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摘要：通過對適航規章和維修手冊及其背景文件的梳理，發掘了“老齡飛機”概念的內涵，結合現有主流民航客機的老齡飛機工程管理經驗，總結了國產民機的結構工程管理思路。

關鍵詞：損傷容限；廣布疲勞損傷；老齡飛機；營運人實施計劃；補充結構檢查文件；修理評估指導文件

1飛機檢查與記錄審查的由來和“老齡飛機”的內涵

Aloha空難調查報告顯示，失事的波音737-200飛機累計飛行小時為35496FH，累計的飛行循環為89680FC；失事時的服役年限不到19年（1969年5月10日交付AlohaAirlines）。調查認為失事的可能原因是：失事飛機維修方案所要求的重復檢查間隔過度高于該型號飛機補充結構檢查手冊（SSID）文件要求的重復檢查間隔，導致沒有及時檢查出已經存在于機身蒙皮搭接處的嚴重脫粘、腐蝕和疲勞損傷。調查過程中也發現了維修記錄不完整和維修記錄缺失的現象。Aloha空難之后，美國參議院和眾議院于1991年批準了關于老齡飛機的法令《TheAgingAircraftSafetyActof1991》，要求FAA盡快啟動關于老齡飛機持續適航的規章制定工作，制定的規章要包含對飛機的現場檢查和對其維修記錄的審查兩方面內容。隨后，FAA于2002年和2005年分別了《老齡飛機臨時規定》（2003年12月8日生效）和《老齡飛機最終規定》（2005年3月4日生效），并據此更改了FAR121部、FAR129部和FAR135部中相應的內容。至此，針對“老齡飛機”的飛機檢查與記錄審查要求正式出臺。隨后，FAA又分別于2008年初和2011年初了針對老齡飛機結構工程管理的FAR26部E分部和FAR26部C分部兩節法規，并將其作為FAR25部的補充法規，在這兩節法規中，“老齡飛機”指設計規范和審定基礎存在問題或缺陷的飛機，該定義與FAR121部、FAR129部和FAR135部中的定義有所不同。因此，“老齡飛機”是一個有雙重內涵的概念：在FAR26部中，“老齡飛機”是指設計規范和審定基礎存在問題或缺陷的老舊型號的飛機，屬于“先天”缺陷，需要飛機的設計制造單位從源頭去重新排查之前未予考量的問題及缺陷，并及時向航空營運人有效的補救措施。而在FAR121部、FAR129部和FAR135部中，“老齡飛機”則指服役超過14年的飛機，隨著服役年限的增長，飛機存在的結構“老化”現象逐漸明顯，航空營運人需要依法依規做好持續適航維修方案所要求的檢查維修工作，確保全壽命周期內改裝/修理方

2“老舊型號”類飛機老齡問題的解決

FAR修正案25-45之前的FAR25.571主要從增加安全系數的角度來考量疲勞問題的解決方案。FAR修正案25-45的FAR25.571則提出了損傷容限評估，并要求型號合格證（TC）持有人建立可納入持續適航文件中的檢查手段，但這時的損傷容限仍然以“破損安全”為其內核，需要進一步完善。經過20年的發展，1998年FAR修正案25-96的FAR25.571引入了初始缺陷假設和廣布疲勞（WFD）損傷的概念，標志著成熟水平的損傷容限思想被納入了規章，也標志著損傷容限已經突破了之前的技術瓶頸，通過裂紋檢測工具也可以可靠地檢測出結構件存在的微小裂紋。因此，在結構工程管理方面，一般把依據FAR修正案25-45之前的FAR25.571作為審定基礎的飛機劃入“老舊型號飛機”的范疇。對這類老舊型號的民用飛機，需要通過設計優化、改裝、補充檢查手段或幾種手段的糅合來確保安全。如果將結構工程管理所管控的缺陷內容劃分為三類，即設計制造階段已給予考量的缺陷、設計制造階段未曾給予考量但又確實存在的缺陷、維護和使用過程中修理方案存在的缺陷，那么補充結構檢查（SSIP）能夠確保及時發現第二類和第三類缺陷，解決設計制造階段的先天缺陷以及修理方案的“先天”缺陷，從而使得所有的考量因素和方案回歸到成熟態的損傷容限所定義的安全水平，彌補設計規范和審定基礎存在的問題或缺陷。Aloha空難調查結論的“維修方案所要求的重復檢查間隔過度高于該型號飛機SSID文件要求的重復檢查間隔”即是如此指出：航空營運人存在違規現象，從而未能及時發現第二類缺陷。航空營運人需要擬定計劃，將補充結構檢查（SSIP）納入其維修方案，以便及時發現影響結構完整性的問題，從而確保“老舊型號飛機”在全壽命周期內的安全運行。航空營運人擬定的計劃稱作營運人實施計劃（OIP），FAAAC120-93給出了OIP的制定思路，但要將來自不同數據源的損傷容限數據落實到相應機型的維修方案中，需要具體問題具體分析。這類“老舊型號”范疇的老齡飛機結構工程管理的數據源涉及SSID、RAG/REG、SRM、SB/MOD、RAS、concession/NCR、LOV、CPCP等方面的內容。在具體操作上，可以將SSID、SB/MOD、CPCP和LOV等損傷容限數據對應的工作劃入非客戶化范疇，而將RAG/REG、SRM、RAS和concession/NCR對應的工作劃入客戶化的范疇。

3“老化”類飛機老齡問題的解決

在排查了飛機“先天”缺陷所帶來的安全隱患的前提下，隨著服役年限的增加，航空器仍然存在“老化”問題。不僅是結構方面，系統方面也存在類似的“老化”現象。目前的主流民航客機的結構工程管理一般從兩個方面來解決結構“老化”問題：一方面由航空器的設計制造機構給定飛機的結構全壽命，確保在全壽命服役期限內不至于發生廣布疲勞損傷（WFD），該結構全壽命目前是以有效范圍（LOV）的形式給出的；另一方面，航空營運人必須嚴格按照持續適航文件的要求對飛機進行維護并保持完整的維修記錄，從而確保飛機正常的“老化”處于可控且可接受的安全水平之上。結合Aloha空難的調查結論“失事飛機維修方案所要求的重復檢查間隔過度高于該型號飛機SSID文件要求的重復檢查間隔”和“發現了維修記錄不完整和維修記錄缺失的現象”，不難看出，FAA針對“老齡飛機”的飛機檢查與記錄審查要求所要解決的問題在于：航空營運人未嚴格按照持續適航文件要求進行工程管理從而無法及時發現真實存在的結構缺陷。因此，飛機檢查與記錄審查劍指違規操作。“老齡飛機”的飛機檢查與記錄審查是局方針對服役14年以上的飛機開展的維修記錄完整性和執行維修方案到位性的復核性工作，雖然“老齡飛機”的飛機檢查與記錄審查屬于專項補充審定的范疇，但檢查的目的是確保航空營運人嚴格按照持續適航文件要求和規章要求進行結構工程管理，從而及時可控地發現缺陷，確保結構“老化”問題在LOV壽命周期內不至于危及航空器的結構完整性。

4如何將損傷容限數據納入維修方案

對目前比較成熟的主流民航客機而言，將損傷容限數據納入維修方案的工作可以定性為一次性的專項工作。下面以A320機型為例，對結構工程管理過程中需要納入維修方案的數據內容予以廓清。空客A320機型沒有單列的SSID文件、CPCP文件和對SB/MOD的梳理文件，而是將其匯入ALS文件和MRBR后進行全壽命管理，并且也根據規章的要求設定了LOV。因此，航空營運人將ALS的要求和MRBR納入維修方案即可實現對初始構型飛機（全新無修理的飛機）損傷容限數據的結構工程管理。根據空客的聲明，其在1992年1月1日后用RAS批準的結構修理方案和對改裝結構的修理方案均滿足損傷容限要求，因此，國內航空營運人無需再對RAS批準的修理方案做專項評估（除非該營運人在后來引進了1992年之前的A320系列老舊飛機）。航空營運人還需要以空客A320REG文件為切入點，對所有的結構修理和飛機交付營運人后所執行的SB改裝進行梳理，根據FAR規章、SRM手冊以及REG手冊整理出兩個時間節點：2008年1月11日和2010年2月1日。2008年1月11日既是FAR26部E分部的生效日期，也是空客依據其工作進度劃定的時間節點，即在2008年1月11日之后新增并加入SRM手冊的結構修理方案和對改裝結構的修理方案均滿足損傷容限要求（但不包括2008年1月11日之前已經存在于SRM手冊中的舊方案）。2010年2月1日是空客A320系列飛機第88版SRM手冊的日期，也是空客對2008年1月11日之前已存在于SRM手冊的結構修理方案設定的時間節點。自2010年2月1日起，空客陸續將2008年1月11日之前已存在于SRM手冊的結構修理方案的損傷容限評估結論納入SRM手冊。綜上，空客A320系列飛機需要梳理的不滿足損傷容限要求的結構修理和SB改裝范圍如下：1）2008年1月11日之前的結構修理或2008年1月11日之后依據2008年1月11日之前版本SRM進行的結構修理；2）按照2008年1月11日至2010年2月1日之間版本的SRM手冊進行的修理；3）飛機交付營運人后所執行的改裝類SB；4）飛機交付時制造超差類（concession）的修理。以上范圍內的結構修理和SB改裝必須依據REG按期完成評估及現場調查（repairsurvey）工作。

5國產民機結構工程管理的思路

“老齡飛機”問題包括了“老舊型號”問題和“老化”問題，“老舊型號”問題屬于“先天”缺陷，“老化”問題則屬于“后天”缺陷。結構工程管理要面對這兩個問題，系統工程管理也要面對這兩個問題。就民機而言，結構“老化”問題是規律所致，無法根除，不可規避，必須管控，國產民機的結構“老化”問題亦如是。那么國產民機是不是已經脫離了“老舊型號”的范疇從而消除了“先天”缺陷？判斷國產民機是否屬于“老舊型號”范疇需要從機型的審定基礎入手，結合其設計制造階段所對應的基礎工業水平和制造工藝水平才能給出相對貼切的結論。理論上，沒有“先天”缺陷的絕對完美機型在現實中是不存在的。就目前的損傷容限理念和全壽命理念而言，消除了“先天”缺陷的機型是指其在設計之初以及整個制造過程中即已貫徹了成熟水平（1998年FAR修正案25-96的FAR25.571或同等水平）損傷容限理論的飛機。以國產民機ARJ21飛機為例，其于2014年獲得了型號合格證書，結構件的審定基礎包括了CCAR-25R3和2011年版本的CCAR-26。CCAR-25R3的CCAR25.571與FAR修正案25-96的FAR25.571具有等效的安全水平，審定基礎屬于成熟水平的損傷容限設計理念。另外，CCAR-26也在ARJ21型號飛機首架機交付（2015年）之前已經施行，理論上不存在帶缺陷的修理方案。因此，從審定基礎的角度看，ARJ21這一型號已經脫離了“老舊型號”機型的范疇。對比波音737-300型號，由于其審定基礎并沒有貫徹FAR修正案25-96的FAR25.571，因此該型號屬于“老舊型號”機型的范疇。那么，從基礎工業水平和制造工藝水平的角度看，ARJ21這一型號是否已經脫離“老舊型號”機型的范疇？仍然以波音737-300型號為例，雖然其是基于損傷容限理論設計的飛機（FAR修正案25-45），但后來的實際運營經驗卻顯示，該型飛機在檢修過程中確實發現了很多缺陷，這些缺陷之所以在其發現之前沒有釀成災難性事故，實屬偶然：因為當時的飛機制造人員的觀念里“浸潤了”根深蒂固的“破損安全”理念。而國內顯然沒有這種“好的偏差”發生的條件，既沒有可供復制的民機設計經驗，也沒有在這一領域堪與國際比肩的制造經驗。結合國際上現成的實例：自1978年損傷容限理論被納入FAR（修正案25-45）至其成熟并被納入FAR修正案25-96，足足歷時20年之久。可見，理論從其被提出到被轉化并落實為工業成果是有時間差的，而且這種時間差可能超過20年。再回頭看看國產民機ARJ21的現狀：CCAR-25R3于2001年實施，ARJ21自2002年立項至2014獲得型號合格證（TC），歷時13年之久，這么短時間的工程積累和經驗積累顯然不足以確保ARJ21飛機脫離“老舊型號”機型的范疇。因此，目前還不能說ARJ21飛機已經脫離了“老舊型號”的范疇。設計制造單位還應該結合營運經驗從源頭去重新排查設計之初以及生產制造過程中未予考量的問題及缺陷，航空營運人也應該在依法依規做好持續適航維修方案所要求的檢查維修工作的同時，及時向設計制造單位補充營運經驗和營運數據。

6結束語

就機務系統而言，CCAR-121R5新增內容涉及工程外委的放開、機載設備要求、術語定義的規范化和航空器持續適航與安全改進。其中，航空器持續適航與安全改進的要求就是對應行業的“老齡飛機”工程管理要求。“老齡飛機”工程管理涉及結構工程管理和系統工程管理，且其內涵一直隨著技術的進步和經驗的積累處于不斷豐富完善的過程中。本文通過對適航規章和維修手冊及其背景文件的梳理，發掘了“老齡飛機”概念的內涵，結合現有主流民航客機的老齡飛機工程管理經驗，總結了國產民機的結構工程管理思路。MSG-3、FAAAC25.571和FAAAC120-93曾從不同的角度定義損傷容限。總體而言，損傷容限只是一種特征、一種思路、一種設計準則，與靜強度準則、破損安全準則、安全壽命準則、經濟壽命準則等設計準則相互補充，共同構成了飛機設計的準則體系。因此，不應該拘泥于定義，而應該從系統的角度去理解損傷容限。況且，損傷容限的內涵也還處于不斷豐富完善的過程中。因此，航空營運人不能單純從原理上依據型號合格證（TC）的審定基礎來規避國產民機的“老齡”問題，而應該正視問題、積極總結經驗，在梳理并排查國產民機“先天”缺陷的過程中，在局方飛機檢查與記錄審查政策的引導下，嚴格按照持續適航文件的要求進行維護，在全壽命周期內確保國產民機的結構完整性。

作者：吳全旺 單位：成都航空有限公司