王 海,何月洲,李 翰,穆家琛
(1.中國飛機強度研究所?全尺寸飛機結構靜力/疲勞航空科技重點實驗室,?陜西?西安?710065;2.中國民航大學?適航學院,天津?300300)
新機研制一般要經歷“設計、制造、試驗、試飛”四個重要階段,其中試驗即為地面工程驗證試驗階段,是新機研制不可或缺的“第三棒”。中國飛機強度研究所(簡稱623所)作為國內地面工程驗證試驗專業(yè)體系最全面、綜合實力最強的試驗單位,在我國新機研制過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用。民機工程驗證試驗是檢驗新研民機結構和制造工藝是否滿足設計要求最有效的方法[1-4]。近年來,隨著我國民用航空事業(yè)的快速發(fā)展,新研民機型號不斷涌現(xiàn),特別是以國產支線客機ARJ21-700、國產大型客機C919、國產大型水陸兩棲飛機AG600為代表的一批民機重點型號的研制成功,使得我國民機事業(yè)取得了長足的進步。對于民用航空器,適航性是保證民用飛機安全可靠的重要指標。在民機型號合格審定過程中,民航部門站在公眾利益需要的角度,出于公眾安全考慮,對新研民機型號進行嚴格的適航審查,確保飛機研制各個環(huán)節(jié)滿足適航各項規(guī)章要求[5]。對于民機工程驗證試驗,型號合格審定程序[5]中規(guī)定了所提供的制造檢查應遵循的檢查程序和方法都是原則性的且比較抽象。這就造成不同制造單位由于理解上的差異和經驗上的不同,對待同一個試驗項目會采取不同的制造符合性檢查方法,因此配合制造符合性檢查時會產生較大的困擾[6-7]。
本文研究了民機工程驗證試驗制造符合性檢查的主要內容和一般流程,結合民機型號適航檢查經驗,對制造符合性檢查的主要關注點和常見問題進行總結,為今后試驗方和型號申請人高效配合適航局方進行制造符合性檢查工作提供參考。
制造符合性檢查是型號合格審定過程中的一項重要內容。制造符合性檢查的目的是協(xié)助工程人員批準需要實物檢查和試驗驗證的設計資料,確定試驗產品的確切構型和對設計的偏離,保證產品能夠按照型號設計資料始終如一地生產,使得最終產品符合型號設計并處于安全可用狀態(tài)。廣義的試驗前制造符合性檢查分為三部分:試驗件、試驗件安裝和試驗裝置安裝過程、試驗前(狹義)的制造符合性檢查。對制造過程簡單、可再現(xiàn)檢驗的試驗件以及試驗件安裝和試驗裝置安裝過程簡單的試驗,該三部分的檢查可合并一起進行,即在試驗前進行檢查。本文針對廣義的試驗前制造符合性檢查開展研究。
在適航管理中產品的“兩個符合性”驗證分別為設計符合性驗證和制造符合性驗證[8],其中制造符合性檢查正是制造檢查代表按國家有關規(guī)定,通過對民用航空產品和零部件實施審定和監(jiān)督,確認航空產品和零部件的制造、試驗、安裝等符合經批準的設計[9-11]。對于航空產品來說,制造符合性檢查就是對產品依據批準過的圖紙等技術資料進行檢查,確定其符合性是否滿足要求,而試驗過程相對比較特殊。試驗過程主要包括試驗準備、試驗設計、試驗實施等三個階段,檢查主要針對試驗資料完備性,試驗設施維保特性,試驗設備制造特性,試驗現(xiàn)場符合性等多個方面進行檢查,主要檢查內容可分為四大類,包括試驗體系、試驗資料、試驗設備、試驗現(xiàn)場,檢查的主要內容見圖1。
圖1 試驗制造符合性檢查的主要內容
制造符合性檢查一般分為“計劃、實施、總結”三個階段,貫穿型號合格審定過程整個始末,三個階段要開展的主要工作見表1。按照中國航空民用章程CCAR21.53要求,申請人在提交民用航空產品或其零部件進行局方驗證試驗時,應向適航局方提交制造符合性聲明(SOC)。局方在收到申請人提交的SOC后進行試驗前制造符合性檢查。需要特別說明的是,實施階段的預檢查不是必須項,但考慮到局方代表的工作量及長期合作的信任度問題,為了加強被檢查方質量管理方針的落實,提高自身質量安全管理水平,不斷提升局方的信任度,被檢查方有必要在提交制造符合性聲明前,對試驗準備情況按照適航要求進行預檢查,提前排查隱患和問題,并對不符合項提前完成整改,減少局方正式檢查的工作量,持續(xù)提高局方的信任度。
表1 制造符合性檢查三個階段
根據623所民機型號試驗管理要求,對于一項具體的工程驗證試驗,待完成制造符合性檢查,整改并關閉不符合項,向工程代表匯報檢查結果后,需請示工程代表是否可以進行正式試驗,并邀請代表目擊試驗過程。試驗順利完成后編寫試驗報告并提交局方審批。詳細的制造符合性檢查流程見圖2。
圖2 工程驗證試驗制造符合性檢查一般流程
試驗大綱是經適航工程代表批準過的試驗指導性文件,是試驗制造符合性檢查的依據文件,大綱的附件如各類技術文件和圖紙也是重要的檢查依據。經局方工程代表批準過的試驗大綱是制造符合性檢查的指導性文件。因此,試驗方設計人員在編寫試驗大綱時務必保持科學嚴謹?shù)膽B(tài)度,實事求是地描述試驗過程,在具體事項上要盡量明確主體單位和責任人。制造符合性檢查代表根據試驗大綱要求,從“人、機、料、法、環(huán)”五個方面對適航驗證試驗開展詳細的檢查,主要關注點詳見表2。在試驗準備過程中,要重視過程,嚴格按照試驗相關規(guī)定和圖紙實施試驗,做好過程記錄,尤其是關注試驗過程控制文件和關鍵過程控制、計量器具等。
表2 試驗制造符合性檢查的主要關注點
在以往的多個重點民機型號結構強度試驗的制造符合性檢查中,制造符合性檢查代表檢查時最容易出現(xiàn)的幾類問題主要有以下幾點。
(1)不可復現(xiàn)的檢查項。結構強度試驗中大部分過程均可復現(xiàn),但是對于膠布帶、拉壓墊等加載元件粘貼的工藝過程屬于無法復現(xiàn)的檢查項,試驗裝置安裝極為復雜時也存在無法復現(xiàn)的過程。對于試驗中不可復現(xiàn)的檢查項,作業(yè)人員應嚴格按照相關文件實施,并認真做好相應記錄。當出現(xiàn)偏離后,要及時跟工程代表溝通,并用書面材料詳細匯報發(fā)生不可復現(xiàn)問題的具體過程和原由,給出對試驗結果影響的評估結論等。
(2)試驗設備的偏離項。試驗中對于無法彌補或確因客觀原因無法糾正的偏離項,經技術人員評估對試驗結果無任何影響或產生輕微影響時,應通過分析計算或其他方法進一步驗證對試驗的影響,通過偏離許可單確認不符合內容,并報適航局方工程代表審批。常見的設備偏離主要有安裝位置非關鍵尺寸的偏離、結構內部應變片損壞的偏離,加載點連接件因客觀原因臨時替換的偏離等。
(3)試驗潛在風險。試驗潛在風險主要涉及試驗安全,包括試驗件、參試人員、試驗結果的安全。適航局方本著為型號及公眾安全終身負責的態(tài)度,特別重視試驗各個環(huán)節(jié)可能對試驗件及試驗結果產生非預期不良影響,以及可能危害參試人員人身安全的問題。比較典型的主要有現(xiàn)場整潔度及多余物管理、試驗機狀態(tài)及登機作業(yè)管理等方面,對存在安全隱患的問題要加以重視,并明確整改目標。
(4)不符合項整改問題。制造符合性檢查記錄的不符合項,被檢查方務必高度重視,認真對待,并針對具體不符合項合理運用質量管理方法從“人、機、料、法、環(huán)”五個方面進行分析,做到徹查整改,舉一反三,保證后續(xù)試驗不出現(xiàn)同類問題,提升適航局方的信任度。
本文詳細介紹了民機工程驗證試驗的制造符合性檢查主要內容,給出了試驗制造符合性檢查的一般流程,列出了試驗制造符合性檢查的主要關注點和容易出現(xiàn)的問題。必須明確的是,在制造符合性檢查過程中,適航局方僅扮演著確認、監(jiān)督、檢查的角色,被檢查者才是第一責任人,對符合性檢查結果負直接責任。因此,被檢查者必須建立健全的內部監(jiān)督檢查機制,并開展預檢查工作,詳細記錄檢查過程,保證在提交適航局方正式檢查前,對自檢出的不符合項和安全隱患已提前徹查整改。