飞机平台延寿和适航的影响因素分析

余飞， 陈圣斌

（中国直升机设计研究所， 江西景 德镇 333000）

0 引言

有关飞机延寿的主要因素及其相应的风险， 对所有的平台和领域都是通用或共用的。 当飞机基线改变时会造成特殊的风险， 有效地管理这些因素和风险的根本就是确保飞机平台恢复使用。 对飞机平台有直接影响并且会构成风险的这些区域， 在本文中被分类为多个影响因素（Influencing Factors）。虽然一开始这些似乎是显而易见的， 但大量计划和领域的相关人员的经验表明， 这些影响因素常常被分开讨论处理， 并且每一种因素相关风险之间的相互关系实际上是完全不明白的和完全没有管理的，这可能会对计划造成重大的风险。 国外研究机构提供了一种方法来分析方案评估、 研发、制造、 使用和报废（CADMID）[1]寿命周期中的相应能力、 系统和事务处理的相关风险。 然而， 虽然这种方法通常很容易地被新的大纲采用， 却不好被应用于延寿计划和所有平台的相关风险管理中。

1 获取寿命周期和流程

大多数军用平台和系统的寿命周期是以CADMID 周期来定义的。 与延寿相关的要求和问题通常是在飞机平台或系统CADMID 周期中的使用阶段显现出来的。 在实际的过程中， 所有军用飞机平台的使用寿命周期都将会发生变化， 因为在一些重大的时间段里飞机会被强制要求使用。 这可能是使用方和制造商在飞机平台的“使用阶段” 期间， 需处理初始设计和基线接受， 以及进入使用时没有确定、 考虑或缓解的一些问题； 在实际情况中， 随着技术的发展， 飞机很少保持一成不变， 这就意味着延寿作为一种方法， 通常会考虑将其引入以延长平台的寿命。

2 影响因素

一个飞机平台的延寿过程是复杂的， 所涉及的工作是将不同的因素和风险予以平衡， 特别是有关影响飞机平台安全性和保障等方面。 目前飞机平台延寿的主要影响因素（IF） 大体上分为以下几个内容。

1） IF1： 了解使用要求和规定。

2） IF2： 建立和了解功能基线。

3） IF3： 审定一个平台（包括延寿） 的合格基准。

4） IF4： 在不断发展的条例框架中能够满足、验证和确保符合一个固定的要求。

5） IF5： 适航符合性和保证。

6） IF6： 建立合适的组织和机构。

7） IF7： 处理安全性方面的问题。

8） IF8： 各方协调一致的延寿合同基准。

9） IF9： 引入一个优质的民用机构来处理所建立的IF1-IF8影响因素。

2.1 影响因素1 （IF1）： 了解使用要求和规定

飞机平台的使用对象和要求， 都是由前线部队、 驾驶员， 以及来自国家和国际组织机构及条例部门的使用法规要求所规定的。 它们之中的每一个都有特定的要求， 这些要求都需予以处理并应确保以下几点：

1） 使用要求应满足驾驶员和用户的要求；

2） 延寿计划产生的风险要予以管理和控制，并且更改或修改后的结果应具有延长使用寿命的作用；

3） 需更改的时间和使用要求可以根据使用的紧迫性来处理；

4） 具有可验证的长期使用效益。

2.2 影响因素2 （IF2）： 建立和了解功能基线

在考虑建立和验证与功能基线和长时间使用要求（IF1） 相关问题具有足够相关充分性之前， 必须在初始的可行性评估期间， 考虑今后的延寿并确定延寿是否唯一可行。 这应该包括确保在延寿后和延寿时能保持飞机原始的方案和初步的设计意图，并且应确保更改工艺不会对使用要求（IF1） 造成不利的影响。

除了考虑使用要求之外， 所推荐或建议的平台延寿的可行性需从技术可能性的角度去理解。 这种可行性， 将受到目前平台功能基线成熟度和平台延寿相关费用和效益评估的影响。 尽管延寿不能包括目前基线的所有功能， 但是必须考虑更改后对发生变化和未发生变化系统的影响， 并对这种影响进行评估和管理。 当延寿计划会对目前的基线作重大变化或对外部交联较多的关键系统（如发动机、 安全性相关的航空电子、 飞行仪表和任务系统） 有重大影响时， 那么了解与每一IF 相关的风险将变得更为重要。 当延寿计划仅需做出小的或简单的更改，且这种更改仅限于特定的独立系统或分系统时（如机身或尾部延伸段， 内设辅助油箱， 其他与安全性无关的仪表或电子系统）， 并对其他系统仅有有限或无影响时， 那么这种风险是更容易管理的。

2.3 影响因素3 （IF3）： 审定一个平台（包括延寿）的合格基准

建立平台审定的合格基准（IF3） 和处理使用中的平台及延寿计划的功能基线（IF2）， 需要慎重地考虑并且要对风险予以管理。 这应提供合同基准（IF8） 和处理以下几个问题：

1） 要管理的新系统或更改系统带来的相关系统性风险等级和了解对目前残留风险等级的影响；

2） 充分地了解系统的保证要求， 和应处理更改功能基线（IF2） 带来的影响或延寿计划对功能基线带来的影响；

3） 对于要予以规划一致同意的和签有合同的系统、 软件和复杂与非复杂的硬件， 以及数据质量的保证， 应处理好系统合格和平台审定合格的基准。

2.4 影响因素IF4： 在不断发展的条例框架中能够满足、 验证和确保符合一个固定要求

标准、 条例和管理框架都是在不断变化和发展的， 这就意味着与保证和符合性相关的方法和程序， 在平台的“使用” 阶段的某点将会变化， 这一变化将会影响延寿计划。 在理论上， 标准应该是标准化的， 然而经常不是这种情况， 其差异性使得相符性变得困难而复杂。 正如前所述， 一个平台的设计方案与初始设计意图和概念可能保持不变。 由此， 在理论上， 整个合格审定要求也应是保持不变。 然而这样的情况却很少， 例如， 如果是一架非战斗机， 延寿和更改不会产生新增所要承受的战斗状态， 那么这就是一种好的情况， 也就是说， 这与初始的合格审定规范（CS-29） 是相符的。 换句话说， CS-29[2]是不变的， 由于它们遵循了初始的设计意图， 其更改是可接受的。 如果原始的飞机是源自于军用战斗机， 可能要作这样的假设， 原始设计应该与防御标准00-970 相符， 变化平台的符合性应是一种正式的手续和形式。 然而目前军队的防御战略和策略是使用民用系统， 这就可能意味着飞机平台现在使用的系统很多都是按照不同的规范开发的， 并且最近15～20 年间的标准和条例是在不断的变化中， 这就导致了许多交叉的难点和问题。

2.5 影响因素5 （IF5）： 适航符合性和保证

在考虑需要满足相关标准或条例（IF4） 来确保延寿前后基线的正确性和稳定性时， 需充分地了解和评估由于功能（IF2）、 合格审定（IF3） 和条例（IF4） 基线变化所产生的影响和适航风险。 在处理和确保适航性时， 一开始就需要慎重考虑将什么样的标准应用于平台功能基线（IF2）、 延寿和更改（IF4） 所要求的这些功能基线。 几乎可以肯定的是这些应用于初始飞机的相同的设计和制造标准将仍适用于更改后的飞机。 例如： 专门为国防部设计和制造的飞机应符合防御标准或者追溯到历史上1918 年的早先标准。 然而如前面所述， 由于合格审定要求（IF4） 的变化， 可能会导致一个很复杂的飞机基线（IF2～IF4） 问题。

2.6 影响因素6 （IF6）： 建立合适的组织机构

建立一个合适的组织机构来处理延寿问题是非常有必要的， 因为这便于管理所有的IF 风险， 所有的相关专业， 以及签约（IF8） 之前产生主要的合格审定（IF3）、 管理符合性（IF4） 和适航要求（IF5） 风险。 然而这通常是难以实现的， 因为这些组织机构通常要处理和负责延寿计划的特定领域和技术问题。 然而这常常不是合格审定（IF3） 评估和与所有IF 相关的保证问题， 管理每一个所包括潜在影响相关风险， 以及一个IF 可能与另一个IF相关的升级风险等的总体评估。 这问题常与推进民用系统和多国采购混在一起， 这就导致了许多复杂的报告路线（Reporting line）， 因为每一个国家都要处理自己的要求， 从而使延寿工作倾向于产生一个复杂的即很差的签约或合同基准（IF8）。

2.7 影响因素7 （IF7）： 处理安全性方面的问题

各个影响因素相关的风险及其对平台的影响，在平台的寿命时间里可能发生变化， 因为平台仍然处在时间周期越来越长的“使用” 阶段。 然而确保安全性和管理的要求， 在平台寿命的所有阶段都是保持不变的。 但是， 当一架飞机更改了其最初始的适航性（IF5） 和功能基线（IF2） 时有关该层次的管理和问题， 以及系统安全性保证的证据充分性，就会发生改变， 并且获得附加的证据和验证确保性安全会变得复杂且难以实现。 这可能是由于合格审定（IF3） 和条例符合性框架（IF4） 不断发展产生的结果。 其详细说明如下所述。

a） 防御标准00-970[3]已迭代演变， 由此，这10 个部分的标准内容已经更新了。 6 个单独颁发的部分在2007 年更新发布了。 其他的4 个部分在2010 年重新发布了。 然而， 它的规模和复杂性使作者们难以跟上时代的步伐来指出其差错并予以纠正， 也使用户们难以跟踪其出版的状态。

b） CS-29 标准没有重大发展， 它存在时间短， 它的简单性使它变得较为稳定或者说是不需要更改。

c） 防御标准00-563[4]和美国军用标准8824[4]在过去的近10 年时间内， 已经发生了重大的变化， 它们主要是与基于目标的标准和保证有关。 它常常难以建立和通过更改来达到意见协调一致的基线。

2.8 影响因素8 （IF8）： 各方协调一致的延寿合同基准

在考虑平台安全性（IF7） 所要求的技术余度或确保平台安全性所要求的不同余度时， 其关键的技术要求就是必须建立和实现延寿计划的适用保证大纲。 一旦建立了合适的签约或合同基准， 这就使各方能协调一致地以各方都同意的高效方法处理所有的要求（IF1-F7）。 在缺乏清晰定义的延寿使用（IF1）、 功能（IF2） 和合格审定（IF3） 基准情况下，常常不能充分地约束一个合同均等地保护各个合同方， 这就对任何一方都存在风险， 使它们不能充分地处理延寿和影响因素相关的所有风险。 根据确保平台适航性（IF5） 和安全性（IF7） 一致同意的使用要求（IF1）、 功能（IF2）、 合格审定（IF3） 和条例（IF4）， 这将能对合同所要求的奖惩等级作合理的评估， 从而对合同各方提供充分的保护。 这也能有效地管理合同相符性的相关性能和管理IF 风险。

2.9 影响因素9 （IF9）： 引入一个优质的民用机构来处理所建立的IF1-IF8 影响因素

正如前面所述， 随着平台的使用要求（IF1）、功能（IF2）、 合格审定（IF3） 和条例准则（IF4） 的不断发展， 在考虑各个影响因素（IF5） 的风险和了解它们之间相互关系的要求时， 延寿过程通常需要花费不少的钱。 签约合同需予以处理并保证合同要求是合适的， 这样延寿从商务上就是可行的并具有成本效益的， 且合同双方是同意的， 因此这就提供了充分的商务保险。

3 结束语

在对飞机基线作任何更改之前， 综合的基线审查应了解（IF2） 提供的效益（IF1） 评估， 并一起评估延寿对IF2-F9影响因素产生的风险， 特别是要关注由于更改所影响的这些区域。 这就需要考虑与确保现有的功能基线（IF2） 包括延寿单元或部件（IF1） 一致性相关的合格审定策略（IF3）， 并处理如何实现新的更改后的飞机平台（IF3-F9）。 重点考虑以下几点内容。

a） 在合同签订（IF8） 之前， 在合同的所有各方之间应有一个协调一致的相符性的验收方式、 合格审定基准（IF3） 和安全性策略（IF7）， 并应将它们作为合同基准使用。

b） 飞机基线（IF2） 的有效管理和控制在延寿的所有阶段都会发生。 这应包括所建立的和要更改飞机基线相关风险和问题， 以及在合同签约之前所实施和一致同意的工艺方法的有效管理和控制。

c） 建立主动的供应商管理和供应商技术， 合同（IF8） 和财政管理方面的管理应是未来所有合同的一个关键要求。

d） 合同机构应引入管理变化， 特别是有关管理和控制飞机和适航保证（IF5）， 以及管理相关风险等变化的有效方法。

e） 了解合格审定（IF7） 及整个延寿计划期。

f） 降低其监控的系统性的保证风险。

g） 要使签约合同（IF8） 具有按风险保证等级的奖惩条款， 同时也有法律充分保护和基于风险及主动监控的合适的商务基准（IF9）。