路遙
適航是一個(gè)舶來詞,英文是AIRWORTHINESS。它并沒有權(quán)威的定義,我認(rèn)為比較好的定義是:適航是指航空器能在預(yù)期的環(huán)境中安全飛行的固有品質(zhì),且這種品質(zhì)能夠通過合適的維修來持續(xù)保持。
在這個(gè)定義里有兩個(gè)最關(guān)鍵的詞語,一個(gè)是安全,一個(gè)是預(yù)期的環(huán)境。本文就是想和大家一起探討對(duì)這兩個(gè)關(guān)鍵詞的認(rèn)識(shí)。
適航管理的要素
適航管理的要素,主要包括三個(gè)方面:適航標(biāo)準(zhǔn)、組織機(jī)構(gòu)和人員、審定程序。適航標(biāo)準(zhǔn)是適航管理工作的基石,是一種定量的、可清晰判別的、民用航空產(chǎn)品必須滿足的最低的安全水平,且這個(gè)安全水平需要得到證明。
我們需要通過預(yù)先設(shè)定的分析、計(jì)算、試驗(yàn)、試飛等方法,產(chǎn)生證據(jù)表明一款民用航空產(chǎn)品對(duì)適航標(biāo)準(zhǔn)的符合性。這些工作我們統(tǒng)稱為適航符合性驗(yàn)證活動(dòng)。符合性驗(yàn)證活動(dòng)需要相關(guān)的人員來執(zhí)行,這些人員也需要一定的組織機(jī)構(gòu)來加以組織和管理,所以適航的組織機(jī)構(gòu)和人員是適航管理工作的第二個(gè)要素。
適航管理第三個(gè)要素是審定程序,即所有的證據(jù)都需要遵循嚴(yán)格的程序來產(chǎn)生,并且得到監(jiān)管。
適航標(biāo)準(zhǔn)的特性
適航標(biāo)準(zhǔn)是民用航空產(chǎn)品所必須滿足的最低安全水平,也稱之為適航規(guī)章,或者適航法規(guī)。適航標(biāo)準(zhǔn)有其鮮明的特性。第一大特性是強(qiáng)制性,即作為國(guó)家的法律法規(guī),要求相關(guān)組織和個(gè)人必須遵守。
根據(jù)國(guó)際民航組織的要求,適航標(biāo)準(zhǔn)必須通過國(guó)家的立法來發(fā)布,成為從事民用航空活動(dòng)的人所必須遵守的法律條文。在我們國(guó)家適航標(biāo)準(zhǔn)是由交通運(yùn)輸部來頒布的,屬于我們國(guó)家法律的第三層級(jí)。
我們國(guó)家法律分為三個(gè)層級(jí):第一個(gè)層級(jí)是全國(guó)人大頒布的,和航空相關(guān)的有《民用航空法》;第二個(gè)層級(jí)是由國(guó)務(wù)院頒發(fā)的,和適航相關(guān)的有《適航管理?xiàng)l例》;第三個(gè)層級(jí)是國(guó)家部委或者省一級(jí)人民政府頒發(fā)的規(guī)章,適航標(biāo)準(zhǔn)就屬于這個(gè)層級(jí)。
美國(guó)的適航標(biāo)準(zhǔn)是由FAA(美國(guó)聯(lián)邦航空管理局)來頒發(fā)的,屬于聯(lián)邦規(guī)章匯編第14集。歐洲的情況稍有不同。歐洲把適航標(biāo)準(zhǔn)分為管理類和技術(shù)類兩類標(biāo)準(zhǔn),管理規(guī)章由歐盟的議會(huì)頒發(fā),而技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),我們稱之為審定規(guī)范,由EASA(歐洲航空安全局)來頒發(fā)。
適航標(biāo)準(zhǔn)的第二個(gè)特點(diǎn)是完備性。按照各種產(chǎn)品的類別,適航標(biāo)準(zhǔn)能覆蓋所有民用航空活動(dòng)中遇到的所有航空產(chǎn)品。比如說我們常說的CCAR25部,適用于最大起飛重量超過5700公斤的固定翼飛機(jī),起飛重量小于5700公斤的飛機(jī)通常稱之為小飛機(jī),規(guī)章的編號(hào)是CCAR23部。當(dāng)然適航標(biāo)準(zhǔn)還要涵蓋類似航空發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳和旋翼航空器等等,是很完備的一套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
適航標(biāo)準(zhǔn)的第三個(gè)特點(diǎn)是其所確定的安全水平,考慮了預(yù)期的運(yùn)行環(huán)境。這個(gè)環(huán)境不僅包含飛機(jī)自身的因素,它還需要承擔(dān)自己的載荷。它有包線的限度,包括高度、速度,還有溫度。還包括外部的環(huán)境,它要能夠抗風(fēng),能夠抵御順風(fēng)、側(cè)風(fēng),經(jīng)歷降水、降雨的環(huán)境。另外還要在低溫的場(chǎng)景下運(yùn)行,比如說在高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行,在受了污染的、積水的跑道上運(yùn)行,這些都構(gòu)成了適航標(biāo)準(zhǔn)考慮的預(yù)期的運(yùn)行環(huán)境,而且這個(gè)環(huán)境會(huì)隨著認(rèn)識(shí)的深化而不斷擴(kuò)展。
舉個(gè)例子,2010年冰島火山爆發(fā)后,整個(gè)歐洲航空業(yè)幾乎停擺,原因就在于所有飛機(jī)進(jìn)行適航審定的時(shí)候,火山灰的環(huán)境并不是當(dāng)時(shí)一個(gè)預(yù)期的環(huán)境。在這樣的環(huán)境當(dāng)中飛機(jī)能不能安全運(yùn)行是不確定的,為了安全起見,在火山灰覆蓋歐洲的那一段時(shí)間,歐洲的航空業(yè)基本停擺。在這之后,EASA修定適航標(biāo)準(zhǔn),把火山灰也逐步納入了適航標(biāo)準(zhǔn)所考慮的預(yù)期的運(yùn)行環(huán)境。
適航標(biāo)準(zhǔn)的第四個(gè)特點(diǎn)是對(duì)航空實(shí)踐的高度概括和總結(jié)。適航標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)只是冰山的一角,例如CCAR25部,整個(gè)規(guī)章只有300多個(gè)條款,那么它怎么管理這么復(fù)雜的大型飛機(jī)呢?秘訣在于它的背后是一整套相關(guān)的咨詢通告,還有行業(yè)的規(guī)范,以及航空制造業(yè)的廠家、供應(yīng)商自身的企業(yè)規(guī)范。
例如所有的飛機(jī)都有自己的空調(diào)系統(tǒng),適航標(biāo)準(zhǔn)里一共只有4個(gè)條款來規(guī)定整個(gè)飛機(jī)通風(fēng)的能力,對(duì)空調(diào)壓力控制的方法以及對(duì)于一氧化碳、二氧化碳、臭氧濃度的控制等等,但是它背后有大量的咨詢通告、行業(yè)規(guī)范、企業(yè)自身的技術(shù)規(guī)范等,對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了約定。
適航標(biāo)準(zhǔn)最為突出的一個(gè)特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)性。在深化了對(duì)于預(yù)期環(huán)境的認(rèn)識(shí)后,通常都會(huì)通過修訂適航標(biāo)準(zhǔn)來加以考慮。
例如,2001年的9·11恐怖襲擊事件,是恐怖分子進(jìn)入駕駛艙制造了這起舉世震驚的事件。幾個(gè)月之后,F(xiàn)AA發(fā)出了第106號(hào)修正案,要求飛機(jī)的駕駛艙門設(shè)計(jì)成能抵御暴力沖擊,不能從客艙的一側(cè)暴力進(jìn)入。
2008年,F(xiàn)AA又發(fā)出第127號(hào)修正案,進(jìn)一步強(qiáng)化了對(duì)駕駛艙門的要求,要求能抵御炸彈和燃燒裝置的影響。而且,考慮到恐怖事件發(fā)展的趨勢(shì),還要求在飛機(jī)上設(shè)計(jì)一個(gè)最小風(fēng)險(xiǎn)炸彈位置,一旦發(fā)現(xiàn)炸彈以后,可將炸彈置于這個(gè)位置。這樣,即使炸彈爆炸,這個(gè)位置對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性影響是最小的。
由此可見,適航標(biāo)準(zhǔn)隨著環(huán)境的不斷變化而不斷得到修定。
全球三大適航當(dāng)局
上文介紹了適航標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn),下面介紹一下適航相關(guān)的組織機(jī)構(gòu)和人員。
在適航工作中,主要是兩方:一方是工業(yè)方,作為適航證件的申請(qǐng)人;另外一方是執(zhí)行適航管理的政府部門,我們稱之為適航當(dāng)局,簡(jiǎn)稱局方。目前,全球主要的適航管理機(jī)構(gòu),有FAA、EASA及中國(guó)民航局(CAAC)。
FAA起步于1920年代,到今天已有近百年的發(fā)展歷程,應(yīng)該說是當(dāng)今世界上經(jīng)驗(yàn)最豐富的適航管理當(dāng)局。在2017年之前,F(xiàn)AA的組織架構(gòu)有鮮明的產(chǎn)品特征。她最主要的執(zhí)行部門是運(yùn)輸類飛機(jī)、小飛機(jī)、旋翼機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳四個(gè)審定中心。
2017年之后,F(xiàn)AA對(duì)組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行了重組,最重要的特點(diǎn)是不再僅僅關(guān)注產(chǎn)品的審定,而非常關(guān)注申請(qǐng)人系統(tǒng)的運(yùn)行。
歐洲的情況與美國(guó)又有所不同。在2002年之前,歐洲的適航管理是各國(guó)的主權(quán),法國(guó)有法國(guó)民航局,英國(guó)有英國(guó)民航局。但隨著歐洲民航業(yè)和美國(guó)民航業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),特別是空客與波音的競(jìng)爭(zhēng),各國(guó)呼喚一個(gè)統(tǒng)一而強(qiáng)大的、歐洲范圍內(nèi)的適航當(dāng)局開展適航管理工作。2002年,EASA應(yīng)運(yùn)而生。EASA是歐洲一體化進(jìn)程的產(chǎn)物,一共有32個(gè)成員國(guó),包括28個(gè)歐盟成員國(guó)和4個(gè)非歐盟成員國(guó),目前的雇員超過800人。
EASA的組織架構(gòu)最初跟FAA很像,突出產(chǎn)品審定的特點(diǎn),但是由于歐洲自身的特點(diǎn),又有別于FAA。
第一,EASA特別強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化的工作。這里的標(biāo)準(zhǔn)化是指要求各國(guó)的民航局能夠統(tǒng)一執(zhí)行EASA發(fā)出的各種標(biāo)準(zhǔn)程序,EASA非常強(qiáng)調(diào)這種程序的統(tǒng)一性,所以強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化。
第二,EASA規(guī)章立法注重技術(shù),因?yàn)樗鼪]有獨(dú)立的立法部門,因此把制定適航標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)力放在了它的審定部門本身。
第三,EASA只有800名雇員,卻要管理一個(gè)強(qiáng)大的航空工業(yè),因此非常關(guān)注航空企業(yè)自身的能力,要求航空企業(yè)編制并且貫徹設(shè)計(jì)保證手冊(cè)來履行設(shè)計(jì)保證的職能,并對(duì)這樣的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行批準(zhǔn)。
中國(guó)的適航工作起步于1970年代,到今天形成了兼顧美國(guó)特點(diǎn),既有地域管理的特色,又也有鮮明的產(chǎn)品審定特色的體系。中國(guó)民航局下屬的7個(gè)地區(qū)管理局進(jìn)行地域管理,另外又有5個(gè)審定中心,既考慮了我們國(guó)家航空工業(yè)地理的布局,也考慮了產(chǎn)品,例如大飛機(jī)審定的職能主要在上海適航審定中心,在中國(guó)商飛總部的所在地。
注重過程監(jiān)管
適航審定程序有兩個(gè)特點(diǎn)。第一個(gè)特點(diǎn),它具有鮮明的項(xiàng)目管理的特點(diǎn)。審定程序圍繞審定計(jì)劃來開展工作,分為五個(gè)階段,前面兩個(gè)階段是在熟悉我們的民用航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì),了解特點(diǎn),為它制定相關(guān)的要求。第三個(gè)階段要確定相關(guān)的審定計(jì)劃,對(duì)分析、計(jì)算、試驗(yàn)、試飛的活動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃,落實(shí)在審定計(jì)劃當(dāng)中。第四、第五階段主要是執(zhí)行階段,按審定計(jì)劃實(shí)施符合性驗(yàn)證工作。
第二個(gè)特點(diǎn)是適航審定程序非常注重過程的監(jiān)管,以一個(gè)試驗(yàn)為例,最典型的步驟包含以下這樣一些內(nèi)容:首先,要編制相應(yīng)的試驗(yàn)大綱,并提交局方批準(zhǔn),在這個(gè)試驗(yàn)大綱當(dāng)中,要規(guī)定詳細(xì)的試驗(yàn)步驟,還要規(guī)定清晰的通過和失敗的準(zhǔn)則。
在開始試驗(yàn)之前,要進(jìn)行制造符合性檢查。檢查的目的是對(duì)試驗(yàn)裝置是否滿足試驗(yàn)大綱的要求進(jìn)行檢查,對(duì)試驗(yàn)件和試驗(yàn)飛機(jī)是否能夠代表未來在市場(chǎng)上運(yùn)營(yíng)的航空產(chǎn)品進(jìn)行確認(rèn)。
而在整個(gè)試驗(yàn)過程中,在最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),局方還要參與試驗(yàn)的目擊,最終要批準(zhǔn)試驗(yàn)報(bào)告。從試驗(yàn)大綱,到制造符合性檢查,到試驗(yàn)過程的目擊,到最后批準(zhǔn)試驗(yàn)報(bào)告,這是一個(gè)試驗(yàn)適航審定程序最典型的流程。
而對(duì)于試飛,又有更加特殊的要求。中國(guó)民航局、FAA都會(huì)頒發(fā)一個(gè)型號(hào)檢查核準(zhǔn)書的文件,簡(jiǎn)稱TIA。在這個(gè)流程里,將由來自民航局的試飛員和申請(qǐng)人的試飛員一起登機(jī)來開展飛行,獲取飛行數(shù)據(jù),拿這個(gè)數(shù)據(jù)和申請(qǐng)人自身的飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),確認(rèn)它的一致性之后,才能夠接受申請(qǐng)人產(chǎn)生的這些試飛數(shù)據(jù),來表明對(duì)適航標(biāo)準(zhǔn)的符合性。
在接下來的發(fā)展中,適航審定中心還要對(duì)證據(jù)產(chǎn)生的過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管。因此我們也意識(shí)到這樣一個(gè)流程往往會(huì)給我們民用航空產(chǎn)品的研制施加額外的時(shí)間成本,不管是中國(guó)、美國(guó),還是歐洲,在這些年都進(jìn)行了很多的探討。FAA的審定指南已經(jīng)明確提出了及時(shí)審定的概念,希望整個(gè)適航管理工作能夠以一種及時(shí)的方式來促進(jìn)航空業(yè)的發(fā)展。因此,它創(chuàng)建了一個(gè)申請(qǐng)人自我表明符合性的流程。
EASA給出的答案是創(chuàng)建了一個(gè)介入原則的調(diào)整,希望基于安全風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)來調(diào)整局方對(duì)民用航空器研制活動(dòng)的介入程度。中國(guó)民航局也提出了基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的新的適航的流程。
挑戰(zhàn)與展望
最后結(jié)合中國(guó)商飛公司的兩型飛機(jī)來談一談未來的挑戰(zhàn)和展望。從適航管理的角度來看,ARJ21-700飛機(jī)走過了從管理到技術(shù)的全路徑。通過這個(gè)過程,我們學(xué)習(xí)了國(guó)際上最通行的適航審定的方法、流程,編制了審定計(jì)劃,開展了對(duì)所有的試驗(yàn)試飛活動(dòng)的管理,履行了一個(gè)嚴(yán)格的程序,而且我們非常關(guān)注適航標(biāo)準(zhǔn)背后的安全實(shí)質(zhì)的要求,掌握了一大批重要的試驗(yàn)、試飛的方法,包括自然結(jié)冰、濺水、危險(xiǎn)等級(jí)非常高的最小離地速度試飛等等。
隨著適航標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展,C919飛機(jī)的試驗(yàn)試飛又面臨新的挑戰(zhàn):標(biāo)準(zhǔn)又更新了。適航標(biāo)準(zhǔn)的修正速度是很快的,以美國(guó)的FAR25部為例,在20世紀(jì),F(xiàn)AR25部有100個(gè)修正案,但從2001年到今天,它又修正了46次。
C919飛機(jī)要滿足到第132號(hào)修正案水平的適航標(biāo)準(zhǔn),但對(duì)于新的32個(gè)適航標(biāo)準(zhǔn)修正案,我們還缺乏非常直接的航空實(shí)踐的積累,而且,標(biāo)準(zhǔn)的變化會(huì)產(chǎn)生更多的驗(yàn)證需求,反過來對(duì)效率會(huì)產(chǎn)生非常大的壓力。我們?cè)谟邢薜臅r(shí)間里要及時(shí)完成所有的驗(yàn)證,來證明C919飛機(jī)的適航性,證明它的安全性,這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。