型號設計階段貫徹持續(xù)適航要求

作為民用航空發(fā)動機型號合格證持有人，制造商有責任和義務持續(xù)保證發(fā)動機產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)動機在投入運行之后持續(xù)保持適航狀態(tài)，發(fā)動機制造商需要在型號設計階段就貫徹持續(xù)適航理念，將相關要求落實到產品研發(fā)設計活動中。適航活動貫穿于民用航空發(fā)動機產品的全生命周期。其中，航空發(fā)動機產品的設計在取得設計批準（型號合格）之前，制造商作為申請人，應表明其產品符合規(guī)章要求，并保持在安全可用狀態(tài)。在航空發(fā)動機投入運行后，應通過持續(xù)適航管理，識別出在役發(fā)動機產品的不安全狀態(tài)，通過開展工程調查找出根本原因，制定并發(fā)布服務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)動機產品的不安全狀態(tài)，保證產品滿足持續(xù)適航要求。要想達到上述目的，發(fā)動機制造商不能等到產品投入運行時才考慮建設相關能力和建立相關系統(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，與設計批準、制造質量管理和單機檢查一起構成了有機的適航整體閉環(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，并始終處于安全運行狀態(tài)的全部過程。因此，持續(xù)適航的主要任務包括兩項：一是符合，即航空器符合型號審定時的技術狀態(tài)；二是糾正，即特定型號的航空器和產品由于在標準制定或標準符合方面可能存在未探明的變化，同時由于設計缺陷和制造缺陷可能引起不可預計的綜合失效，以及可能存在意料之外的運行條件或環(huán)境條件等因素，實際的適航安全風險水平可能會高于設定的標準，這時需要制定相應的糾正措施，來保障航空器處于安全運行的狀態(tài)。因此，開展持續(xù)適航工作時，一方面應編制與修訂持續(xù)適航文件，另一方面應建立持續(xù)適航體系，從而確保在投入運行后可以系統(tǒng)性開展不安全狀態(tài)的識別、分析及糾正?？傮w而言，應從產品設計、制造、使用、維修、管理等環(huán)節(jié)統(tǒng)籌考慮航空發(fā)動機持續(xù)適航工作，如圖1所示。圖1

民用航空產品的適航過程持續(xù)適航需求開展持續(xù)適航工作前，應先理解持續(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)動機制造商在保障產品持續(xù)適航方面應該履行的責任和義務，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)定了運行符合性評審。二是《航空發(fā)動機審定規(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詳細給出了發(fā)動機維護手冊、發(fā)動機翻修手冊等持續(xù)適航文件的格式、內容及適航限制條款相關要求。三是《運輸類飛機適航標準》（CCAR-25）。例如，25.1529條規(guī)定了持續(xù)適航文件要求，附件A則給出詳細要求。四是《運輸類飛機持續(xù)適航和安全改進規(guī)定》（CCAR-26）。本規(guī)章為設計更改和持續(xù)適航文件修訂而制定的標準。運行類持續(xù)適航需求運行類持續(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《大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規(guī)則》（CCAR-121）。其中，第L章規(guī)定了飛機維修的要求，同時，該規(guī)章下的相關咨詢通告也規(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、責任和頒發(fā)等內容，同時，該規(guī)章下的相關咨詢通告也規(guī)定了持續(xù)適航需求，例如，AC39-8規(guī)定了運輸類飛機動力裝置的持續(xù)適航評估要求。四是管理文件《航空器制造廠家運行支持體系建設規(guī)范》（MD-FS-AEG006）。例如，第6.2節(jié)規(guī)定了制造廠家的設計、制造、客戶服務等部門在運行支持方面的職責；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機構合格審定規(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)定了維修培訓機構合格證的頒發(fā)和管理。飛機制造商要求飛機制造商通過供應商管理要求或技術規(guī)范，從產品研制及運行的全生命周期對發(fā)動機制造商提出了相關持續(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/改型，服務通告（SB）/AD，技術出版物，培訓，航材和運行監(jiān)控等。運營人要求航空公司作為發(fā)動機產品的運營人，以客戶需求的形式對發(fā)動機制造商提出相關持續(xù)適航要求，包括：維修大綱、工程技術支持、機隊管理及狀態(tài)監(jiān)控、在翼支援和維修/大修資源服務等。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)動機的型號設計階段就需要充分捕獲持續(xù)適航需求，預留足夠的開發(fā)和驗證時間周期。同時，持續(xù)適航管理對于發(fā)動機制造商持續(xù)改進完善型號產品具有重要意義，相關數(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計時就做好充分準備。航空發(fā)動機遵循正向研發(fā)邏輯，其中，持續(xù)適航要求貫穿于發(fā)動機的產品需求定義、概念設計、初步設計、詳細設計、驗證、交付及服務等型號設計全生命周期的各階段，也即是經歷了需求、分析、驗證、運行和反饋的系統(tǒng)工程全過程，如圖2所示。圖2

發(fā)動機持續(xù)適航要求貫徹的全過程型號設計的需求階段按照正向研發(fā)思路，在型號設計之初，將運行維修等持續(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，應在設計之初確立產品維修策略，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，如圖3所示。圖3

發(fā)動機維修策略相關持續(xù)適航需求型號設計的分析階段結合系統(tǒng)工程和航空發(fā)動機型號設計的特點，在型號設計階段主要進行以下幾種分析活動。一是維修工程分析。在產品型號設計階段，首先定義發(fā)動機持續(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)動機持續(xù)適航文件編制、客戶培訓、航材和運行支持等工作提供技術輸入。二是修理工藝分析。在與維修相關的持續(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或認可，制訂零部件、單元體或整機修理方案，也為持續(xù)適航文件和未來維護、修理和大修（MRO）企業(yè)運營提供輸入，如圖4所示。因此，型號設計時，對所采用的新材料、新工藝和新技術，應預留足夠的時間周期開展修理方案的技術開發(fā)。圖4

發(fā)動機修理技術開發(fā)流程和標準三是維修保障工具分析。在上述維修工程分析中，根據(jù)《航空器制造廠家運行支持體系建設規(guī)范》等運行及維修保障需求，識別出發(fā)動機運維所需的地面保障工具設備（GSE）資源需求，針對專用GSE，應開發(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產品。四是持續(xù)適航文件編制。產品型號研制過程中，基于上述分析結果，按照《基于公共源數(shù)據(jù)庫的技術出版物國際規(guī)范》（S1000D），加上從設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資料，最終形成便于客戶使用的交互式電子技術出版物（IETP）。型號設計的驗證階段按系統(tǒng)工程理念，在發(fā)動機產品型號設計開展驗證的同時，持續(xù)適航需求也實施驗證，從整機到部件、零組件，從整體維修方案到具體維修任務，驗證內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)動機維修需求的設計與驗證投入運行前準備在對維修等持續(xù)適航需求的驗證時，為了使發(fā)動機交付客戶后能夠實現(xiàn)安全高效運行，在型號設計階段需要考慮建立服務保障能力，為做好持續(xù)適航進行充足準備。梳理運行場景，如圖6所示，識別運行階段需求，結合《航空器制造廠家運行支持體系建設規(guī)范》等持續(xù)適航體系需求，開展客戶培訓、航材、工程技術服務和運行監(jiān)控等前期準備，并建立數(shù)字化系統(tǒng)，以保證發(fā)動機運行數(shù)據(jù)傳輸、存儲、分析、研判和預警的準確、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)動機運行與持續(xù)適航場景運行、維修及反饋在航空發(fā)動機交付客戶投入運行后，發(fā)動機制造商將按上述持續(xù)適航文件和前期運行準備，綜合考慮零部件、單元體和發(fā)動機備件資源及周期與成本，為客戶提供最佳服務保障。在運行維修過程中，一方面，收集運行數(shù)據(jù)，對發(fā)動機單機及機隊進行運行狀態(tài)監(jiān)控，對于運行過程中出現(xiàn)的故障和不安全事件及時提供處置措施和服務，確保持續(xù)運行安全和適航；另一方面，將重復性、多發(fā)性故障深入分析研究，會同設計研發(fā)部門，為產品持續(xù)改進完善提