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军用航空发动机适航性管理的思考

2014-03-04任志强

航空标准化与质量 2014年3期
关键词:军机军用研制

任志强

(驻黎阳机械公司军事代表室,贵州 平坝 561102)

军用航空发动机适航性管理的思考

任志强

(驻黎阳机械公司军事代表室,贵州 平坝 561102)

首先对测试性验证的美军标及国军标进行了分析,然后对由测试性验证催生的测试性故障注入技术的标准进行了探讨,指出了我国测试性故障注入技术标准的不足,最后给出了测试性故障注入技术标准化工作的建议。

测试性;验证;标准

近年来,我国借鉴美国和军机适航的经验,在航空发动机研制中引入了适航理念。随着发动机适航性工作的推进,我军迫切需要建立一套适合军用发动机研制体制的适航工作管理体系,规范军代表参加适航管理工作的方法和程序。

1 军用航空发动机适航性工作的现状

适航是指航空器在预期环境和使用限制下,包括其部件及子系统的整体性能和操作性能的系统安全性和物理完整性,是一种新的技术管理方法,贯穿于军用航空发动机全寿命周期各个阶段,并经过设计符合性、制造符合性和各项试验验证,保证各项技术性能指标贯彻到工程研制中,提高军用航空发动机的设计可靠性,促进军用航空发动机的设计水平不断提高。

1.1 提高军用航空发动机适航工作的认识

目前,美国、法国、德国、意大利、加拿大等国军方均已开展了军机适航性工作。美军在F22、F35上的适航工作取得了成功。1922年是美国军用飞机发生事故率最高的一年,每10万飞行小时发生506起灾难性安全事故。20世纪80年代中期至90年代中期,美国以军机适航性工作为统领,全面实施系统安全性和物理完整性,使军用飞机安全水平有了显著的提高,灾难性事故率不断下降,稳定在十万飞行小时1.5起左右。为了使军机灾难性事故率达到百万飞行小时率级,美国国防部于2002年10月颁布MIL-HDBK-516《军机适航性审查准则》,使得军机灾难性事故率呈下降趋势。

我国军用航空发动机适航工作是全新的领域,应加强承研承制单位对适航工作的重视,正确区分适航工作与质量管理体系工作,保证适航工作的顶层策划和技术层面的要求。

1.2 完善军用航空发动机适航工作的体系法规

军用航空发动机的适航性是依照批准的用途和限制范围内特定构型能够安全实现保持和终止飞机飞行的特性。军用航空发动机适航工作在起步阶段,应有成熟的适航体系和法规文件做支持和指导。适航法规应借鉴民航适航法规和根据军机研制总要求进行编制,适当地选取、剪裁、删除和制定适合型号功能特性的适航条款,技术标准主要在现有国标体系和行业标准中进行选取,对于缺少现行标准指导的某些特定技术领域采取成立专家组、课题组等方式进行补充和完善。

1.3 进行军用航空发动机适航标准的采集

适航法规是军用航空发动机开展适航工作的顶层文件,包括管理标准和技术标准,适航工作按照管理标准执行,通过技术标准验证。适航标准的基础为技术标准,在设计和制造过程中,应将适航标准贯彻到军用航空发动机型号的各个阶段。适航标准的安全性分析与风险评估,以及对应的试验、验证方法,应该纳入设计工作中,以便更好地验证设计符合性和制造符合性。

军用航空发动机的适航标准也要关注民用航空器的咨询通告(AC)。咨询通告是对适航标准的解释和理解,有助于设计单位合理规避研制风险。

1.4 加强军用航空发动机的设计与适航性工作的联系

适航主要分为初始适航与持续适航。初始适航是基础,主要是涉及符合性和制造符合性,适航主体以型号设计为主,主要解决的是提高设计符合性的问题。军用航空发动机适航性审查工作应纳入到军机型号各阶段评审工作中,军用航空器在转阶段评审时应检查是否满足适航性管理的要求。由于军用航空发动机适航是一项创新,有关技术人员包括军方适航审查人员对适航法规的标准原意及内涵的把握还有待提高。我国军用航空发动机适航管理获取的适航资料有限,所以军用航空发动机适航工作要不断地进行探索和总结。

2 军用航空发动机适航工作的思路

军用航空发动机适航性贯穿于飞机全寿命周期,应当结合军工企业质量管理体系模式,按照现有的军机研制管理体系,开展军用航空发动机适航性工作,同时借鉴民机和国外军机的方法,推进军用航空发动机适航管理工作。

2.1 建立军用航空发动机适航管理体系

军用航空发动机适航管理体系包括组织机构建设和管理法规文件,空军应建立型号适航管理机构,明确军用航空发动机适航性管理的职责、方法和程序。

2.1.1 美国航空器适航性管理法规体系

图1 美空军航空器适航性管理法规体系

美国航空器适航性管理法规体系大致可分3个层次(见图1),即政策指令、指导性文件和系列工具集。政策指令规定了适航性工作内容,指导性文件规定工作主体,工具集规定具体的做法,可以按照最终型号的需求进行剪裁。

2.1.2 完善我国军用航空发动机适航性管理体系

我国军用航空发动机适航性管理体系的构想见图2。

图2 军用航空发动机适航性管理体系

2.1.3 构建军用航空发动机工作组织系统

构建军用航空发动机工作组织系统的架构见图3。

图3 军用航空发动机适航性工作组织系统

2.2 开展以军用航空发动机适航性管理为目标的项目管理

项目管理就是以项目为对象的系统管理办法,其做法是依据系统工程的原则,将项目运作所需要的过程和资源(一般包括任务、人员、经费、设备、信息等)按照项目目标标准的要求协调一致地组织起来,进行合理的策划、分配、协调和评价,保证有序地投入到项目的研究、设计、实施中,确保项目目标的实现。

虽然武器武装研制的项目管理工作已形成了以GJB 2993-1997《武器装备研制项目管理》等标准为依据的组织管理体系,但以军用发动机的适航性为目标的项目管理仍属于一个全新的课题。应将军用发动机适航性管理以项目管理的方式,通过对项目的组织设置、计划安排、经费预算、技改筹措、质量保证以及信息管理等,建立型号适航性管理机构,制定军用航空发动机适航性审查原则,构建军用航空发动机适航管理的工作流程,实现对航空项目计划、进度、风险、质量、资源、沟通的管理,保证适航目标顺利完成。

2.3 确认和落实研制阶段适航性要求是适航审查工作的基础

军用航空发动机的适航性首先是设计出来的,在研制阶段确定并贯彻落实适航性要求是适航工作的技术核心,首先要在研制规范和产品规范中,以研制规范和产品规范作为适航审定基础,规定适用的适航条款,与产品的功能、性能、安全性、环境适应性共同构成型号研制总要求,并确定这些技术指标和要求的检验程序、规则和方法,是适航审定工作的基础和前提。

军用航空发动机技术体系是在现有航空发动机研制体系(GJB 241A-2010《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》牵头)基础上,以发动机安全需求为目标,引进CCAR 33《航空发动机适航规定》条款,依据标准、工艺规范及程序要求,展开适航性审查和验证工作。目前军用武器装备研制依据“研制总要求”,研制是分段管理,在整个过程中主要是通过节点审查转阶段的方式,没有建立贯穿于设计、生产、使用与维修各阶段的安全基线,导致在技术状态的整个寿命期内不能得到很好的控制,从而难以在全寿命期内对装备的安全进行有效的控制,因此,军用航空发动机的适航管理,应该在研制的各个阶段明确安全性要求,建立风险分析与评估的具体要求。

2.4 完善质量管理体系要求

质量管理体系是当今企业按GJB 9001B-2009《质量管理体系要求》系列标准的模式普遍建立的一种质量管理模式。军用航空发动机引入适航性工作,必然要将适航理论与质量体系有机结合,要充分分析军用航空发动机适航体系与质量管理体系要求条款的对应关系,使质量管理体系完全覆盖到军用航空发动机适航性工作整个范围。结合型号审定的规定,提出企业编制质量管理文件的结构内容和要求,以保证适航管理中的符合性得到充分验证,确保质量保证工作得到落实。

3 军代表推动军用航空发动机开展适航性管理工作的做法

适航工作内容与传统军机研制差别较大,一是将使用的适航要求纳入到设计中;二是表明并证实设计对适航要求的符合性;三是按确认的设计进行制造,监督的面比较深。其中,制造符合性检查是军代表的强项,而前两项对军代表而言是个挑战。3.1 提升军代表自身的业务能力

适航性监督管理的管理体系和技术体系不同于质量监督和管理,军代表既要懂得适航性审查方法和程序,也要掌握各型发动机的性能和结构,适合适航审查与各项试验验证工作。军代表要加强适航知识的学习,尽早地与适航性管理工作的需求相匹配。

3.2 明确适航工作的管理职责

军代表是适航工作的推动者和监督者。在研制阶段,要提出明确的适航要求,验证结果是否满足设计符合性,建立将过程保证与阶段结果相结合的研制过程管理模式。在制造过程中,军代表要监督适航性要求的执行情况,开展制造符合性检查。在发动机交付部队前,评估其初始适航性,在交付部队后,评估持续适航能力。

3.3 确保适航工作体系的运行

企业应建立新机研制适航工作体系,借鉴空客公司建立的“适航委员会——适航总师办——适航部——设计专业室”的适航组织管理体系,与企业共同成立适航领导小组,设立型号设计适航总师,设立产品的设计适航主管。军事代表督促和检查相关例会的召开与实施,参与制定年度适航工作计划和总结,参与适航审查和符合性验证,确认适航培训计划的开展,共同提出适航工作重点并监督执行等。

3.4 结合质量监督工作实施适航符合性验证

适航符合性工作包括设计符合性和制造符合性。符合性验证贯穿于产品开发的全过程,按照批准的适航支持计划,通过适航审查、阶段评审、试验验证、确认过程现场目击等方式进行验证。制造符合性主要是对成品开展实物检查,确保成品实物符合设计要求。军代表对产品制造符合性检查通常结合军检验收进行,由承研单位首先进行预检查,成品验收完成后,由主管质量师组织对实物进行核查,整理有关的验收依据性文件、过程记录、不合格记录、偏离、代料记录等,确认无误后,提交制造符合性声明。军代表收到符合性声明后,到制造现场进行正式检查,合格后提交试验或交付。试验过程监控也是符合性验证活动中的重要工作,试验前对实物状态进行确认,必要时进行重新检查。

军用航空发动机适航管理工作是以保障军机、发动机安全为出发点的一种技术管理手段,主要以型号需求为牵引,以适航体系为统领,以适航组织体系做保证,以适航法规、标准作指导,确保各项适航法规要求的有效落实。因此,我们必须要借鉴民航适航工作的经验,研究军用航空发动机的适航管理机制,充分发挥军代表的重要作用,不断推进军用航空发动机研制水平的提高。

(编辑:劳边)

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