張迎春 陳挺 張柱國(guó)

2017年5月5日，C919飛機(jī)10101架機(jī)騰空而起，以昂揚(yáng)的姿態(tài)沖上云霄，在空中飛行近1.5小時(shí)后穩(wěn)健著陸，成功實(shí)現(xiàn)首飛。在歡呼雀躍、欣喜萬(wàn)分的人群中，有這樣一群人，他們雖不直接參與C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造，卻從保障飛行安全的角度審閱報(bào)告，批準(zhǔn)大綱，目擊試驗(yàn)，為C919飛機(jī)首飛特許飛行證的頒發(fā)提供了技術(shù)審查結(jié)論。

2017年7月12日，C919飛機(jī)全機(jī)2.5g機(jī)動(dòng)平衡工況極限載荷靜力試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，這支團(tuán)隊(duì)的成員與設(shè)計(jì)和試驗(yàn)人員一道全程目擊試驗(yàn)，他們凝氣屏息，全神貫注地觀察試驗(yàn)過(guò)程，判斷試驗(yàn)結(jié)果的有效性。當(dāng)C919飛機(jī)全機(jī)2.5g靜力試驗(yàn)按批準(zhǔn)的試驗(yàn)大綱進(jìn)行并經(jīng)受住了三秒極限載荷考驗(yàn)時(shí)，他們繃緊的弦松了下來(lái)，持續(xù)兩個(gè)多月的試驗(yàn)審查工作終于告一段落。

2018年12月30日，C919飛機(jī)全機(jī)最大垂直力極限載荷試驗(yàn)，當(dāng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)人員不顧節(jié)假日休息，為排除試驗(yàn)中的故障和解決試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題挑燈夜戰(zhàn)時(shí)，這支團(tuán)隊(duì)同樣全程參與，冒著風(fēng)寒，與設(shè)計(jì)試驗(yàn)人員一道奮戰(zhàn)在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，直至試驗(yàn)順利完成。

這支團(tuán)隊(duì)，就是C919型飛機(jī)型號(hào)合格審定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)審查小組。

C919飛機(jī)自2010年10月28日申請(qǐng)型號(hào)合格證以來(lái)，上海航空器適航審定中心組建的C919型飛機(jī)型號(hào)合格審定審查組就開始了相應(yīng)的審查工作。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)審查小組作為審查組十三個(gè)專業(yè)專題組之一，主要針對(duì)C919飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)和客艙內(nèi)飾等對(duì)象，以中國(guó)民用航空規(guī)章CCAR-25為適航標(biāo)準(zhǔn)，按照《航空器型號(hào)合格審定程序》開展審查工作。近九年來(lái)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)審查小組堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)事求是，在審定實(shí)踐中快速成長(zhǎng)，努力把好C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度適航審定的安全關(guān)。

確定審定基礎(chǔ)，構(gòu)筑安全底線

審定基礎(chǔ)就是C919飛機(jī)為了具有可接受的安全水平而在型號(hào)合格審定過(guò)程中必須符合的適航標(biāo)準(zhǔn)，也是C919飛機(jī)必須滿足的最低安全要求，由適用的中國(guó)民用航空適航規(guī)章、環(huán)境保護(hù)要求及補(bǔ)充安全要求即專用條件等組成。

審定基礎(chǔ)確定得合適與否，尤其是能否識(shí)別出C919飛機(jī)的新穎獨(dú)特設(shè)計(jì)并制定恰當(dāng)?shù)膶Ｓ脳l件，直接關(guān)系到型號(hào)設(shè)計(jì)的適航性，也將考驗(yàn)出審查人員的專業(yè)水平。

在確定C919飛機(jī)審定基礎(chǔ)的過(guò)程中，C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)審查小組對(duì)照中國(guó)民用航空規(guī)章《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》（CCAR-25）、《持續(xù)安全改進(jìn)》（CCAR-26），對(duì)申請(qǐng)人梳理的不適用條款逐條判別其理由是否成立，最終確定了適用條款共114條；通過(guò)對(duì)C919飛機(jī)設(shè)計(jì)的詳細(xì)技術(shù)熟悉、對(duì)CCAR-25適航條款的深入研究以及參考相似機(jī)型的經(jīng)驗(yàn)，最后編制了11個(gè)專用條件草案。

由此，C919飛機(jī)必須滿足的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度適航要求涵蓋材料、制造方法、結(jié)構(gòu)保護(hù)、載荷、靜強(qiáng)度、應(yīng)急著陸情況、疲勞與損傷容限、氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性、客艙安全等方方面面。其中，CCAR25.603條款要求其失效對(duì)飛機(jī)安全有不利影響的零件所用材料必須符合經(jīng)批準(zhǔn)的材料規(guī)范，保證所采購(gòu)的材料符合設(shè)計(jì)中的性能要求。CCAR25.613條款進(jìn)一步要求材料的強(qiáng)度性能必須建立在試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，從而保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)因材料性能的偏差而失效的概率降至最低。

CCAR25.605條款要求飛機(jī)的制造方法必須保證能制造出始終完好的結(jié)構(gòu)，新的制造方法必須經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證、需嚴(yán)格進(jìn)行過(guò)程控制的工藝必須符合經(jīng)批準(zhǔn)的工藝規(guī)范。該要求保證了飛機(jī)結(jié)構(gòu)因制造方法的不穩(wěn)定而失效的概率降至最低。

CCAR25.305條款要求結(jié)構(gòu)必須能夠承受限制載荷而無(wú)有害的永久變形，在直到限制載荷的任何載荷作用下，變形不得妨礙安全運(yùn)行；結(jié)構(gòu)必須能夠承受極限載荷至少三秒鐘而不破壞。

CCAR25.571條款則對(duì)飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)元件的疲勞與損傷容限評(píng)定、廣布疲勞損傷提出了要求。該條款背后的故事是：1953年5月到1954年4月的11個(gè)月間，三架“彗星號(hào)”客機(jī)在空中解體、機(jī)毀人亡。事故分析表明，其中兩次空難的原因是飛機(jī)密封座艙結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞開裂所致。1988年4月阿羅哈航空公司的一架B737飛機(jī)在飛往火奴魯魯?shù)倪^(guò)程中，由于廣布疲勞損傷，機(jī)身上部5.5米長(zhǎng)的一段蒙皮從飛機(jī)上脫離，導(dǎo)致一乘務(wù)員飛出艙外而亡。

這些適航要求，飽含對(duì)生命的敬畏。它們就像一層一層的網(wǎng)、一個(gè)一個(gè)盾牌，從不同學(xué)科、不同角度為C919飛機(jī)在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度領(lǐng)域構(gòu)筑起多重安全保障，將當(dāng)前認(rèn)知的可能對(duì)飛機(jī)安全有不利影響的結(jié)構(gòu)失效因素?cái)r截在外。因此可以這么說(shuō)，C919飛機(jī)一旦滿足了審定基礎(chǔ)中的適航要求，飛機(jī)就具有了堅(jiān)實(shí)的身軀，能為飛機(jī)空中飛行安全和應(yīng)急著陸情況下的乘員生命安全提供保障。

批準(zhǔn)審定計(jì)劃，明確驗(yàn)證路徑

審定計(jì)劃（CP）是型號(hào)合格證申請(qǐng)人制定的關(guān)于采用何種符合性驗(yàn)證方法來(lái)表明產(chǎn)品符合審定基礎(chǔ)的計(jì)劃，是適航取證和型號(hào)合格審定的技術(shù)路線圖，必須得到審查組的批準(zhǔn)。根據(jù)《航空器型號(hào)合格審定程序》的要求，只有在審查方與申請(qǐng)人之間就審定計(jì)劃達(dá)成一致意見的情況下，才能開展具體的制造符合性檢查、試驗(yàn)?zāi)繐舻然顒?dòng)，這樣做的目的是使雙方有一個(gè)共同的基礎(chǔ)，即按此計(jì)劃進(jìn)行，其結(jié)果應(yīng)能表明符合性。

C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)共規(guī)劃了20份審定計(jì)劃。審定計(jì)劃制定得合適與否，不僅關(guān)系到適航符合性證據(jù)和符合性表明的完整性，還關(guān)系到驗(yàn)證成本和取證進(jìn)度，因此無(wú)論是申請(qǐng)人還是審查方，對(duì)審定計(jì)劃都是嚴(yán)正以待。在評(píng)審審定計(jì)劃的過(guò)程中，C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)審查小組嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，在對(duì)規(guī)章條款的正確把握和對(duì)C919飛機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)了解的基礎(chǔ)上，針對(duì)每一個(gè)驗(yàn)證對(duì)象，評(píng)估其每一條適用條款的符合性驗(yàn)證思路是否正確完整，判斷所用符合性方法是否合適。經(jīng)過(guò)多輪審查，20份審定計(jì)劃全部獲得審查組批準(zhǔn)，其中每一份審定計(jì)劃都凝聚著審查代表的智慧和辛勤工作。

面向新技術(shù)，迎接新挑戰(zhàn)

C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了一些新材料、新工藝、新設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)重量?jī)?yōu)勢(shì)，這也為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度審定帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。面對(duì)挑戰(zhàn)，C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)審查小組從適航條款的實(shí)質(zhì)要求出發(fā)，結(jié)合C919飛機(jī)新技術(shù)的特點(diǎn)，及時(shí)、充分地研究新技術(shù)，明確其符合性驗(yàn)證的實(shí)施路徑和審查關(guān)注點(diǎn)，接受審查實(shí)踐的考驗(yàn)。典型的案例有：

C919飛機(jī)在國(guó)內(nèi)民機(jī)中首次將復(fù)合材料應(yīng)用于后機(jī)身、尾翼等主承力結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度審查團(tuán)隊(duì)缺少?gòu)?fù)合材料結(jié)構(gòu)完整審查經(jīng)驗(yàn)。為此，審查團(tuán)隊(duì)針對(duì)復(fù)合材料的材料、制造方法、損傷威脅評(píng)估、混合結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力、積木式驗(yàn)證規(guī)劃等方面收集并研閱了大量的指導(dǎo)材料和其他資料，并通過(guò)國(guó)內(nèi)外專家咨詢、專題項(xiàng)目研究等不斷驗(yàn)證審查方法、積累審查經(jīng)驗(yàn)，最終與設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)溝通，明確了審查思路和審查重點(diǎn)，有力推動(dòng)了驗(yàn)證和審查工作。在工藝鑒定、積木式驗(yàn)證規(guī)劃等方面還為型號(hào)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證提供了有益的信息，提升了設(shè)計(jì)與驗(yàn)證的規(guī)范性。

C919飛機(jī)在部分艙門結(jié)構(gòu)采用了增材制造（3D打印）技術(shù)，國(guó)際領(lǐng)先。由于3D打印技術(shù)作為一種特殊且復(fù)雜的工藝，如何審查判斷該工藝是否能穩(wěn)定生產(chǎn)出始終完好的結(jié)構(gòu)是審查中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。審查團(tuán)隊(duì)深入了解增材制造技術(shù)的制造工藝控制、制造缺陷、性能影響等特點(diǎn)，并與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)反復(fù)討論，提出了相關(guān)符合性方法的問(wèn)題紀(jì)要，對(duì)3D打印材料、工藝及其結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證提出了具體要求，為符合性驗(yàn)證指明了方向。

C919飛機(jī)采用了承載式曲面風(fēng)擋。該設(shè)計(jì)特征給風(fēng)擋極限強(qiáng)度和破損安全、風(fēng)擋丟失后駕駛艙快速釋壓的驗(yàn)證和審查帶來(lái)了挑戰(zhàn)，無(wú)經(jīng)驗(yàn)、無(wú)案例可循。審查團(tuán)隊(duì)深入研究規(guī)章制定過(guò)程，挖掘規(guī)章背后的本質(zhì)要求，提出了C919飛機(jī)風(fēng)擋應(yīng)滿足的詳細(xì)要求和具體方法。

面對(duì)新技術(shù)應(yīng)用，每一個(gè)問(wèn)題的解決或推進(jìn)都包含了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)審查團(tuán)隊(duì)的鉆研和勤奮，也離不開中國(guó)商飛設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的合作。

確保過(guò)程與結(jié)果的有效性

符合性驗(yàn)證試驗(yàn)是型號(hào)合格審查中產(chǎn)生符合性證據(jù)最直接、最接近實(shí)際情況的驗(yàn)證方法，其結(jié)果的有效性直接關(guān)系到驗(yàn)證結(jié)論。按審定計(jì)劃的規(guī)劃，C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)共有431項(xiàng)適航符合性驗(yàn)證試驗(yàn)，包括材料級(jí)的試驗(yàn)、工藝驗(yàn)證試驗(yàn)、載荷風(fēng)洞試驗(yàn)、零組件級(jí)試驗(yàn)、全機(jī)靜力試驗(yàn)、全機(jī)疲勞試驗(yàn)、地面共振試驗(yàn)、地面模態(tài)耦合試驗(yàn)、顫振試飛、載荷試飛等。

對(duì)符合性驗(yàn)證試驗(yàn)進(jìn)行審查并選擇重要試驗(yàn)進(jìn)行目擊是審查的重點(diǎn)工作。在備受關(guān)注的全機(jī)2.5g機(jī)動(dòng)平衡極限載荷試驗(yàn)、最大垂直力極限載荷試驗(yàn)中，審查團(tuán)隊(duì)與適航工程委任代表一道，逐項(xiàng)評(píng)判試驗(yàn)方案的合理性、試驗(yàn)件構(gòu)型對(duì)型號(hào)設(shè)計(jì)的代表性、試驗(yàn)件過(guò)渡段的考慮、試驗(yàn)件的約束、試驗(yàn)載荷工況的選擇、試驗(yàn)加載點(diǎn)和加載方式、試驗(yàn)設(shè)備及其精度、試驗(yàn)的步驟、試驗(yàn)記錄、試驗(yàn)成功與否的判據(jù)等等，并全程目擊試驗(yàn)，確保了試驗(yàn)過(guò)程和試驗(yàn)結(jié)果的有效性。

目擊試驗(yàn)的過(guò)程也是審查代表豐富知識(shí)、積累審查經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。2017年開展的駕駛艙門防子彈穿透試驗(yàn)就給了我們一個(gè)“教訓(xùn)”。試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有一設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)（用某厚度鋼板遮擋的孔）未能抵御子彈的穿透，試驗(yàn)失敗。起先大家都認(rèn)為此設(shè)計(jì)不會(huì)有問(wèn)題，因?yàn)樵鴮?duì)該厚度的鋼板單獨(dú)進(jìn)行防子彈穿透試驗(yàn)，按照一般的邏輯，將該厚度的鋼板用于遮擋孔應(yīng)沒問(wèn)題，然而卻忽視了邊界條件的影響。此試驗(yàn)告訴我們，適航審查中必須關(guān)注支持正確結(jié)論的相關(guān)條件是否存在，一旦條件發(fā)生變化，結(jié)論也會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。

2018年9月30日，習(xí)近平總書記在接見中國(guó)英雄機(jī)組時(shí)指出：“偉大出自平凡，英雄來(lái)自人民。把每一項(xiàng)平凡工作做好，就是不平凡?！?019年7月22日，民航局馮正霖局長(zhǎng)在提升適航審定能力、促進(jìn)國(guó)產(chǎn)民機(jī)運(yùn)行座談會(huì)上指出：“補(bǔ)齊適航短板，提升適航審定能力”是民航強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要責(zé)任。目前，C919大型客機(jī)研制正處于型號(hào)合格審查的關(guān)鍵階段，C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度審查組將銘記總書記的指示，在平凡的崗位上，做好每一項(xiàng)C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度適航審查工作，不忘“人民航空為人民”初心，牢記使命，補(bǔ)齊適航短板，為C919飛機(jī)安全翱翔藍(lán)天努力，為民航強(qiáng)國(guó)建設(shè)奉獻(xiàn)！