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第1篇：航空安全分析范文

航空電子系統(tǒng)的發(fā)展

第二次世界大戰(zhàn)以后，隨著戰(zhàn)后新秩序的建立和電子系統(tǒng)的發(fā)展，航空業(yè)迎來了發(fā)展機遇期。人們對于遠距離出行的舒適性和安全性有了新的要求，航空電子系統(tǒng)不僅可以用來向駕駛員展示飛機的高度、速度、姿態(tài)等數(shù)據(jù)，還可以用來進行數(shù)據(jù)分析、性能優(yōu)化，進而設計制造出更先進、更經(jīng)濟的飛機。航空電子系統(tǒng)在不斷地更新迭代過程中，歷經(jīng)了獨立式航空電子、聯(lián)合式航空電子、綜合航空電子和先進的綜合航空電子四個階段。航空電子系統(tǒng)在未來必然會向著模塊化及通用化方向發(fā)展，航空電子設備之間也逐漸趨于“高內聚低耦合”的狀態(tài)，在航空電子系統(tǒng)日益復雜的今天，為各種航空從業(yè)人員的相互之間配合作業(yè)打下了基礎。同時在進行可靠性分析時，可以進行更加準確地分析飛機存在的問題。航空電子系統(tǒng)的維修在長久以來都是依賴于原準機的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和維修人員經(jīng)驗總結，一個優(yōu)秀的飛機維修技術人員需要經(jīng)過數(shù)十年的經(jīng)驗積累才可以對飛機的維修有全方位的評估。然而，現(xiàn)在的科學技術日新月異，電子技術發(fā)展突飛猛進，依賴于人的經(jīng)驗所作出的判斷往往是比較片面的。這就需要借助于計算機技術對飛機的狀況進行分析，通過對飛機飛行過程中和落地后檢測設備的檢測數(shù)據(jù)進行綜合分析，以發(fā)現(xiàn)飛機潛在的問題，從而進行提前處理，做到防患于未然。航空電子系統(tǒng)的基本組成現(xiàn)代的航空電子系統(tǒng)既構成了一個復雜的整體，又有各個模塊各自的獨立性。為滿足不同需求的飛機所采用的電子系統(tǒng)有著不同的占比，這也導致了飛機電子系統(tǒng)的不同組成結構。但總而言之，航空電子系統(tǒng)所要實現(xiàn)的主要功能還是大同小異的。從滿足飛機飛行要求的角度，航空電子系統(tǒng)的基本組成包括：核心處理系統(tǒng)，任務/飛行管理系統(tǒng)，導航系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，機載維護系統(tǒng)，以及綜合顯示系統(tǒng)。航空電子系統(tǒng)在飛機上的應用使得飛機的可操作性和安全性大大提高，然而航空電子設備系統(tǒng)也日漸復雜，這也使得維修成本大大提高。在飛行中不同狀態(tài)產生的飛行狀況的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以反映出飛機存在的一些問題，這些數(shù)據(jù)可以為自身的狀態(tài)調整和檢測維修提供重要的參考，現(xiàn)在基行數(shù)據(jù)的分析也正在替代傳統(tǒng)的檢測維修方案。

傳統(tǒng)的安全性檢測維修方案

隨著飛機各種復雜的電子設備的增加，需要控制系統(tǒng)的穩(wěn)定使飛機可以平穩(wěn)運行。早期飛機結構簡單，事故率較高，設備的狀態(tài)往往隨著使用年限的增加而性能下降。傳統(tǒng)的飛機維修技術受制于計算機故障檢測水平較低，以定期人為檢修為主，飛機出現(xiàn)故障也通常只能等出現(xiàn)明顯問題時才得以發(fā)現(xiàn)解決。飛機設備故障主要根據(jù)失效率與時間的關系來判斷檢測。傳統(tǒng)的檢測方法比較機械化，只能機械地應對一些飛機特定的異常問題，一些部件只是根據(jù)失效率與時間的關系-浴盆曲線的老化規(guī)律來維修更換。而且缺乏對特殊情況的處理措施，這也導致了一些飛機失控的問題出現(xiàn)。但日漸系統(tǒng)集成化的設備的復雜性和新型材料在航空領域的應用使得依靠傳統(tǒng)的方式難以解決問題。越來越多的故障分析表明，很多產品的故障率與浴盆曲線的描述不符合。因此需要基機運行狀態(tài)的檢測來分析飛機飛行設備是否存在問題，從而提前發(fā)現(xiàn)問題加以預防。

基于數(shù)據(jù)分析的安全性診斷技術

自空客的A320系列采用電傳操縱系統(tǒng)大獲成功后，航空電子設備的重要性占比越來越高?，F(xiàn)在最先進的為空客A380飛機和波音787型飛機采用了多電系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的功能系統(tǒng)統(tǒng)一在綜合機電系統(tǒng)下。這也使飛機的細微狀態(tài)的變化會影響整機的運行。波音737max發(fā)生的事故就是由于檢測到異常后，控制系統(tǒng)的不合理機械式處理，進而引發(fā)失控。因此飛機的安全性控制系統(tǒng)應當能進行自我修正，綜合進行處理。針對故障診斷技術的應用，許多技術已經(jīng)找到了解決方案，如多控制面?zhèn)文娣?，人工智能法，神?jīng)網(wǎng)絡法，Hinf法，自適應控制等，還有針對振動故障的容錯控制，解析冗余診斷法等一些針對特定故障隱患的解決方案。多控制面?zhèn)文娣w機在運行過程中可能會遇到未知的故障，一般的處理方法是進行模塊系統(tǒng)的重啟，以解決運行中可能存在的問題。當飛機發(fā)生重啟無法解決的問題如局部破壞性損傷，飛機自身的局部故障區(qū)域可能會失去控制，不僅運行的性能會降低，而且會威脅到飛機運行的穩(wěn)定。多控面?zhèn)文娣ㄊ且环N類似于備份的方式作為冗余設計的方式，當某個部分出現(xiàn)異?；蛘呤Щ蛘呶催_到預期的功能時，通過反饋調節(jié)，調整反饋增益從而實現(xiàn)局部系統(tǒng)功能的組合重構。在這種調節(jié)重構的方案下，可以保障電子設備基本功能盡量不受影響，使得飛機仍舊處于可控的狀態(tài)。此方法類似于局部模式的切換，這種方法是被提前設計好的，在遭遇故障時可以無縫切換到其他的模式。人工智能分析法隨著硬件水平的提升計算機算力的提高，人工智能分析技術被用機數(shù)據(jù)的處理和輔助決策。飛機上電子設備和各種傳感器也日益增多，飛機對實時分析處理數(shù)據(jù)的要求越來越高，對飛機的大量飛行數(shù)據(jù)進行處理從而綜合分析飛機的狀態(tài)。人工智能分析法是通過特定算法，對輸入的海量數(shù)據(jù)進行分類、特征提取，然后不斷進行學習、訓練，最后可以為不同的使用場景匹配出最佳的解決方案。目前對飛機狀態(tài)分析應用人工智能法較多的是使用專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)是通過機器學習的方式，將特定領域的專業(yè)知識存入計算機并對知識數(shù)據(jù)進行整合，從而輔助相關人員進行分析解決問題。在民用航空領域，飛機維修人員通常是需要取得特定機型的維修執(zhí)照，而且在實際操作中容易缺乏安全性方面問題的考量，而專家系統(tǒng)可以掌握豐富的專業(yè)知識，有著優(yōu)異的問題分析能力，在面對龐雜的系統(tǒng)時可以彌補人類在系統(tǒng)推理上的缺陷。神經(jīng)網(wǎng)絡法神經(jīng)網(wǎng)絡在近年來受到許多行業(yè)的歡迎，因其在數(shù)據(jù)分析檢測方面有人所無法比擬的優(yōu)勢。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡技術的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡法用機的故障診斷也成了國內外專家的關注熱點。人工智能中的專家系統(tǒng)的局限性在于只能處理專業(yè)性強的淺知識，當出現(xiàn)比較復雜的系統(tǒng)和需要深度推理時，處理速度和效果方面就比較不理想了。航空發(fā)動機和電子設備在使用一定年限后，一些部分的材料會因腐蝕氧化等而出現(xiàn)性能下降，如果不加以實時監(jiān)測，就可能出現(xiàn)設備不可靠所導致的運行故障。神經(jīng)網(wǎng)絡法可以對實時的檢測數(shù)據(jù)進行分析，并對部件的壽命和安全性做出質量評估，以便及時處理維修保養(yǎng)。這樣可以提高電子設備的使用壽命，增強設備的安全性、可靠性。神經(jīng)網(wǎng)絡法可以輔助分析航空設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)。目前，基于BP（BackPropagation）與RBF（RadialBasisFunction）的神經(jīng)網(wǎng)絡在航空設備故障診斷領域的應用成為設備的檢測良好選擇方案。Hinf法飛機的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)通常都是不恒定的，所以控制系統(tǒng)的設計通常要求實時性較高，這對計算處理能力是一個巨大的考驗，要求有一定的反應靈敏度，在極短的時間內要進行準確有效的控制。Hinf法是在控制系統(tǒng)中對加權函數(shù)的參數(shù)調節(jié)來改變奇異值曲線從而加強系統(tǒng)的穩(wěn)定性，此種做法可以有效抑制飛行過程中瞬時擾動帶來的不安全問題，使得飛機在檢測到瞬時突發(fā)狀況下有能力進行穩(wěn)態(tài)的運行。通常按照擾動的頻域特征來選取特征值，有條件可以對擾動進行頻域分析。而輸入的權函數(shù)可以按照期望的帶寬和輸入的幅值約束來試探型選取，特征值的選取通常都要經(jīng)過多次試探才能找到最佳的選擇方案。自適應控制法自適應控制法考慮到了系統(tǒng)的容錯機制，是為了應對系統(tǒng)外界的不確定性，它會依賴不同的狀態(tài)參數(shù)提取關鍵的信息進行分析處理，在遭遇突發(fā)狀況下也能自動適應優(yōu)化，使系統(tǒng)運行在最佳的控制狀態(tài)下。在運行過程中，此方法會不斷地辨識模型參數(shù)，類似于迭代法最終無限接近于實際。而且自適應控制系統(tǒng)具有一定的調整優(yōu)化能力。一些系統(tǒng)在剛開始投入運行時可能性能不符合預期，但是經(jīng)過系統(tǒng)參數(shù)的不斷自我調整，使運行達到一種平衡穩(wěn)定的工作狀態(tài)。這種控制方式在應對系統(tǒng)發(fā)生較大變化時也能逐漸適應運行需求。自適應控制法在復雜度和成本方面都是比較高的，通常在常規(guī)的反饋達不到預期的時候應用。解析冗余診斷法飛機在一些狀態(tài)下，隱患可能不會影響飛行，但一旦切換到另外一種模式下的時候，潛在的問題就會暴露出來。比如在起飛爬升和降落以及應對可能存在安全影響等處于人工駕駛模式階段時，這種模式下由于有飛行員的參與調整，振動故障可以被飛行員的操縱信號抵消，其影響不會很大。而巡航階段，飛行模式一般會調整為自動駕駛模式，即保持一定的高度與速度進行定直平飛。此時如果產生振動故障，則可能對飛機的飛行狀態(tài)產生較大的影響，減少飛行舒適程度，嚴重時會影響飛行安全。飛機在運行中會檢測到震動故障，這些故障產生的原因可能來自傳感器故障，結構自振，氣動彈性故障（由機的局部結構彈性模態(tài)受到外部氣動力的作用產生振動，并通過前向通道影響伺服回路指令輸出或者直接影響舵面偏轉，進而引發(fā)舵面振動故障。）解析冗余的故障檢測是把計算機根據(jù)冗余結算結果與舵面偏轉傳感器檢測信號進行實時對比，判斷出故障情況，從而進行更精確的調整。

結語

第2篇：航空安全分析范文

關鍵詞：空中交通管制員；情境意識；航空安全

隨著人們生活水平的不斷提高，人們的交通方式由陸地交通到海上交通，一直到現(xiàn)在的航空交通?？罩薪煌ü苤茊T的情境意識不但能夠影響到乘客的人身安全，還能夠影響我國航空事業(yè)的發(fā)展?；诖?，本文主要研究空中交通管制員的情境意識與航空安全，從而保證我國航空業(yè)能夠更好的發(fā)展。

1 情境意識的概念

情境意識指的是人們在一定的環(huán)境中，能夠有效預測環(huán)境變化帶來的影響，并提前做出有效措施預防?？罩薪煌ü苤茊T的情境意識指的是管制員在飛機運行過程中，在保證飛機正常運行的基礎上，保持好兩架飛機之間的距離，從而提高飛機的運行效率。在飛機實際運行過程中，管制員應該時刻掌握飛機的運行狀態(tài)，有效管理飛機運行線路，當遇到突況時，可以適當改變飛行線路，提高飛機運行的安全性，從而保證飛機能夠安全穩(wěn)定運行。

2 我國航空中存在的主要安全問題

在我國航空中，存在很多安全問題，其中，最主要的問題就是空中交通管制員對其工作沒有足夠的重視。由于我國交通管制員的知識水平有限，他們的情境意識比較弱，導致其在實際工作中，往往忽視了航空安全問題，嚴重影響了我國航空業(yè)的發(fā)展。要想有效改善這種狀況，航空企業(yè)中的管理人員可以定期對空中交通管制員進行培訓，提高他們對其工作的重視。同時，在培訓的過程中，可以向他們提問，采用提問這種方式，能夠了解他們在實際工作中經(jīng)常遇到的問題，然后采取有效措施解決。

3 提高空中交通管制員的情境意識的有效措施

3.1 提高空中交通管制員的注意力

在空中交通中，提高空中交通管制員的情境意識具有至關重要的作用?？罩薪煌ü苤茊T具有良好的情境意識，能夠有效保證飛機的正常運行，讓空中資源得到很好的利用，提高了航空飛機的安全性。要想有效提高空中交通管制員的工作效率，需要航空企業(yè)中的管理人員不斷提高空中交通管制人員的注意力，提高他們的工作積極性，保證我國航空企業(yè)能夠更好的發(fā)展。

例如，航空公司中的管理人員可以采取有效措施，防止空中交通管制員的注意力發(fā)生分散?？罩薪煌ü芾砉苤迫藛T在實際工作中，可以將環(huán)境中的比較容易辨認的物理信息，或者之前做到一半的工作，用顏色比較鮮明的字體標示出來，讓其他工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)，減輕下一位空中交通管制人員的工作壓力，提高其工作效率。

與此同時，空中交通管制人員在實際工作中，對行前后變化差距較大的空中環(huán)境，為了將信息準確傳達給對方，可以采用明暗交替的變化信息提醒其他空中交通管制員，讓他們注意到空中環(huán)境的變化，合理安排飛行線路。當空中環(huán)境發(fā)生較大變化時，空中交通管制員可以使用顏色比較鮮明的條幅，并將條幅掛在飛機內部，有效提醒空中交通管制人員，保證飛機在空中的正常運行，提高空中交通管制員的工作效率。

通過提高空中管制人員的注意力，能夠有效保證他們的工作質量，提高他們的情境意識，從而保證飛機在空中的安全運行。在實際工作中，空中交通管制員如果發(fā)現(xiàn)飛機前方有不明飛行物，應該及時與地面上的監(jiān)控人員聯(lián)系，采用雷達信號的方式，將信息傳輸，然后采取有效措施解決。例如，可以改變飛行航線，從而提高飛機飛行的安全性，保證空中交通管制員的管制工作能夠順利進行。

3.2 提高空中交通管制員的航空安全專業(yè)知識

要想有效提高空中管制員的情境意識，提高他們的航空專業(yè)知識水平具有至關重要的作用?？罩薪煌ü苤乒ぷ饕罂展軉T具有非常好的航空專業(yè)知識，對航空專業(yè)水平的要求也比較高。因此，在實際工作中，航空企業(yè)中的管理人員應該不斷提高空中交通管制人員的專業(yè)知識水平，從而保證空中交通管制員的工作質量。

例如，航空企業(yè)中的管理人員可以定期對空中交通管制人員進行專業(yè)培訓，培訓之后，要及時進行考核。對于表現(xiàn)比較好的空中交通管制人員，可以給予相應的獎勵，當然，對于表現(xiàn)不太好的工作人員，也應該給予一定的鼓勵。采用獎勵的方法，能夠充分調動交通管制人員的工作熱情，提高其工作效率，從而提高交通管制人員對情境意識的重視。

除此之外，航空企業(yè)中的管理人員可以將空中交通管制人員分成若干個小組，在每個小組中選出一個組長。然后以每個小組為單位學習航空安全專業(yè)知識，經(jīng)過一段時間之后，航空企業(yè)中的管理人員可以檢驗他們的學習成果。采用這種方式，能夠有效保證空中交通管制人員的學習質量，提高他們對其工作的重視，從根本上提高交通管制人員的情境意識，讓他們能夠更好的了解航空安全知識在企業(yè)中的重要性。

同時，航空企業(yè)中的管理人員要不斷提高空中交通管制人員的心理素質。隨著航空業(yè)的迅速發(fā)展，航空安全問題日漸突出，空中交通管制工作具有一定的危險性。在飛機飛行過程中，經(jīng)常會遇到突況，這就需要空中交通管制人員具有良好的心理素|。在遇到緊急情況時，有自己的觀點，并且了解自己的工作性質，對空中情境意識有自己的判斷，從而提高空中交通管制工作效率。

3.3 主動調整工作負荷

航空企業(yè)中的管理人員通過合理調整空中交通管制人員的工作負荷，能夠有效保證空中管制員的工作順利進行，提高他們的工作效率。由于空中交通管制員的工作負荷會隨著空中情境意識變化而變化，不能人為控制，因此，航空企業(yè)中的管理人員在實際工作中，應該根據(jù)飛機的實際運行情況，合理調整空中交通管制員的工作負荷，減輕他們的工作壓力，保證航空飛機能夠安全運行。

例如，在空中交通工作中，空中交通管制人員可以提前猜測飛機中的負荷問題，并根據(jù)負荷數(shù)量的大小，有效管理其工作時間，保證航空飛行工作的順利進行。同時，空中交通管制員可以在空中安全管理工作中，使用空中安全管理設備，從而提高空中資源的利用率，保證飛機在飛行中的穩(wěn)定性。

航空企業(yè)中的管理人員可以合理安排空中管制員的工作順序。對于年齡比較大的空中交通管制員，可以將他們安排在白天工作，保證其工作質量。那些比較繁重的工作，可以讓精力充沛的年輕人去忙。采用這種形式，能夠有效保證空中交通管制員的工作質量，提高其工作效率，提高空中交通管制員的情境意識，保證空中交通管制資源能夠得到很好的利用。通過主動調整負荷，空中交通管理人員可以提高空中交通管制員對其工作的重視，不斷加強他們的情境意識，從而有效提高其工作效率，預防空中交通管制員的人為失誤，保證飛機更加安全地運行。

4 結束語

綜上所述，要想有效保證我國航空安全，提高空中交通管制員的情境意識，具有特別重要的作用。但是，在實際工作中，仍然存在很多問題，這就相關工作人員在原有基礎上，不斷學習和創(chuàng)新，提高自身的職業(yè)綜合素質，從而保證國民經(jīng)濟穩(wěn)定快速發(fā)展。

參考文獻

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[2]胡超.空中交通管制員的情景意識與航空安全[J].中國新通信，2016（09）：141.

[3]周勇，曾艷，楊家忠，等.基于多傳感器數(shù)據(jù)的航空管制員情境意識的計算[J].心理科學進展，2015（11）：1879-1885.

第3篇：航空安全分析范文

關鍵詞：適航；輔助動力裝置；管理

1 探究的意義

1.1 適航研究的重要意義

民用航空關系到公眾的安全和利益，各國政府都對本國和本國空域內的民用航空進行著嚴格的管理--適航管理。適航管理的核心是安全，我國民用航空適航管理制度和體系是參照美國的適航經(jīng)驗建立的。但在國際上，美國聯(lián)邦航空安全局（FAA）的適航管理體系之外，還有歐洲航空安全局（EASA）建立的適航體系，這兩個體系直接既有聯(lián)系又有區(qū)別，因此，進行深入研究對具體民用航空型號的適航工作的開展甚至研究開發(fā)都有其重要意義。

1.2 輔助動力裝置的適航管理特點

民用航空器由機體和機載設備組成。適航管理需要覆蓋民用航空器每一個部分。而每一個部分的適航管理要求是不同的，如作為產生推力的重要設備――航空發(fā)動機和螺旋槳，其安全性要求與機體的要求是等價的，F(xiàn)AR等適航規(guī)章都以專章提出了詳盡的要求；而對于燃氣渦輪輔助動力裝置，其適航管理要求也是與其他機載設備大為不同的，燃氣渦輪輔助動力裝置是結構上近似于發(fā)動機，但從屬行器電源、空調和動力系統(tǒng)的一種機載設備，燃氣渦輪輔助動力裝置一般采用頒發(fā)技術標準規(guī)定項目批準書（CTSOA）的方式進行適航批準。

2 燃氣輔助動力裝置的簡要介紹

2.1 燃氣渦輪輔助動力裝置簡介

在大、中型飛機上和大型直升機上，為減少對地面（機場）供電設備的依賴，都裝有獨立的小型動力裝置，這就是輔助動力裝置（Auxiliary Power Unit，簡稱APU）。APU和發(fā)動機一樣，都是燃氣渦輪動力裝置。但它們的目的不同，發(fā)動機用于產生推力，而APU主要用來提供氣源和電源，氣源除用于發(fā)動機起動，還為飛機的空調系統(tǒng)供應連續(xù)不斷的空氣。這個特點使APU不同于發(fā)動機。它要求APU在設計時，使渦輪產生的機械能主要通過壓氣機轉換為空氣的壓力能，還有一部分機械能通過齒輪傳遞給發(fā)電機以產生電能，而不是向后噴出產生推力。所以，能量分配的不同是APU和發(fā)動機的主要區(qū)別。有的APU還可輸出液壓能，早期的APU也有提供附加推力的。APU一般裝在機身最后段的尾錐之內，在機身上方垂尾附近開有進氣口，排氣直接由尾錐后端的排氣口排出。

在以前的小功率發(fā)動機上，起動主發(fā)動機時一般采用起動電機來帶動發(fā)動機旋轉，但是隨著大推力發(fā)動機的出現(xiàn)，用電動機已無法提供如此大的能量來帶動發(fā)動機，使發(fā)動機達到點火燃燒時的轉速了，因此需要更大的能源來帶轉發(fā)動機。這時，如果采用APU，從APU產生壓縮的空氣，吹轉裝在發(fā)動機附件傳動機匣上的空氣渦輪起動機（ATS），從而起動發(fā)動機，這種起動方式成為了現(xiàn)在大功率發(fā)動機通常選擇的工作模式。

圖1 典型的APU結構示意圖

APU的提供的壓縮空氣和電能，使飛機在地面上起飛前，不需要起動主發(fā)動機就可保證客艙和駕駛艙內的照明和空調正常工作。在飛機起飛時，有APU工作，可使發(fā)動機功率全部用于地面加速和爬升，改善了起飛性能。飛機降落后，仍由APU供應電力照明和空調用氣，可使主發(fā)動機提早關閉。通常APU在飛機爬升到一定高度（5000米以下）關閉。但在飛行中當主發(fā)動機空中停車時，APU可在一定高度（一般為10000米）以下的高空中及時起動，為發(fā)動機重新起動提供動力。這種應急情況下的APU工作能力，提高了飛機的安全性。在發(fā)動機的適航規(guī)章中規(guī)定的“雙發(fā)延程飛行（ETOPS）”狀態(tài)中，就要求APU必須正常運行[1]。

綜上，APU是結構上近似于發(fā)動機，但從屬行器電源、空調和動力系統(tǒng)的一種機載設備。

2.2 當前民用APU的主要制造商及我國民用APU現(xiàn)狀

目前，國際上從事航空輔助動力裝置研制生產的企業(yè)較少，主要有美國的霍尼韋爾、漢密爾頓?勝斯特蘭（簡稱漢勝），法國的Microturbo（隸屬于透博梅卡），俄羅斯Aerosila（原烏法航空附件廠）。其中在民用客機市場上主要由霍尼韋爾和漢勝兩家公司壟斷。

由于國際航空運輸業(yè)的快速發(fā)展，民用APU也面臨著具有巨大市場機會，在飛機機載設備中，APU的價值比較高，由于經(jīng)常使用，其售后市場的價值更為可觀，在APU上進行投入，存在著巨大的商業(yè)機會。

我國航空發(fā)動機的發(fā)展水平與國外先進水平相比，存在較大的差距，APU也是同樣的狀態(tài)，尤其在民機方面，這種差距更為明顯。雖然，近年來，我們在軍用APU方面積累了一些經(jīng)驗，但在民用APU方面，我們沒有任何的經(jīng)驗可言。在民用APU的設計、制造、適航、組織管理和售后服務等方面，都在存在著巨大的差距。

3 APU的適航管理方式

3.1 民用航空機載設備的適航管理方式

按照中國民航適航規(guī)章CS-21[2]的規(guī)定，航空器的適航管理根據(jù)著眼點的不同，一般分為對民用航空器型號設計批準的“型號合格證（Type Certification，TC）”、對型號生產批準的“生產許可證（Production Certification，PC）”和投入運行前表征單個航空產品具有設計符合性和制造符合性、用以證明其安全可用的“適航證（Airworthiness Certification，AC）”。上述三證均由適航當局（或其授權代表）頒發(fā)，因此，適航管理也被稱為“三證管理”。但航空發(fā)動機和螺旋槳確認具有設計符合性和制造符合性的后只能獲頒“適航批準標簽”，與“適航證”相似“適航標簽”也證明了發(fā)動機或螺旋槳產品的安全可用性。在實踐中，三證齊全，且發(fā)動機和螺旋槳（如有）三證齊全的航空器方可投入航線使用。

與民用航空器、發(fā)動機和螺旋槳的適航管理方式不同，民用航空機載設備的適航可以按照“技術標準規(guī)定（Technology Standard Order，簡稱TSO）”進行審定，取得“技術標準規(guī)定項目批準書（TSOA）”，或隨民用航空產品（裝有機載設備的航空器）的合格審定一同批準，一般稱為隨機取證。TSOA與航空產品的型號合格證（TC）不同， TSOA將設計和生產一起批準，而不分別頒發(fā)型號合格證和生產許可證，且不可以轉讓。與發(fā)動機和螺旋槳類似，符合設計要求且安全可用的機載產品獲頒“適航標準標簽”后才認為是適航的。

3.2 FAA及EASA對APU的適航管理方式

FAA為了簡化審查要求，早在20世紀80年代末就取消了機載設備技術要求的總綱文件FAR37部，取而代之的是大量采用專業(yè)技術協(xié)會的標準作為技術要求，如環(huán)境適應性實驗要求RTCA（無線電技術委員會標準）-160，計算機軟件標準RTCA-178等。但是，F(xiàn)AA還是為部分機載設備保留了自己制定的技術標準。

作為一種重要的機載設備，F(xiàn)AA認為APU的適航管理應該與其他機載設備相類似，并為其單獨頒布了技術標準規(guī)定FAA TSO C77《燃氣渦輪輔助動力裝置》，目前，現(xiàn)行有效的版本為b版。考慮到作為高溫工作的渦輪機械，APU有結構的復雜性的特點，對安全性的要求已經(jīng)超出了一般的機載設備，因此，EASA已經(jīng)將APU的適航管理技術要求至與發(fā)動機相同的層級，即頒布專門的適航規(guī)章CS-APU《輔助動力裝置合格證規(guī)范》?？梢娮鳛樘厥獾摹碗s的機載設備，作為世界范圍內最有經(jīng)驗的兩個局方對APU的重要性都有著深刻的認識。

但遺憾的是，全球最主要的APU生產商霍尼韋爾和漢勝都位于美國，且EASA與FAA直接已經(jīng)簽署了雙邊協(xié)議。原則上，對方頒發(fā)的型號合格證和技術標準規(guī)定項目批準書都可以在對方獲得認可，僅需要局方對其認為有區(qū)別的項目進行適航驗證。在實際操作中，EASA往往補充審定FAA頒證的APU并頒發(fā)ETSOA（E即European，歐洲技術標準規(guī)定項目批準書），而對于EASA 頒發(fā)ETSOA的APU型號則由FAA進行確認。截至目前，雖然EASA為APU制定了專門的規(guī)章，但僅有法國Microturbo的Rubis系列和捷克První brněnská strojírna Velká Bíte， a.s.的Saphir 5系列等5個型號按CS-APU取得了ETSOA并由EASA負責持續(xù)適航管理，而且還有Microturbo的eAPU60還在適航審查過程中。

3.3 我國對APU的適航管理方式

我國適航主管部門沒有獨立審查APU的經(jīng)驗，根據(jù)現(xiàn)行有效的CCAR37部的規(guī)定，APU也應采用TSOA方式取證或采用隨機取證的方式[3]。

4 FAA TSO C77b與EASA CS-APU的異同

美國的FAA是世界上歷史最悠久、適航審查和處理事故經(jīng)驗最豐富的適航管理機構。在相當長的一段時間內，其制定的FAR系列規(guī)范一直作為世界通行的適航文件使用。在歐洲，英法航空工業(yè)強國的適航規(guī)范也是源于FAR。同樣的，F(xiàn)AA制定的TSO標準也是各局方參考的重要文件之一。FAA于1981年7月20日首次頒布了TSO C77a作為APU的技術標準。

隨著歐洲走向一體化，特別是為了推進空中客車項目的合作，1988年歐洲共同體成立了聯(lián)合航空局（Joint Airworthiness Authorities，JAA），JAA在FAR系列規(guī)范的基礎上結合英、法、德、意、西等國的適航工作經(jīng)驗，制定了更為詳細具體的JAR規(guī)范。在制定標準之初JAA選擇了TSO C77a的現(xiàn)行版本為藍本編制了輔助動力裝置的規(guī)范，并且將該規(guī)范上升至與發(fā)動機等重要機載設備的適航規(guī)范的高度，這就是JAR-APU《輔助動力裝置許可證規(guī)范》。

隨著歐洲一體化進程的推進，在2004年在歐盟的授權下，旨在統(tǒng)一各國民航安全體系的歐洲航空安全局（European Aviation Safety Agency， EASA）正式成立了，并在2009年取代JAA成為歐盟各國唯一的適航管理機構，在EASA正式成立之前，就已開始參考JAR系列適航規(guī)范進行了適航文件的編制工作，現(xiàn)行的EASA CS-APU是其2003年10月編制完成并生效的。目前，EASA CS系列規(guī)范已經(jīng)發(fā)展成與FAR同等影響力的適航規(guī)范。

與CS系列標準相同，CS-APU《輔助動力裝置許可證規(guī)范》分為2卷（book）。第一卷是適航標準，該卷共4個分部（Part A-D）。由于TSO C77a在2000年的更改中被換版，隨后JAR-APU也相應做出了更改。因此，B分部至D分部與TSO C77b的附件1《燃氣渦輪輔助動力裝置裝置最低可接受標準》的第5-7條基本對應。A分部則涵蓋了附件1 前4條內容及附件2《型號規(guī)范編制要求》、附件3《安裝操作說明編制要求》、附件4《持續(xù)適航說明編制要求》的大部分內容[4][5]。

與其他EASA頒布的適航規(guī)范相似，CS-APU的第二卷的卷名為“可以接受的符合規(guī)范要求的方法”（AMC部分），EASA在制定標適航規(guī)范時結合之前適航工作的經(jīng)驗，在這部分加入了更多的指導意見和驗收方法和標準。第二卷是對第一卷內容的解說、分析和對滿足規(guī)范的操作方法的具體規(guī)定。在AMC-APU主要的條目有AMC CS-APU210安全分析和AMC CS-APU220防火。AMC CS-APU210給出了確定關鍵件的原則及安全分析的方法和各等級風險的典型事故模式，為取證時完成安全分析帶來了便利。AMC CS-APU220則明確了具體零件發(fā)生火災的后果、防火和耐火2個等級在耐火試驗驗證中的具體差別、各典型零件的耐火試驗的典型方法等信息，極為有利于新申請人參考操作。此外，AMC CS-460超溫試驗明確規(guī)定以渦輪后42℃超溫代替渦輪前42℃可以接受；CS-470包容性給出了關鍵轉子件的選取方法及可接受的替代分析方法。[5]

除此之外在具體條目、特別是具體試驗要求上，EASA CS-APU與FAA TSO C77b基本一致，如持久試驗的圖譜完全一致、超轉試驗115%的最低超轉轉速、42℃的超溫要求均完全相同。兩者只存在一些表述上的區(qū)別，受篇幅所限不再一一贅述。

可見，EASA CS-APU與FAA TSO C77b在具體要求上沒有差別，可視為等效規(guī)章。

5 我國APU適航工作的開展原則與展望

長期以來，我國航空工業(yè)在民用航空領域一直落后于世界先進水平，在APU研制方面未能有型號開展適航工作。因此，我國的適航當局中國民航局（CAAC）適航司一直未確定APU的適航規(guī)章或技術標準，且沒有相關的審查經(jīng)驗。由于中美兩國曾簽署雙邊適航互認協(xié)議，且有其他機載設備的先例，中國民航局適航司接受新APU型號CTSOA申請人選取TSO C77b（或后續(xù)有效版本）作為審定基礎的可能性較大。

而CS-APU的AMC部分對具體的分析和試驗給出了操作性極強的指導意見，可以將其要求作為符合性驗證方法進行申報，或作為進行具體試驗、編制具體文件的重要依據(jù)。

綜上，選擇選取TSO C77b或后續(xù)有效版本作為輔助動力裝置的CTSOA審定基礎，同時，研究借鑒CS-APU中的具體要求作為確定符合性驗證方法的依據(jù)，可作為我國后續(xù)開展輔助動力裝置適航的一條有效途徑。

參考文獻

[1]中國民用航空總局適航司.中國民用航空器適航規(guī)章CCAR-33R2：航空發(fā)動機適航規(guī)定[Z].2011.

[2]中國民用航空總局適航司.中國民用航空器適航規(guī)章CCAR-21-R3：民用航空產品和零部件合格審定規(guī)定[Z].2007.

[3]中國民用航空局適航司.中國民用航空器適航規(guī)章CCAR-37：民用航空材料、零部件和機載設備技術標準規(guī)定[Z].1992.

第4篇：航空安全分析范文

【關鍵詞】Z15；國際合作項目；適航；MOC；AEG

1、前言

航空工業(yè)投資大、技術風險大、研制周期長，在激烈市場競爭環(huán)境下，自主研發(fā)一種民用直升機進入國際市場并取得商業(yè)成功存在著較大的風險。為了規(guī)避市場風險，本著利益共享，風險共擔的原則，出現(xiàn)了多方合作及國際合作等模式，Z15型直升機的研制就屬于比較典型的代表。

Z15型直升機為哈飛集團與法國歐直公司聯(lián)合研制的6-7噸級先進中型多用途直升機。中法雙方以各自承擔50%工作份額的方式聯(lián)合研制一種中型多用途直升機，該直升機法方型號為EC175，中方型號為Z15。在研制過程中，中法雙方各自完成自己所承擔的工作份額，并相互交換研制完成的系統(tǒng)和部件，各自建立一條總裝生產線。歐直向歐洲航空安全局（EASA）申請EC175的型號合格證，哈飛集團向中國民用航空局（CAAC）申請Z15型直升機型號合格證。

一種機型合作雙方同時間分別取兩個局方的型號合格證，這在國內外還是首次。由于合作方的增加，尤其是國際合作模式的出現(xiàn)，導致適航取證工作復雜化，這就需要及時總結取證經(jīng)驗，思考存在問題及解決辦法，為Z15型直升機順利取證奠定基礎，為今后國際合作項目適航管理積累經(jīng)驗。

2、Z15項目與普通取證項目差別

2.1取證管理方式

Z15適航取證管理模式與以往機型取證模式區(qū)別較大。以往都是主設計單位負責取證，因此最初的想法是中國直升機設計研究所負責取證，但CAAC認為哈飛作為Z15項目TC的申請人和持有人應負責取證的管理工作。項目主設計單位是歐直，中方主設計單位是中國直升機設計研究所，考慮到知識產權等原因，有些技術資料不會提交給哈飛，這與CAAC的取證要求相矛盾，經(jīng)過研究、多次與參研單位協(xié)調和溝通，提出解決辦法：由哈飛集團牽頭成立Z15型直升機適航管理聯(lián)合辦公室，負責型號取證的組織和協(xié)調工作；成員由哈飛集團、中國直升機設計研究所、中國航空動力機械研究所、中南傳動機械廠有關人員組成；辦公室日常管理機構掛靠在哈飛集團，辦公室配置專職人員2～3人；編寫《直十五型直升機適航取證管理規(guī)定》，對取證管理方式進行規(guī)定，明確適航管理聯(lián)合辦公室及各參研單位職責，取證管理要求，文件和資料的管理要求等。

2.2頂層策劃

國內以往取證機型頂層策劃工作極少，歐直非常重視項目的頂層策劃，頂層策劃工作通過直升機程序（HP）文件來實現(xiàn)。適航取證文件涉及2份HP文件，一份是取證文件，該文件詳細規(guī)定了取證涉及的文件格式、符合性方法、編寫要求等，另一份是取證程序，該文件詳細規(guī)定了取證程序、審定基礎、取證文件分工、組織和聯(lián)絡、雙方之間界面及要求、會議制度、合格審定計劃（CP）編寫要求等。

2.3制造符合性檢查

制造符合性檢查是型號合格審定過程中的一項重要內容，目的是確保試驗產品符合其申請的型號設計資料，同時也是證后對生產許可證持有人生產制造進行監(jiān)督管理的主要方式。

Z15項目涉及兩個國家，多個單位，制造符合性檢查工作變得復雜。經(jīng)過研究并多次召開四方會議，最終 CAAC/EASA簽署了《CAAC與EASA關于EC175/Z15型號合格審定工作協(xié)議》，CAAC/EASA按照簽署的工作協(xié)議開展制造符合性檢查工作。

哈飛目前正在按照EASA PART 21 G部申請Z15型機的POA，這樣EC175型機的制造符合性檢查工作由EASA來負責，EC175產品質量得到保證。

但對于Z15項目，按照雙邊工作協(xié)議，Z15零部件僅以POA批準的EASA Form 1表格形式獲得批準，并未獲得CAAC的批準。歐直表示如果CAAC有相關政策要求，可以申請CAAC的PC，但目前CAAC規(guī)章中無相應要求，需要CAAC盡早制定相應規(guī)章政策。

3、Z15項目取證過程中適航方面的問題和教訓

3.1整機安全性、閃電防護區(qū)域劃分問題

Z15項目中，CAAC改變以往做法，強調在項目研制初期，就應做好整機安全性、閃電防護區(qū)域劃分工作，這是安全性、閃電防護開展后續(xù)工作的基礎。

我國民用直升機機取證機型少，適航管理經(jīng)驗不足，以往取證過程中，整機安全性、閃電防護區(qū)域劃分等工作不受重視，這些工作基本都是后補的。初期沒有開展Z15整機的安全性、閃電防護區(qū)域劃分工作，在第一次歐直份額CP審查中CAAC提出了這個問題，歐直的回復是根據(jù)合同分工，歐直只負責系統(tǒng)級的安全分析，不負責閃電防護面的整機問題，中方需要與歐直進一步溝通和討論。

3.2構型狀態(tài)問題

Z15型直升機取證構型狀態(tài)不明確，缺少通訊導航系統(tǒng)、座艙布局等。

中法合作合同中沒有定義通訊導航系統(tǒng)的分工，如果請歐直來做方案，費用會比較高，因此中方將自行研制相應的通訊導航系統(tǒng)，這樣Z15通訊導航系統(tǒng)的狀態(tài)可能會與EC175狀態(tài)不一致。

在審查歐直CP時，發(fā)現(xiàn)座艙構型也沒有明確，歐直認為涉及到座艙頂部、底部應急出口和座椅布置問題的適航驗證不屬于歐直工作，因為在合同中沒有明確，這部分工作需要中方來自己完成。

3.3歐直份額MOC表問題

在進行適航符合性驗證工作前，申請人與局方應就適航條款和符合性方法（MOC）達成一致。按照中法合作合同規(guī)定，歐直應當向CAAC提供已由EASA批準的符合性方法（MOC）。歐直最初提供的MOC表非常簡單，CAAC沒有接受。歐直堅持合同中所說的MOC表就是所提交格式，中方、CAAC和歐直就MOC表格式問題進行多次溝通，中方做了很多工作歐直才同意提交CAAC認可的MOC表，從這個問題我們可以看出合同細節(jié)的重要性。

3.4歐直份額系統(tǒng)驗證方式問題

歐直在提交CAAC的CP中，符合性驗證方法借用了許多其他型號的研制經(jīng)驗和試驗結果。如果歐直不能提供充分的驗證材料，CAAC就不認可這種方法，需要補充驗證試驗，這就需要哈飛與歐直協(xié)調解決，驗證費用也不能忽視。

3.5AEG驗證工作

在Z15項目研制初期，我國AEG職能部門還沒有成立，也沒有考慮AEG要求。2008年11月，CAAC AEG部門針對Z15項目成立了飛行標準委員會和飛行運行評審委員會，提出下述任務要求：駕駛員型別等級和飛行機組的資格要求；運行符合性清單；主最低設備清單；持續(xù)適航文件；駕駛艙觀察員座椅。

歐直表示不同意CAAC與EASA共同評審EC175，這樣EC175的AEG成果就不能直接用于Z15的項目上，中方還要單獨開展Z15的AEG工作。但由于總體設計工作是在歐直，因此很多工作還需要歐直的支持，目前歐直同意與哈飛合作共同編寫維修工作卡片。

4、Z15項目適航方面的收獲和意義

4.1適航條款要求的理解

適航標準的制定是以民用航空的實踐，尤其是空難事故的調查結果為背景，同時又是在大量試驗研究的基礎上制定的。由于適航標準關系到人的生命和財產的安全，因此適航標準從某種意義上說反映了已被證實的、成熟的航空科學技術。我國現(xiàn)有的民用航空技術發(fā)展現(xiàn)狀，且缺少成熟的直升機型號取證經(jīng)驗和符合性驗證數(shù)據(jù)，客觀上存在對適航條款要求理解不足或理解偏差，這可能會使得在型號早期研制階段中由于適航要求未完全貫徹到型號設計中，而導致型號設計更改或驗證困難；另外在選取符合性驗證方法上存在或多或少的現(xiàn)象，造成條款的符合性驗證工作不足或重復，直接影響型號取證周期，客觀造成研制成本而增加。通過Z15的項目合作研制，將幫助我們了解適航條款的背景知識，加深對適航條款要求的理解，從而合理地選擇符合性驗證方法，最終提高我們的直升機適航水平，設計出滿足運輸類旋翼航空器適航標準要求的民用直升機。

4.2符合性驗證方法能力

根據(jù)我國近二十年對軍用旋翼航空器型號的研制，已具備了一定的設計和試驗手段，可以滿足軍機研制的要求，但在民用直升機的設計符合性驗證，在對適用條款選用的符合性驗證方法尤其是實驗室試驗、地面試驗、飛行試驗實施的手段上還存在差距，特別是以前未做過的試驗如閃電防護、燃油系統(tǒng)抗墜毀、進氣道防冰以及風險科目試飛，在試驗設施、測試設備、試驗方法、試驗準則、試驗數(shù)據(jù)處理等方面，與國際上存在較大差距。通過Z15的合作研制，能夠幫助我們去了解和掌握歐直在這些方面的經(jīng)驗，同時借助國內條件建設改善試驗條件，以達到通過最少的試驗獲得最有效的試驗結果，滿足適航條款要求，最終提高我國民用直升機的適航驗證能力。

4.3適航管理技術水平

我國對民用航空器型號合格證的管理，是直接引用FAA的管理體系，對申請人提出申請的航空產品，在通過型號合格審查后頒發(fā)該型號的TC，未對申請人單位進行批準。歐洲適航當局的適航取證管理雖然同樣采取證件管理，但其不僅包括對產品的證件管理（TC、PC和AC證），對設計單位和生產單位也進行頒證管理，即設計單位批準書（DOA）和生產單位批準書（POA）。這樣，設計單位和生產單位在適航當局信任下承擔了許多適航審查工作，這可幫助大大減少適航當局的審查工作。通過哈飛和300廠取EASA Z15項目的POA，大大提高了我國的適航管理技術水平。

5、結束語

根據(jù)Z15項目遇到的問題，我們應認真反思，加強項目頂層規(guī)劃、構型控制管理，注重細節(jié)、重視合同、積累國際合作經(jīng)驗，積極探索解決問題方法。隨著項目的不斷進展，還會有新的問題，新的收獲，需要我們不斷學習和總結，用創(chuàng)新思想解決新問題，為今后多方合作和國際合作項目適航管理積累經(jīng)驗，提升我國適航驗證技術和管理技術水平。

參考文獻

[1] CCAR-21-R3，民用航空產品和零部件合格審定規(guī)定，2007.

[2] ORDER 8110.4C CHG1， Type Certification.2007.