提升飛機飛行試驗安全性思考與建議范文

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摘要：飛行試驗是為了獲得試驗數據，以確定飛機是否滿足規定的要求，并證實進行相關操作，不會造成人員傷亡和財產損失等不安全事故的技術和管理活動。飛行試驗是挑戰和探索航空產品極限的過程，充滿很多不確定性和難以預料的情況，加之近年來對新技術、新概念和新材料的廣泛應用，催生了許多新的試驗項目，飛行試驗的安全性就顯得尤為重要。總結了多年從事飛行試驗的體會，并對搜集的歷史案例進行了分析，提出了針對性的建議，以期提高飛行試驗的安全性

關鍵詞：飛機；飛行試驗；安全性

隨著科學技術的不斷發展，飛機及其系統、設備的先進性和復雜性日益提高，研制費用呈現大幅增長的態勢，投人試驗的飛機數量通常很有限，而新試驗項目卻層出不窮，促使飛行試驗技術在繼承和創新中不斷發展。進人21世紀以來，航空工業發展更是緊跟國際先進技術，諸如隱身、復合材料、健康管理、自主保障等已從概念階段進人實體設計研發階段，對飛行試驗的安全性提出了更高的要求，因此，通過總結從事飛行試驗的經驗，學習分析國外相關歷史案例，提出了提髙飛行試驗安全性的一些建議，以期為保障飛行試驗的安全性提供借鑒。

1試驗策劃

飛行試驗由若干試驗項目組成，任何試驗項目應首先進行試驗策劃。策劃不是一件容易的事情，因為起初一般沒有多少有用的信息。這就要求項目主管持續跟蹤項目進展變化情況，通過反復迭代不斷完善試驗策劃。最好在項目早期設計一個能夠完成項目試驗的工作框架。而要做到這一點，必須在項目啟動時組建包括專業工程技術人員、試飛員、試飛工程師、測試人員、數據處理人員、質控人員、安全指導專家和其他所需人員的項目團隊。如果項目團隊人員具有相似項目的工作經驗，那么這個團隊將更有優勢。試驗策劃既包括試驗內容，又包括完成每項試驗需要的時間和進度估計。策劃應依據研制總要求、研制合同或試飛要求進行，而這些文件往往較為滯后，要及早解決試驗策劃與輸人要求不同步的矛盾。試驗策劃需要關注的主要因素包括：設計里程碑、首飛計劃、模擬試驗／地面試驗計劃、小批投產、生產定型、合格審定等有重要價值的節點，并應有參試飛機任務分工的決策。在此基礎上，通過對試驗項目要做什么，在什么時候做多少試驗等一系列相關事件進行綜合權衡，形成試飛大綱。它是實施飛行試驗的依據性文件，其內容越完整、詳細，實施將越順暢、安全和高效。

2培訓

與20世紀相比，項目團隊對培訓的需求已發生了很大變化。如果項目團隊所有人員都具有該項目深厚的飛行試驗基礎，那么試驗進展無疑將會非常順利。事實上，這種情況是極少的。一方面，每年都有一定數量的新員工加人飛行試驗行列；另一方面，進人21世紀以來，軍民用飛機跨越式發展已成為新常態。以前飛機改進改型采用新技術的范圍和深度都受當時技術水平限制，飛行試驗技術的繼承性大于創新性。如今在軍機方面，吸收和學習國外先進技術已取得了長足發展，新設計理念逐步變為現實，以前經驗的可借鑒性在逐步萎縮，必須在型號需求牽引下創新，才能滿足新技術的要求；在民機方面，我國雖然起步較晚，但起點很高，以參與國際市場競爭為目標，設計的飛機既要取得中國民用航空局（CAAC）頒發的適航證，又要取得美國聯邦航空局（FAA）頒發的適航證，更需要在摸索中艱難前行。因此，在參加飛行試驗項目之前，接受與之相適應的髙質量的培訓就顯得尤為重要。

3試驗監督指導

為有效開展監督指導工作，應成立由專業總師、安全質量總師、試飛總師和試飛員等組成的試驗監督指導委員會，該委員會應獨立于項目團隊，負責項目整個試驗過程的監督指導工作。主要針對飛機技術狀態、構型等動態變化的現狀，持續跟蹤和指導試驗項目實施過程，重視缺陷分析、構型控制和歸零管理工作，及時跟蹤和評估風險。飛行試驗是挑戰和探索極限的過程，期間充滿著風險。特別是當前軍方提出面向使用試飛的新要求，更不能因為風險而回避和取消某些試驗，相反，應站在為部隊和運營服務的髙度設計試驗項目，切實開展風險分析和預測，在保證試飛安全的前提下獲得預期的試驗數據。由于項目團隊涉及人員和專業較多，且飛行試驗中會出現各種危急情況，包括遇險和緊急情況［｜］。遇險如起火、機械失靈或結構故障等；緊急情況雖不會立即產生危險但具有潛在的災難性，在它構成事故前應妥善處理。要做到這一點，應分析試驗項目可能出現的危急情況，建立險情和緊急情況應對矩陣，進行飛行試驗遇險和緊急情況處置地面演示或仿真模擬，并對相關人員進行宣貫和培訓，有的放矢，避免不必要的損失。

4相似項目及歷史案例分析

4．1借鑒相似試驗項目預測試驗進度

只要是飛行試驗，難免會暴露問題。而在進行試驗策劃時，從來不會為解決問題分配時間。一方面是因為出現問題具有隨機性，不能確定將出現什么問題；另一方面，即便對可能出現的問題有基本的判斷，但具體問題出現時可能又伴隨著其他的因素，導致難以預計解決問題所需的時間。但可以借鑒過去的相似試驗項目，對飛行試驗的數量和日歷時間進行測定，對解決問題所需時間進行預計。期間也可根據工程實際和已掌握的相關素材，對預測的試驗進度進行修正，使其更符合要求。

4．2歷史案例分析研究

4．2．1安全性設計是保證試飛安全性的基礎案例1一架經改進具有能遙控的自動駕駛儀和動力裝置的C－130飛機，在執行地面最小操縱速度試驗時發生了事故［3］。事故由飛控系統不當設計規范引起方向舵松脫，而方向舵脫離自動駕駛儀控制時又缺乏邏輯判斷安全性是設計賦予產品的一種固有屬性。近年來，安全性已與可靠性、維修性、測試性、保障性及環境適應性通稱為“六性”，并在航空工業內大力推行“六性”一體化設計理念。這一重大轉變表明：提髙飛機的安全性，是確保其研制、生產、使用和保障的首要要求［2］〇4．2．2專業團隊和充分試驗是保證安全性的基石案例2YF－23在第一次飛行一年前，組建了項目團隊，完成了大量的正常和模擬應急試驗［3］，為第一次飛行試驗的成功奠定了堅實基礎。案例3YF－22曾在起落架收上時達到一個還沒有試驗的狀態，發生飛行員誘發振蕩，復飛時墜毀在跑道上。這次事故由之前的一次軟件更改沒有進行充分試驗引起［3］。當時了使用限制，指出在起飛／著陸階段不能使用該軟件。后來這一限制被人們忽略或忘記。飛行試驗是專業技術性很強的工作，來不得半點馬虎。若項目團隊不具備豐富的專業知識，在進度緊迫情況下難免盲目蠻干；若正式試驗前不進行充分試驗，難免為飛行試驗埋下后患。4．2．3機組資質和經驗是飛行安全性的保障案例4B－737飛機曾因機組資質和經驗不足導致墜毀。機長飛B－737的時間很少，副駕駛是F－15試飛員。飛機在地面延誤很長時間，在未除去機上結冰情況下起飛［3］。事故原因是兩個試飛員盡管都知道加速度不正常，卻沒有增加動力，且結冰已使駕駛艙指示不正常。從案例4可以得出兩點警示：①機組機型培訓和考核很重要，只有按要求接受培訓，并積累一定的飛行小時數，才能執行機型飛行任務，不同機型的資格證不能混用。②飛行經驗和常識也很重要。例如機翼上結冰、有霜、有雪起飛很危險。機翼結冰會改變翼型形狀，結冰累積到一定程度會嚴重影響飛機的飛行和操縱性能⑴。4．2．4全程有效監控是合理處置特情的保證案例5A－10在執行任務時飛行卡片掉落。試飛員撿起時飛行指令莫名更改，載荷因子持續增大。遙測監控人員發現并及時協調，避免了事故發生［3］。載荷因子是機翼的實際載荷除以飛機總重［1］，載荷因子持續增大，表明機翼所承受的載荷持續增大，超過允許的最大安全載荷因子，飛機結構強度及安全性受到嚴重威脅。案例6B－1A在飛行中因試驗點之間的構型變化導致墜毀［3］。為得到一個特定的試驗點，機組關閉了重心自動控制開關。之后的試驗點要求改變機翼后掠角，在沒有輸油的情況下，機翼后掠角被觸發，后重心超出限制導致飛機失控而墜毀。機組和遙測監控均未注意這一關鍵構型變化。在飛行過程中，項目團隊要全程監控，發現任何異常應及時報告。全程監控必須強制執行，但更應提升監控的技術手段，降低監控對人的依賴性，從根本上提髙監控水平。4．2．5飛行機組配合是將安全第一落到實處的關鍵案例7DC－10曾因一臺發動機爆裂導致3套液壓系統全部失效。機組密切配合，操縱飛機安全著陸［3］〇案例8B－747曾起飛后發現一臺發動機故障。機長決定按90°／270°轉彎返回順風著陸。著陸期間沒有使用反推，其他兩個試飛員礙于機長的職位，都沒有提醒機長放油和順風著陸的風險［3］。飛行機組是飛行試驗的具體實施者，最小飛行機組一般不少于2人。按規定，機長對飛行安全負直接責任并有最終的決策權，甚至在緊急情況下，只要能將飛機安全飛回地面，規章和制度可居第二位［1］。這一規定樹立了機長的絕對權威，但也助長了等級觀念，不利于飛行安全。因此，飛行試驗應打破等級界限，分工協作，實時監控關鍵參數和狀態，無顧慮進行信息交流，將安全第一落到實處。4．2．6缺陷歸零和風險評估是安全長效管理機制案例9YY－F22第一次試飛因遙測和通信聯試問題在地面上延誤了很長時間，找出原因并徹底解決后，第一次飛行圓滿完成［3］。案例10A330飛機曾在執行模擬一臺發動機和一套液壓系統失效情況下自動飛行任務時墜毀，機上7人全部遇難［3］。原因是當天試飛員值勤時間長，兩個試飛員只有1人具備相關科目試飛資格，且沒有進行試飛科目風險評估。飛行試驗是髙風險行業，發生災難性事故往往都不是單因素所致，而是多種錯誤組合的結果。因此，應X才每一試飛科目開展風險評估，制定“管用、好用、能用”的風險應急預案，必要時進行地面模擬試驗，將風險控制在可接受的范圍內；出現問題和缺陷后，應嚴格執行“雙五歸零”，絕不在缺陷未歸零的情況下飛行。

5結束語

結合多年從事飛行試驗的體會，并從以上案例分析可知，要提髙飛機飛行試驗的安全性，必須始終堅持“安全第一，預防為主”的原則，并建議做好以下工作：①抓設計。在飛機論證和設計階段，將“六性”和性能置于同等重要的位置，并貫徹“六性”一體化設計理念，為飛行試驗安全性提供保障。②抓人員。組建項目團隊和項目監督指導委員會，為項目做好組織和人員上準備。③抓技術。借鑒和學習國外先進技術，開展創新研究，為科學進行試驗策劃提供技術支撐。④抓培訓。為項目團隊提供滿足要求的專業化培訓，保證參試人員具備與從事崗位相匹配的理論知識和實操能力。⑤抓制度。建章立制，加強缺陷和拉條掛賬問題管理，避免管理不善導致不安全事件發生。⑥抓信息。建立飛行試驗信息化系統，實現試飛安全性信息反饋和共享。

參考文獻：

［1］［美］IllmanPE．飛行員航空知識手冊［M］．王同樂，等，譯．北京：航空工業出版社，2006．

［2］趙廷弟．安全性設計分析與驗證［M］．北京：國防工業出版社，2011．

作者：徐小芳 宋海靖 郭毓文 單位：中國飛行試驗研究院