民用飞机试飞构型管理技术研究

张超，赵芳，董明佳

（中国商飞民用飞机试飞中心，上海 201323）

飞行试验是在真实飞行条件下对飞行器、动力装置、机载设备进行的各种定型试验和科学探索试验，是飞机研制的重要环节。民用飞机通过飞行试验，研制人员探索了新型飞机未知的性能、功能和极限，验证了飞机的设计指标，发现并解决各种缺陷和故障，同时，确认飞机满足适航要求的最低安全标准和运行要求。为保证飞行试验的结果能够满足既定研制总要求和有关的标准、规范，且保证试验数据的持续性、完整性和可追溯性，对其试验过程中进行有效的控制和管理是必要的，这便是试飞构型管理所要解决的问题。

1 民用飞机构型管理概述

构型管理起源于20 世纪60 年代，是美国国防部在采办大型武器系统和控制研制过程中总结出来的重要学科，并在控制新飞机的研制过程中获得了成功。随着科学技术的发展和新产品的更新换代，构型管理技术迅速从军用推向民用，并由行成之初的强制性发展到了企业的自觉性行为。在民机制造业，由于客户需求、产品的复杂性和适航取证等特殊的要求，民用飞机构型管理成为飞机研制中不可或缺的重要环节。在航空工业领域，波音公司和空客公司率先将构型管理的理论应用到飞机制造中，不仅缩短了研制的周期，同时，较大地降低了研制成本。

我国国防工业在60 年代引入了构型管理技术方法，并逐步发展形成了一整套实施办法和标准。构型管理是一个动态管理的过程，是从产品立项、设计、生产到综合保障的整个生命周期内全过程的管理，通过对产品标识、更改、审核和纪实等过程的控制，建立和维持产品的功能特性、物理特性，保证了能够连续地定义和控制产品构型，实现了产品的设计信息和使用信息的一致。在管理过程中，通过构型控制来确定产品的全部数据，如产品结构信息、几何信息、工艺信息、分析结果、技术说明和检测结果等，建立了产品完整的更改控制流程和记录，保证了产品数据版本有效。

2 试飞构型管理的内容

用于飞行试验的飞机作为一个提供验证飞机性能的平台，承担着验证设计性能指标是否符合适航规章要求的试飞任务，这其中包括要按照设计要求验证全部的飞机性能和飞行特性的申请人表明符合性试飞，以及按照所选的合格审定基准进行合格审定试飞，因此，所要进行的飞行科目很多且试飞内容复杂，例如，新研制的飞机型号从首飞到取得型号合格证需要进行300 多个科目的飞行试验。根据试验计划和试验内容，参与试飞的原型机承担着不同的试飞任务，试验原型机的构型根据试飞任务分工进行配置，因此，每架原型机的构型是不同的。在飞行试验中，按照架次、有效性、更改状态对原型机的构型进行控制。在民机飞行试验过程中，试飞构型管理的功能包括构型标识、控制、纪实和审核，如图1 所示。

2.1 构型标识

构型标识是试飞构型管理的基础，是对构型项的定义，包括确定和标识及其所需的技术状态文件，建立飞机的构型基线。构型标识的内容包括：

（1）定义试验机的结构，并选择需要管理和控制的构型项。

图1

（2）定义构型文件的类型和格式，构型文件主要包括试验机设计文件和试验文件。

（3）建立试验机的构型基线，构型基线以经过批准的文件化的形式明确了后续技术状态保持、变更、偏离等的控制基准。试验原型机的基准构型由单机零件清册、装机设备/成品件清册、试飞改装图纸清册共同确定。

（4）建立编号规则，为产品和文件制定唯一的标识号，并使产品、构型文件及相关信息的相关联。

（5）对产品状态进行标记。

2.2 构型控制

构型控制是构型管理的核心，在构型基线建立后，为了构型项更改而对提出的更改建议所进行的论证、评估、协调、审核和实施更改的活动。试飞构型控制所包含的内容包括：工程更改、测试改装更改和构型偏离。构型偏离是指在试飞过程中飞机上的构型项偏离了现行已批准文件的定义和要求。试验参试单位需要定期清理构型偏离（制造偏离项目、试验改装偏离项目）状态并进行记录，实时地追溯构型偏离的情况。在试飞构型控制过程中，应从严控制，对已批准确认或验证成功的技术应实行冻结，严格履行文件审批流程。需要注意的是，当试验进行到适航审定阶段，所有的构型更改必须达到适航要求并得到适航审查方的批准并为型号合格证的批准提供依据。

2.3 构型纪实

构型纪实是为了有效管理飞机构型状态而对所需的信息进行记录、存储和读取的管理活动。构型纪实围绕构型管理的各种活动开展，制定构型纪实表，记录构型更改的情况和已确定的构型文件外同时还要对原型机试验期间检查结果进行记录，确保正确描述试验构型状态。构型纪实表中应包含以下内容：（1）记录构型更改的各种技术活动信息，如提出单位、审批单位、实施单位、完成日期、更改来源、更改原因、更改方案、更改涉及的文件和图号、有效架次等。（2）记录批准的现行状态文件和标识号。（3）记录并报告构型审核的结果。（4）记录并报告所有重要的构型偏离信息。

2.4 构型审核

构型审核中，要求确定试验原型机的构型状态是否符合设计要求、设计任务书、更改任务书、技术文件等而进行的验证和检查。按照构型管理的过程进行构型审核，审核的内容包括：试验件构型项的符合性、开口/保留项目、试验过程中构型更改的执行情况、试验件构型偏离情况、试验程序的正确性、试验数据的可靠性等，同时，根据构型管理过程中发现的问题对构型管理过程进行持续的改进。

3 民用飞机试飞构型管理关键技术

参与飞行试验的试验原型机构型复杂，涉及技术和管理两个层次的内容，应编制完整的构型管理计划和要求，针对民机飞行试验构型管理的薄弱环节，优化构型管理方案。在某型飞机的试飞构型管理工作中，构型不到位和构型文件的审批等问题，影响飞行试验工作的开展。为此，试飞构型管理的关键主要包括以下几方面。

3.1 建立完善的“主制造商-供应商”协同研制的构型管理体系

随着飞机系列化及客户对飞机平台产品功能和个性化需求的日益增加，同时，民用飞机越来越多地采用“主制造商- 供应商”的模式，因此，民用飞机的研制过程是一个多行业、多单位协同并行研制的过程。在民机试飞工作中，供应商作为技术支持单位参与试飞工作中，民用飞机试飞构型管理信息在制造商和供应商之间交互流动，制造商为了实现对供应商的构型控制，必须建立完善的构型管理体系。制造商应按照构型管理的总要求将供应商的构型管理计划纳入项目构型管理框架内，形成统一的构型管理计划。制造商通过数据审查、构型更改管理、构型审核和监督等活动，严格控制供应商产品的构型管理过程以及相应的数据信息和数据更改记录。

3.2 构型文件的信息化管理

构型文件是指定义并标识产品性能、功能和物理属性的技术文件（文档）资料，如图纸、规范、设备清单等。构型管理的最终目的是实现产品构型状态的文件化，需保证归档的构型文件的准确性和完整性。因此，构型文件的管理是试飞构型管理最基本的功能之一。

在飞机飞行试验过程中，会产生各种种类复杂且数量巨大的构型文件，需要借助信息化的手段、技术和工具，建立试飞构型管理信息化平台，有效地组织管理在飞行试验阶段产生的文件。在实现构型文件（文档）的信息化管理的过程中，需要建立标准化的文件管理体系和构型文件的编制规则（文件格式、文件编号、文件版本控制），严格控制构型文件的相关审批流程。通过信息化管理不仅实现了构型文件的完整性和准确性，同时，实现了信息数据的共享、交换，保证了各参试单位获得的数据可靠并一致。

4 结语

民用飞机飞行试验在民机研制过程中占据着重要的作用，而民用飞机试飞构型管理是飞行试验的重要环节，也是适航审定的必要过程。为此，本文结合我某型飞机正在实施的飞行试验项目，对民用飞机试飞构型管理进行了深入的研究，并结合试飞中的实际情况对一些关键的技术进行了分析。随着民用飞机的快速发展，在实际的飞行试验过程中仍需深入的研究试飞构型管理的方法和策略，规范试飞构型管理的流程，保证为客户提供安全可靠的民用飞机产品。