提升飞机飞行试验安全性思考与建议范文

摘要：飞行试验是为了获得试验数据，以确定飞机是否满足规定的要求，并证实进行相关操作，不会造成人员伤亡和财产损失等不安全事故的技术和管理活动。飞行试验是挑战和探索航空产品极限的过程，充满很多不确定性和难以预料的情况，加之近年来对新技术、新概念和新材料的广泛应用，催生了许多新的试验项目，飞行试验的安全性就显得尤为重要。总结了多年从事飞行试验的体会，并对搜集的历史案例进行了分析，提出了针对性的建议，以期提高飞行试验的安全性

关键词：飞机；飞行试验；安全性

随着科学技术的不断发展，飞机及其系统、设备的先进性和复杂性日益提高，研制费用呈现大幅增长的态势，投人试验的飞机数量通常很有限，而新试验项目却层出不穷，促使飞行试验技术在继承和创新中不断发展。进人21世纪以来，航空工业发展更是紧跟国际先进技术，诸如隐身、复合材料、健康管理、自主保障等已从概念阶段进人实体设计研发阶段，对飞行试验的安全性提出了更高的要求，因此，通过总结从事飞行试验的经验，学习分析国外相关历史案例，提出了提髙飞行试验安全性的一些建议，以期为保障飞行试验的安全性提供借鉴。

1试验策划

飞行试验由若干试验项目组成，任何试验项目应首先进行试验策划。策划不是一件容易的事情，因为起初一般没有多少有用的信息。这就要求项目主管持续跟踪项目进展变化情况，通过反复迭代不断完善试验策划。最好在项目早期设计一个能够完成项目试验的工作框架。而要做到这一点，必须在项目启动时组建包括专业工程技术人员、试飞员、试飞工程师、测试人员、数据处理人员、质控人员、安全指导专家和其他所需人员的项目团队。如果项目团队人员具有相似项目的工作经验，那么这个团队将更有优势。试验策划既包括试验内容，又包括完成每项试验需要的时间和进度估计。策划应依据研制总要求、研制合同或试飞要求进行，而这些文件往往较为滞后，要及早解决试验策划与输人要求不同步的矛盾。试验策划需要关注的主要因素包括：设计里程碑、首飞计划、模拟试验／地面试验计划、小批投产、生产定型、合格审定等有重要价值的节点，并应有参试飞机任务分工的决策。在此基础上，通过对试验项目要做什么，在什么时候做多少试验等一系列相关事件进行综合权衡，形成试飞大纲。它是实施飞行试验的依据性文件，其内容越完整、详细，实施将越顺畅、安全和高效。

2培训

与20世纪相比，项目团队对培训的需求已发生了很大变化。如果项目团队所有人员都具有该项目深厚的飞行试验基础，那么试验进展无疑将会非常顺利。事实上，这种情况是极少的。一方面，每年都有一定数量的新员工加人飞行试验行列；另一方面，进人21世纪以来，军民用飞机跨越式发展已成为新常态。以前飞机改进改型采用新技术的范围和深度都受当时技术水平限制，飞行试验技术的继承性大于创新性。如今在军机方面，吸收和学习国外先进技术已取得了长足发展，新设计理念逐步变为现实，以前经验的可借鉴性在逐步萎缩，必须在型号需求牵引下创新，才能满足新技术的要求；在民机方面，我国虽然起步较晚，但起点很高，以参与国际市场竞争为目标，设计的飞机既要取得中国民用航空局（CAAC）颁发的适航证，又要取得美国联邦航空局（FAA）颁发的适航证，更需要在摸索中艰难前行。因此，在参加飞行试验项目之前，接受与之相适应的髙质量的培训就显得尤为重要。

3试验监督指导

为有效开展监督指导工作，应成立由专业总师、安全质量总师、试飞总师和试飞员等组成的试验监督指导委员会，该委员会应独立于项目团队，负责项目整个试验过程的监督指导工作。主要针对飞机技术状态、构型等动态变化的现状，持续跟踪和指导试验项目实施过程，重视缺陷分析、构型控制和归零管理工作，及时跟踪和评估风险。飞行试验是挑战和探索极限的过程，期间充满着风险。特别是当前军方提出面向使用试飞的新要求，更不能因为风险而回避和取消某些试验，相反，应站在为部队和运营服务的髙度设计试验项目，切实开展风险分析和预测，在保证试飞安全的前提下获得预期的试验数据。由于项目团队涉及人员和专业较多，且飞行试验中会出现各种危急情况，包括遇险和紧急情况［｜］。遇险如起火、机械失灵或结构故障等；紧急情况虽不会立即产生危险但具有潜在的灾难性，在它构成事故前应妥善处理。要做到这一点，应分析试验项目可能出现的危急情况，建立险情和紧急情况应对矩阵，进行飞行试验遇险和紧急情况处置地面演示或仿真模拟，并对相关人员进行宣贯和培训，有的放矢，避免不必要的损失。

4相似项目及历史案例分析

4．1借鉴相似试验项目预测试验进度

只要是飞行试验，难免会暴露问题。而在进行试验策划时，从来不会为解决问题分配时间。一方面是因为出现问题具有随机性，不能确定将出现什么问题；另一方面，即便对可能出现的问题有基本的判断，但具体问题出现时可能又伴随着其他的因素，导致难以预计解决问题所需的时间。但可以借鉴过去的相似试验项目，对飞行试验的数量和日历时间进行测定，对解决问题所需时间进行预计。期间也可根据工程实际和已掌握的相关素材，对预测的试验进度进行修正，使其更符合要求。

4．2历史案例分析研究

4．2．1安全性设计是保证试飞安全性的基础案例1一架经改进具有能遥控的自动驾驶仪和动力装置的C－130飞机，在执行地面最小操纵速度试验时发生了事故［3］。事故由飞控系统不当设计规范引起方向舵松脱，而方向舵脱离自动驾驶仪控制时又缺乏逻辑判断安全性是设计赋予产品的一种固有属性。近年来，安全性已与可靠性、维修性、测试性、保障性及环境适应性通称为“六性”，并在航空工业内大力推行“六性”一体化设计理念。这一重大转变表明：提髙飞机的安全性，是确保其研制、生产、使用和保障的首要要求［2］〇4．2．2专业团队和充分试验是保证安全性的基石案例2YF－23在第一次飞行一年前，组建了项目团队，完成了大量的正常和模拟应急试验［3］，为第一次飞行试验的成功奠定了坚实基础。案例3YF－22曾在起落架收上时达到一个还没有试验的状态，发生飞行员诱发振荡，复飞时坠毁在跑道上。这次事故由之前的一次软件更改没有进行充分试验引起［3］。当时了使用限制，指出在起飞／着陆阶段不能使用该软件。后来这一限制被人们忽略或忘记。飞行试验是专业技术性很强的工作，来不得半点马虎。若项目团队不具备丰富的专业知识，在进度紧迫情况下难免盲目蛮干；若正式试验前不进行充分试验，难免为飞行试验埋下后患。4．2．3机组资质和经验是飞行安全性的保障案例4B－737飞机曾因机组资质和经验不足导致坠毁。机长飞B－737的时间很少，副驾驶是F－15试飞员。飞机在地面延误很长时间，在未除去机上结冰情况下起飞［3］。事故原因是两个试飞员尽管都知道加速度不正常，却没有增加动力，且结冰已使驾驶舱指示不正常。从案例4可以得出两点警示：①机组机型培训和考核很重要，只有按要求接受培训，并积累一定的飞行小时数，才能执行机型飞行任务，不同机型的资格证不能混用。②飞行经验和常识也很重要。例如机翼上结冰、有霜、有雪起飞很危险。机翼结冰会改变翼型形状，结冰累积到一定程度会严重影响飞机的飞行和操纵性能⑴。4．2．4全程有效监控是合理处置特情的保证案例5A－10在执行任务时飞行卡片掉落。试飞员捡起时飞行指令莫名更改，载荷因子持续增大。遥测监控人员发现并及时协调，避免了事故发生［3］。载荷因子是机翼的实际载荷除以飞机总重［1］，载荷因子持续增大，表明机翼所承受的载荷持续增大，超过允许的最大安全载荷因子，飞机结构强度及安全性受到严重威胁。案例6B－1A在飞行中因试验点之间的构型变化导致坠毁［3］。为得到一个特定的试验点，机组关闭了重心自动控制开关。之后的试验点要求改变机翼后掠角，在没有输油的情况下，机翼后掠角被触发，后重心超出限制导致飞机失控而坠毁。机组和遥测监控均未注意这一关键构型变化。在飞行过程中，项目团队要全程监控，发现任何异常应及时报告。全程监控必须强制执行，但更应提升监控的技术手段，降低监控对人的依赖性，从根本上提髙监控水平。4．2．5飞行机组配合是将安全第一落到实处的关键案例7DC－10曾因一台发动机爆裂导致3套液压系统全部失效。机组密切配合，操纵飞机安全着陆［3］〇案例8B－747曾起飞后发现一台发动机故障。机长决定按90°／270°转弯返回顺风着陆。着陆期间没有使用反推，其他两个试飞员碍于机长的职位，都没有提醒机长放油和顺风着陆的风险［3］。飞行机组是飞行试验的具体实施者，最小飞行机组一般不少于2人。按规定，机长对飞行安全负直接责任并有最终的决策权，甚至在紧急情况下，只要能将飞机安全飞回地面，规章和制度可居第二位［1］。这一规定树立了机长的绝对权威，但也助长了等级观念，不利于飞行安全。因此，飞行试验应打破等级界限，分工协作，实时监控关键参数和状态，无顾虑进行信息交流，将安全第一落到实处。4．2．6缺陷归零和风险评估是安全长效管理机制案例9YY－F22第一次试飞因遥测和通信联试问题在地面上延误了很长时间，找出原因并彻底解决后，第一次飞行圆满完成［3］。案例10A330飞机曾在执行模拟一台发动机和一套液压系统失效情况下自动飞行任务时坠毁，机上7人全部遇难［3］。原因是当天试飞员值勤时间长，两个试飞员只有1人具备相关科目试飞资格，且没有进行试飞科目风险评估。飞行试验是髙风险行业，发生灾难性事故往往都不是单因素所致，而是多种错误组合的结果。因此，应X才每一试飞科目开展风险评估，制定“管用、好用、能用”的风险应急预案，必要时进行地面模拟试验，将风险控制在可接受的范围内；出现问题和缺陷后，应严格执行“双五归零”，绝不在缺陷未归零的情况下飞行。

5结束语

结合多年从事飞行试验的体会，并从以上案例分析可知，要提髙飞机飞行试验的安全性，必须始终坚持“安全第一，预防为主”的原则，并建议做好以下工作：①抓设计。在飞机论证和设计阶段，将“六性”和性能置于同等重要的位置，并贯彻“六性”一体化设计理念，为飞行试验安全性提供保障。②抓人员。组建项目团队和项目监督指导委员会，为项目做好组织和人员上准备。③抓技术。借鉴和学习国外先进技术，开展创新研究，为科学进行试验策划提供技术支撑。④抓培训。为项目团队提供满足要求的专业化培训，保证参试人员具备与从事岗位相匹配的理论知识和实操能力。⑤抓制度。建章立制，加强缺陷和拉条挂账问题管理，避免管理不善导致不安全事件发生。⑥抓信息。建立飞行试验信息化系统，实现试飞安全性信息反馈和共享。

参考文献：

［1］［美］IllmanPE．飞行员航空知识手册［M］．王同乐，等，译．北京：航空工业出版社，2006．

［2］赵廷弟．安全性设计分析与验证［M］．北京：国防工业出版社，2011．

作者：徐小芳 宋海靖 郭毓文 单位：中国飞行试验研究院