民用飞机机载系统与设备适航管理的思考

关键词：适航管理；机载系统；适航；验证；合格审定

我国民用航空产品的管理主要是依据《中华人民共和国民用航空法》和《中华人民共和国民用航空器适航管理条例》等法律和法规的要求，对民用航空产品的适航性进行监管，进而保证飞行安全[1]。通常，适航性主要包括适航技术和适航管理两方面工作内容[2]。适航技术是针对适航要求，包含审定基础、运行等技术性要求开展的分析、裁剪、捕获和分配，并设计符合性分析及试验验证工作，已期达到适航技术工作过程形成可固化适航要求的确认技术和符合适航要求的验证技术。适航管理则是为了确保适航要求的贯彻和落实而对其设计、验证、制造、使用和维护等各环节按照局方要求进行监督管理过程，通常包含了审定计划/审定支持计划编制过程及管理、介入阶段审查过程及管理、制造符合性过程及管理等。可以说适航管理贯穿于适航要求确认和验证的全过程，贯穿了航空器全寿命周期，是保证航空器满足适航要求、满足安全性水平的管理基石。

国内外对于适航管理特别是机载系统与设备适航管理进行了大量的探索，提出了初始适航[3]和持续适航[4]方面的要求，并结合多个民用飞机适航取证的具体实践，从机载系统与设备、工作包等维度较为全面总结了机载设备在取证策略[5-8]、验证规划[3,5]、证后管理[4,9]、供应商管理[10-11]等方面的适航经验，有效推动了我国机载设备适航能力的提升；但不可否认，目前国内对于民用飞机机载系统与设备适航管理，未能将适航活动与项目管理有机结合，未能提炼出机载设备适航管理的要素和关键工作环节；对于如何结合研制和验证流程进行有效监控，尚未见到明确的思路和管理措施；同时，适航管理的保证措施也未提炼形成。

随着以C919、直15为代表的民用飞机相继取得型号合格证，国内民用航空领域的蓬勃发展态势日盛，国内的民用飞机机载系统与设备供应商如何适应局方和主制造商要求，高效开展机载系统与设备的适航管理，最终确保系统和设备满足适航要求、有效支持主制造商适航取证活动，已成为当前面临较为迫切的问题。因此，很有必要从适航管理的本质要求出发，结合民用飞机机载系统与设备研制与验证流程，分析提出适航管理的重点活动、重要工作环节和保证措施，从而为我国民用飞机机载系统与设备适航管理活动开展提供参考和借鉴。

适航管理的本质是适航性控制，是一组针对过程和结果的技术管理活动。对于民用机载系统与设备而言，适航管理就是从局方适航规章程序角度出发，对申请人的符合性验证和表明的过程和结果进行监控、管理，辅助判定民用航空产品的设计符合适航规章要求，确保及持续确保民用机载系统与设备自身的安全性、装机/使用的安全性与适应性。适航管理同时也是一项系统工程，是保证民用航空器和民用航空安全的物质基础和活动集成，可以说，提供完善的设计、优质的制造和有效的维修的民用机载系统与设备是保证民用航空活动良好进行的前提。

民用机载系统与设备的适航管理目的和出发点是为了辅助判定民用航空产品的设计符合适航规章要求，就是要从满足最低安全要求的民航规章出发，在满足规章最低安全要求的同时，主动承接、满足并符合主制造商分解和传递的设计与验证需求，依据适航管理程序，系统而全面地开展设计、制造、试验验证工作，支持主制造商飞机级的设计、验证和项目取证工作。

根据国际标准SAEARP4754A《GuidelinesforDevelopmentofCivilAircraftandSystems》[12]以及局方发布的适航管理程序《型号合格审定程序》[13]的要求，适航管理的重点是适航要求和需求的确认、适航要求和需求的验证过程当中的适航活动，核心就是要结合HB8525-2017《民用飞机研制程序》[14]中规定的机载系统与设备研制流程所开展的适航管理活动（见图1）。机载系统与设备研制流程要与适航管理活动结合进行开展，以下几点是重点关注范围。

工程/设计审查是局方对民用飞机设计的审查，包括飞机级、系统级、子系统级、设备级、软件/硬件级。工程审查的主要目的是确认飞机级设计满足适航规章要求、系统级设计满足自飞机级向下分解传递的需求，子系统层级的需求、设备级设计满足系统级向下分解传递的需求，软件/硬件设计满足设备层级向下分解传递的需求和软硬件层级的衍生需求。

工程/设计审查的对象和适航管理关注的重点范围包括：

（1）飞机级-系统级-子系统级-设备级-软件/硬件层级的需求分解和传递；

（2）系统级-子系统级-设备级-软件/硬件层级的研制保证等级(DevelopmentAssuranceLevel,DAL)及安全性指标的传递及分配；

（3）飞机级、系统级、子系统级、设备级、软件/硬件层级各种的符合性方法(MeansofCompliance,MC)对应的符合性证据文件，主要包括MC2分析/计算报告、MC3安全性评估报告；

（4）系统、设备设计资料（图纸/数模、技术规范、工艺规范、材料规范、标准件标准等）；

（5）依据美国航空无线电委员会（RTCA）制定的DO-178C[15]、DO-254[16]两套系列标准，在软硬件生命周期形成的文档资料。

验证试验审查是局方对适航规章条款符合性确认过程、对需求符合性确认过程的审查。这里说的验证试验主要是指MC4试验室试验、MC5相关产品上的机上地面试验、MC8模拟器试验和MC9设备鉴定试验，MC6飞行试验后面单独说明。

验证试验审查的对象和适航管理关注的重点范围包括：

（1）验证试验大纲/鉴定试验程序；

（2）试验件的设计（主要是图纸/数模、技术规范、工艺规范、材料规范、标准件标准等）；

（3）试验件制造符合性检查；

（4）验证试验/鉴定试验前制造符合性检查；

（5）局方选定的试验项目的目击；

（6）试验报告/试验总结报告

飞行试验本质也是验证试验的一种，只不过因为试飞较复杂、危险系数高，通常也是局方重点关注的内容。

飞行试验的审查主要是局方对申请人验证试飞的审查以及局方审定试飞，主要目的是确认飞机及各系统设计满足预期的设计要求并且满足适航规章要求。

飞行试验审查的对象和适航管理关注的重点范围包括：

（1）试飞大纲、试飞任务单；

（2）试飞风险管理；

（3）原型机的制造符合性检查；

（4）局方对选定的试飞科目的目击；

（5）试飞报告、试飞员评语。

民机首飞是项目研制里程碑的重要节点性事件，项目研制要求首飞进程要安全可靠,而且首飞后要能较快进入验证试飞,争取以最短时间获取型号合格证,早日向用户提供产品,以获得用户和市场的信任。

尽管首飞不是局方关注的审查内容，但根据民用航空规章《民用航空产品和零部件合格审定规定》[17]（CCAR-21-R4）第21.35条及《民用飞机研制程序》[14]，民机首飞前要完成相关系统级/子系统级/设备级验证试验（如设备鉴定试验、系统首飞前试验项(SafetyofFight,SOF)、关键系统的通电和交联试验等），提交初步设计性能声明(PreliminaryDeclarationofDesignandPerformance,PDDP)，确保系统基本功能满足设计要求；开展原型机制造符合性检查，保障首飞安全。

结合设备鉴定试验等符合性验证试验，可对首飞前必须完成的试验项目进行重点跟进，掌握试验大纲、试验前制造符合性检查、试验目击等环节的适航活动开展情况，进而保障项目研制进度稳步推进，保证项目首飞节点。

型号检查核准书(TypeInspectionAuthorization,TIA)签发是进入局方审定试飞的关键节点，是民机研制与取证的重点里程碑。

对于TIA，重点关注签发TIA前的原型机构型冻结、申请人验证试飞的开展情况，可对TIA前原型机的技术状态（系统、设备、机载软件/硬件的版次、构型）、各系统设计性能声明(DeclarationofDesignandPerformance,DDP)和全机制造符合性检查进行重点关注，确保原型机的构型冻结；同时，关注申请人开展的验证试飞活动，从试飞大纲审批、试飞过程目击、试飞结论等方面进行适航管理，保证局方能按期签发TIA，确保按计划进入审定试飞阶段。

型号合格证颁证节点是适航管理关注工作环节的重中之重，也是适航取证活动的核心里程碑。

对于型号合格证颁证工作环节，可依据审定计划，对颁证前必须完成的验证试验、工程分析与计算等验证活动进行核查，确保全部符合性验证活动完成，条款符合性得到表明，条款全部关闭。

审定计划是审查组与申请人共同确认制定的符合性验证实施计划，特别是审定计划当中对每个适用条款选用的符合性方法规划的验证活动是适航管理的保证措施，验证活动的实施过程包含了局方审查的重点内容。

审定计划应该是一个定期更新、滚动更新的文件，不是一成不变或者一次到位的。审查组会和申请人约定以一定的频次来更新维护审定计划，确保将验证内容、验证时间与地点的变化等能及时反映到审定计划当中，真正将审定计划作为符合性验证活动实施的依据。

考虑到审定计划是一份经局方批准、在较长时间内需保持稳定的文件，为了确保规划的验证活动具体实施，申请人一般将全机各个审定计划中的验证活动抽取出来，做成验证计划清单。

验证计划清单通常是按专业/ATA（如飞控、环控、航电等）、试验类/非试验类符合性方法（MC2、MC3、MC4、MC5、MC6、MC8、MC9等）进行划分，包含了拟符合的条款、符合性方法、验证内容、交付物、责任部门/负责人、计划开始时间、计划完成时间等，如表1所示。

验证计划清单也与审定计划类似，不是一成不变的。通常申请人可以首先列出一个比较完整的验证计划清单，同时根据项目研制及验证进度，可以以年份为维度，每年发布本年度的验证计划清单作为适航管理的措施，也可作为项目管理层面年度工作任务考核的依据和输入。除了年度的验证计划清单外，申请人还可以按照项目的复杂程度、验证规模等因素，按需滚动发布半年或者季度的验证计划清单，作为精细化的适航管理和项目管理的保证措施。

针对国内尚未提出针对民用飞机机载系统与设备适航管理的重点活动、工作环节和保证措施的现状，本文从适航管理的本质要求出发，结合民用飞机机载系统与设备的研制和验证流程，梳理了与适航管理密切相关的活动，并从中提取出了适航管理的工作环节，并提出了适航管理保证措施的建议，可为未来国内民用飞机机载系统与设备供应商建立和完善适航管理体系提供参考思路。由于不同种类的机载系统与设备存在差异，未来可在适航管理的细节环节上按不同种类供应商进行转化落实，将适航管理的活动、工作环节和保证措施形成具体的应用实施方案。