)專用GSE方案，在通過試驗驗證后最終形成為客戶提供的GSE產(chǎn)品。四是持續(xù)適航文件編制。產(chǎn)品型號研制過程中，基于上述分析結(jié)果，按照《基于公共源數(shù)據(jù)庫的技術(shù)出版物國際規(guī)范》（S1000D），加上從設(shè)計等獲取的各類源數(shù)據(jù)，編制持續(xù)適航文件，包括維修、排故、安裝、圖解零件目錄等各類手冊與技術(shù)資料，最終形成便于客戶使用的交互式電子技術(shù)出版物（IETP）。型號設(shè)計的驗證階段按系統(tǒng)工程理念，在發(fā)動機(jī)產(chǎn)品型號設(shè)計開展驗證的同時，持續(xù)適航需求也實施驗證，從整機(jī)到部件、零組件，從整體維修方案到具體維修任務(wù)，驗證內(nèi)容包括維修間隔和維修程序的操作性、有效性和完整性等，如圖5所示。圖5

發(fā)動機(jī)維修需求的設(shè)計與驗證投入運(yùn)行前準(zhǔn)備在對維修等持續(xù)適航需求的驗證時，為了使發(fā)動機(jī)交付客戶后能夠?qū)崿F(xiàn)安全高效運(yùn)行，在型號設(shè)計階段需要考慮建立服務(wù)保障能力，為做好持續(xù)適航進(jìn)行充足準(zhǔn)備。梳理運(yùn)行場景，如圖6所示，識別運(yùn)行階段需求，結(jié)合《航空器制造廠家運(yùn)行支持體系建設(shè)規(guī)范》等持續(xù)適航體系需求，開展客戶培訓(xùn)、航材、工程技術(shù)服務(wù)和運(yùn)行監(jiān)控等前期準(zhǔn)備，并建立數(shù)字化系統(tǒng)，以保證發(fā)動機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸、存儲、分析、研判和預(yù)警的準(zhǔn)確、完整、可靠、有效，保障不安全狀態(tài)得到識別和及時糾正。圖6

發(fā)動機(jī)運(yùn)行與持續(xù)適航場景運(yùn)行、維修及反饋在航空發(fā)動機(jī)交付客戶投入運(yùn)行后，發(fā)動機(jī)制造商將按上述持續(xù)適航文件和前期運(yùn)行準(zhǔn)備，綜合考慮零部件、單元體和發(fā)動機(jī)備件資源及周期與成本，為客戶提供最佳服務(wù)保障。在運(yùn)行維修過程中，一方面，收集運(yùn)行數(shù)據(jù)，對發(fā)動機(jī)單機(jī)及機(jī)隊進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，對于運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障和不安全事件及時提供處置措施和服務(wù)，確保持續(xù)運(yùn)行安全和適航；另一方面，將重復(fù)性、多發(fā)性故障深入分析研究，會同設(shè)計研發(fā)部門，為產(chǎn)品持續(xù)改進(jìn)完善提