106关于民用直升机标准体系建设的探讨-2012年7月-1.doc

第二十八届（2012）全国直升机年会论文关于民用直升机标准体系建设的探讨郑朔昉 吕保良(中国航空综合技术研究所)摘 要：本文通过分析民用直升机标准体系建设背景与需求，借鉴国内外航空器标准体系建立的方法，分析民用直升机法规性标准文件以及现有航空工业标准对民用直升机的适用性，提出我国民用直升机标准体系构建思路、原则和框架及标准项目的建议，以期为民用直升机标准体系的建设提供借鉴。引言通过近几十年的发展，我国直升机研制水平已经大幅度提高，但面对国际民用直升机市场的激烈竞争，我国民用直升机的竞争实力还显得很薄弱。标准是标准化工作的重要载体与工具，是一个国家的主权在经济领域中的延伸，也是国家实施非关税贸易壁垒的一个重要手段1。标准体系表的主要作用为标准的发展做好总体设计，为制定标准的规划、计划提供科学依据；为各行业和各专业标准间、上下层次标准间的协调提供依据，避免重复或遗漏，保证标准体系的构成和比例更加合理；指导其他与标准体系有关的各项工作。根据标准所涉及的范围和目标，可以建立不同的标准体系2。如：全国标准体系、行业标准体系和企业标准体系，在某一专业范围建立的专业标准体系，根据某一产品研制、生产、使用的具体要求，也可以建立该产品的标准体系。为巩固和发展具有我国自主知识产权的民用直升机产业，适应我国国民经济发展的需要和应对激烈的国际市场竞争，急需建立一套完整的、开放的、具有国际先进水平的民用直升机标准体系。1 民用直升机标准体系建设需求分析1.1 民用直升机进入市场需要标准的支持技术标准与科技研发、市场需求三者之间是互相促进的3。事实上，技术标准在国际贸易中已成为一种贸易保护方式，成为非关税壁垒的主要形式，且主要为发达国家所利用4。民用直升机要进入市场，应达到“安全性、经济性、舒适性、环保性”的要求，并通过适航当局的合格审定取得“型号合格证”、“生产许可证”和“适航证”等三证。进入民用市场之后，应满足持续适航管理的要求，对使用中的安全和维修状况进行控制。随着我国民用直升机市场需求量的增加，也需要通过制定和实施标准，规范民用直升机的研制、生产、使用与管理工作，为其顺利通过适航审查取得“三证”进入市场，以及有效开展高质量、高水平的客户服务工作提供标准支持。1.2 民用直升机研制生产能力的提升需要标准的牵引随着我国国民经济的快速发展，对民用直升机的需求也快速提升，民用直升机产业发展正面临着前所未有的机遇和挑战。而标准是保障民用直升机研制质量，提升研制生产能力，保证其安全性、经济性、舒适性和环保性的重要技术基础，是与国际航空先进技术和国际航空市场接轨的重要技术途径。因此，需要建立一个完整的、协调的、具有先进技术水平的民用直升机标准体系指导民用直升机标准的制修订与实施，以适应我国民用直升机研制生产能力快速提升对标准的需求。1.3 民用直升机市场竞争能力的增强需要标准的支撑目前，标准已经普遍被用作推动国际贸易发展的重要力量，受到世界各国的普遍关注。在世界贸易组织（WTO）发布的2005年世界贸易报告中，重点探讨了标准与贸易的关系问题5，该报告中明确指出标准在商品进入市场以及售后服务方面起着重要作用。民用直升机标准不仅是提高整机研制生产能力的基础，还是保障民用直升机取得商业成功的手段。航空公司安全、经济的运营离不开制造商全方位的服务，主要有维护维修、技术出版物、备件支援、客户培训等，各类工作均需按相关标准执行。同样民用直升机的研制与生产单位即民用直升机制造商，如果没有标准的支持，就难以向航空公司提供优质安全的服务，为客户创造价值，所研发的民用直升机市场竞争能力就会受到限制。因此，建立满足我国民用直升机发展需要的标准体系，制定一整套满足适航取证和设计制造与客户服务所需的标准，使民用直升机研制和生产活动一环扣一环，层层有秩序，项项有标准，对发展具有我国自主知识产权的民用直升机有着重要意义。2 民用直升机标准体系的内涵与范围在等同采用ISO/IEC第2号指南的定义的我国国家标准GB/T 2000.1-2002标准化工作指南 第一部分：标准化和相关活动的通用词汇中，对标准的定义是“为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同的和重复使用的一种规范性文件”。在该条的“注”中还说明“标准宜以科学、技术的综合成果为基础，以促进最佳共同效益为目的。标准的表现形式区别于论文、研究报告、书籍、期刊等，是一种具有特殊功能和特定格式的文件。特殊功能是指，标准是被共同使用和重复使用的具有权威性的文件。标准的特殊格式是指标准的编写、印刷、幅面格式和编号方法等，都有专门文件统一规定。标准体系是由若干个相互依存、相互制约的标准组成的具有特定功能的有机整体。标准体系表就是将一定范围内的标准，按一定形式排列起来的图表。在国际上，通常把标准体系分为自愿性标准体系和技术法规体系。欧洲、美国、英国、德国和日本等国在市场经济体制的运行下，形成了完善的自愿性标准体系和技术法规体系。我国的民用直升机标准体系可分为技术法规体系和技术标准体系。目前，在民航领域已经参考美、英等国建立起了民用直升机技术法规体系。民用直升机技术标准体系是本文中主要研究的对象，该体系中所包含的标准若未被法规、规章、合同或协议等具有法定效力的文件所引用则为非强制性标准。民用直升机技术标准体系将围绕民用直升机立项论证、研制、生产、交付验收、客户服务而制定，它是指导民用直升机标准化工作开展的基础性和纲领性文件，为民用直升机型号发展与应用提供标准信息与技术依据。民用直升机标准体系按照一定的“层次结构”，以标准体系框架和标准明细表的图表形式构成。标准体系框架是由多个相互制约、相互作用、相互依赖和相互补充的分体系构成，标准明细表包括现有的、正在制定的和应制定的所有标准。在建立民用直升机标准体系过程中应对法规性标准文件进行全面分析，然后再对现行有效的国家标准、军用标准、行业标准等进行民用直升机的适用性分析，再针对民用直升机研制、生产与客户支援的标准需求，提出应编制的民用直升机专用标准项目。3 民用直升机法规性标准体系分析3.1 与民用直升机相关的技术法规分析用户对民用直升机的要求是安全、可靠、快捷、经济和舒适地完成各类民用任务，其中安全是最为重要的。民用直升机能否安全地完成各类任务通常以其是否具备“适航性”来衡量。“适航性”是指航空器在预期运行环境和使用限制中所反映出来的包括飞行性能、操稳特性、动静强度、结构、动力装置和设备等各部分安全品质的总成，而衡量民用直升机“适航性”的标准是旋翼航空器航空规章。适航性是民用航空器的一种属性，要求航空器应始终处于保持符合其型号设计和始终处于安全运行状态。因此，民用航空器必须符合法定的航空规章，且处于受控状态。在民用直升机技术标准体系建立的过程中，应首先对相关的技术法规体系进行分析。通过对我国民用航空器法规性标准文件的分析，可将其分为如下四个层次，见图1，其中第一层是中华人民共和国航空法，第二层是中华人民共和国民用适航管理条例，第三层主要是民用航空规章；第四层主要是适航管理程序、咨询通报、适航性管理文件等。图1 我国民用航空器技术法规体系的层次按照中华人民共和国民用适航管理条例的规定，航空规章是为保证实现民用航空器的适航性而制定的最低安全标准，是国家法规的一部分，必须严格执行。民用直升机的航空规章是适航当局根据“最低安全水平”制定的直升机最低安全标准。根据民用直升机的重量、客座位数及合格审定的类别，分为正常类旋翼航空器和运输类旋翼航空器。中国民航总局1988年4月21日发布，2002年7月2日修订的CCAR-27-R1正常类旋翼航空器适航规定和CCAR-29-R1运输类旋翼航空器适航规定是当前民用直升机应满足的主要规定。颁发和更改最大重量等于或小于3,180公斤（7,000磅）且其乘客座位数不大于9座的正常类旋翼航空器型号合格证应依据CCAR-27-R1正常类旋翼航空器适航规定6；颁发和更改运输类旋翼航空器（最大重量大于3,180公斤和客座量等于或大于10座的旋翼航空器）型号合格证应依据CCAR-29-R1运输类旋翼航空器适航规定7。在CCAR-27-R1和CCAR-29-R1中对民用旋翼类航空器的飞行性能、飞行载荷、主要结构和系统的设计与构造、动力装置、电子与电气设备等均有详细的规定。另外，我国民用直升机应满足的民用航空规章还有CCAR-21-R3、CCAR-34、CCAR-36-R1、CCAR-37等。3.2 民用直升机航空规章相关技术标准的分析我国航空器航空规章要求其采用的航空材料与安装的零部件和机载设备必须满足技术标准规定（CTSO）或等效的技术标准。CTSO是对民用航空器上成品附件规定的最低性能要求，各项CTSO的内容一般由以下四部分组成：a）适用性，规定该项机载设备应符合的标准，即相关标准；b）标记，规定在该项机载设备上应制作的标记内容和标记位置；c）资料要求，规定必须向主审定部门提供的资料内容；d）随设备一起提供的资料，规定CTSO制造商必须向该设备的使用人提供的资料内容。咨询通报是对相应航空规章中的条款进行符合性验证的可接受验证方法，以及验证中应注意的事项，是民用航空局推荐的一种具有建议性或指导性的文件，不具备强制性。AC 27和AC 29给出了旋翼航空器合格审定要求的指导性意见，有些条款的AC通过引用CTSO、行业、军用标准来表明符合性，并被适航当局所认可。CTSO大量引用了国外技术标准和美国联邦航空局(FAA)发布的技术文件。通过分析和研究得知AC27/29提及的现行有效的技术标准规定(CTSO)中引用的标准(或技术文件)的分布情况见图2，AC 27/29所涉及的其他标准项目分部情况见图3。 图2 CTSO中引用的标准项目分布情况图3 AC 27/29所涉及的其他标准项目分部情况4 民用直升机技术标准体系分析4.1 现有航空工业标准对民用直升机的适用性分析我国航空工业经过几十年的发展，积累了丰富的研制经验，并且在引进国外先进标准的基础上建立了比较完善的标准体系。目前我国航空工业现有与民用直升机相关的标准近6000余项，其中85%是工艺工装、专业工程、标准件、管理和信息技术应用等通用标准，可以直接应用于民用直升机；15%是航空器（包含飞机和直升机）总体与气动、结构与强度、航电系统、电气系统等专业系统相关的标准1000余项，其中的70%可以为民用直升机的研制提供参考，见图4。从图4可以看出，航电系统和综合保障系统的标准数量较多，总体、气动、结构、强度、旋翼系统、传动系统、飞控系统、运输和救援系统的标准数量较少，动力装置现有标准的数量虽然不少，但适用与民用直升机的标准比例低于50%。图4 现有航空器主要专业系统标准对民用直升机的适用性4.2 民用直升机型号采用标准情况分析在前期研究过程中，主要针对我国的AC311、AC313等民用直升机设计过程中采用标准的情况进行了全面采集和分析，结果显示我国自行研制和国际合作研制的民用直升机，基本上能够做到从方案设计、详细设计到试制生产、批生产交付等阶段按照民用直升机研制程序和要求进行，为获得民用适航证奠定基础，以快速投入民用市场。各机型选用的具体标准有所区别，但是各民用机型选用的标准以国际通用标准为主，以我国的国家标准、国家军用标准、航空行业标准和研制公司的企业标准为补充。在AC311民用直升机研制过程中，所采用的国标（GB）、国军标（GJB）、航标（HB）、其他部标(包括：YB、HG、JC等)、企业标准和国外标准的数量关系，以及所选用的国内标准在各主要专业系统中的分布情况见图5。图5 AC311直升机研制中采用标准的分布情况5 对民用直升机标准体系构建的几点建议5.1 民用直升机标准体系构建思路民用直升机标准体系构建的思路为面向整体技术发展，体现适航要求，反映民用直升机立项论证、研制、生产、销售和客户服务等各阶段的标准需求，结合已有型号和在研型号采用标准的基础，构建科学合理的体系框架，提出民用直升机标准体系各专业系统主要标准项目。5.2 民用直升机标准体系构建原则在构建民用直升机标准体系时，综合GB/T 13016-1991标准体系表编制原则和要求中“3.1编制原则”提出的全面成套、层次恰当、划分明确8的原则，结合民用直升机标准需求特点，建议民用直升机标准体系的构建遵循如下原则：a) 协调性：在民用直升机标准体系建立过程中应充分考虑与军用标准体系，以及航空行业标准体系的协调性；b) 完整性：建立的标准体系和列出的标准项目应覆盖民用直升机研制、适航取证和客户服务等各系统、各专业和各阶段的标准；c) 一致性：在民用直升机标准项目的规划方面，借鉴和采用固定翼飞机和其他航空产品的标准能够满足民用直升机需求，不再单独规划民用直升机专用标准项目；d) 继承性：构建标准体系时应充分应用国际先进标准和国际通用标准，同时结合国内直升机研发基础和实际应用水平，在进行现有标准适用性分析的基础上，充分继承现有型号研制采用的各类标准，确保产品设计和制造的稳定性；e) 先进性：民用直升机标准体系及其中包含的技术内容，应达到或超过航空规章的要求。标准体系不仅应从实际出发，还应具有明确的目标和针对性，做到先进合理、切实可行，从而能够有效促进民用直升机新型号研制水平持续提高。5.3 民用直升机标准体系框架综合以上对民用直升机相关标准和文件的分析结果，现提出民用直升机标准体系框架的构建和标准项目表的编制方案。民用直升机标准体系框架建议分为4个层次，其中第一层次是民用直升机标准；第二层次是民用直升机技术标准和法规性标准体系；第三层次主要针对民用直升机技术标准展开为平台标准、分系统标准、试验与评定标准、客户服务标准、航空通用标准。第四层次是第三层次的细化和分解，详见图5。5.4 民用直升机标准项目对于民用直升机标准体系项目明细表来说，要与标准体系框架相对应，其中所包含的标准项目建议包含以下三类：a）适用于我国民用直升机的国际标准项目；b）现行航空工业标准中适用于民用直升机的标准项目（GB、GJB、HB等）；c）针对民用直升机需求需新制定的标准项目。在规划标准项目时，应重点分析民用直升机特有或特殊的专业系统的标准需求，例如总体专业、结构专业、气动专业、强度专业、旋翼系统、传动系统、飞控系统、动力装置、运输与救援系统等，这是由于民用直升机在以上专业系统的技术、结构或性能特点与固定翼飞机有较大却别，因此其标准需求要靠直升机专用标准来满足。图6 民用直升机标准体系框架6 结束语本文在对民用直升机国际标准体系建设需求分析的基础上，提出了民用直升机标准体系的内涵与范围。通过对民用航空规章及其相关技术标准、航空工业标准等与民用直升机相关的标准情况进行了适用性分析，以及民用直升机型号研制中采用的标准情况进行了梳理，提出了民用直升机标准体系构建思路、构建原则、体系框架和标准项目的建议。通过本文的研究可以得知，我国民用直升机标准体系的建设需求十分迫切，目前也具备了一定的基础，但是在标准体系建设过程中应注意以下问题：a）民用直升机标准体系是一个既包含技术标准又包含法规性标准文件的综合体系；b）在规划民用直升机技术标准