新型民用飞机研制与综合标准化

daewoo · 发表于 2007-5-20 15:01:15

大型民用飞机作为技术密集型产品，参与的工业部门之多，技术要求之高，标准化所涉及的范围之广几乎达到了现代工业的最高水准。要设计具有先进水平的民用飞机，必须要有一个统一的设计要求和元器件、原材料选用范围和法定标准。因此，加强民用飞机系统的技术基础工作，大力推行型号综合标准化意义重大。
综合标准化的对象是研
制周期长、耗资大和技术复杂的型号工程。它追求的目标是系统全寿命周期的最高效费比。它是在围绕产品系统要求，以系统工程原理对所涉及的全部要素进行分析、评价、综合和跨行业、跨专业的全面协调基础上，采用综合计划的方法制定出的一整套相互协调的标准规范。
20世纪80年代以来，我国航空工业在标准化领域逐步开展了综合标准化工作。为提高型号研制水平、质量与可靠性，全面节约资源、缩短研制周期以及加速型号系列化发展等发挥了重大作用。

建立综合标准化的意义
民用飞机的是技术密集的高科技产品，涉及机械、电子、冶金、化工等工业部门，涉及气动、强度、结构、燃油、液压、环控、飞控、雷达、导航、电气、电子综合以及可靠性、维修性、安全性、人机工程、可生产性、可运输性、包装贮存等诸多专业领域，标准化范围广，直接研制单位达数十家，协作单位上百家，需要协调的关系复杂。
要设计出具有21世纪先进水平的民用飞机，必须要有一个统一的设计要求，建立元器件、原材料选用范围和法定标准。以波音747为例，它共有450万个零部件，5.7万个标准件，涉及的金属材料达200多种，非金属材料600多种，十个国家、近两万家企业参与协作。
空客系列飞机的驾驶舱及其设备的通用性很高，也可以说它们都是标准化的。A380的产品标准、基础标准、技术规范和试验方法，都依赖于欧洲标准。A380采用了34000个标准、1万多个标准件和350个欧洲标准。
研制先进的民用飞机，必须有相应的研制手段和管理方法，必须有先进的技术基础性工作予以支撑，如软件开发、计算机辅助设计、系统仿真能力以及适航管理等。而其中任一项基础技术要真正起到对新型号的支撑作用，都离不开综合标准化。
以软件开发为例，由于新一代民用飞机是由软件驱动的高度自动化的先进系统，其软件的规模很大，因此运用工程化方法进行民机系统软件开发，充分考虑协调规范与管理、方法学、设备与环境问题，才能确保这样大型复杂的软件开发成功，提高其可重用性、可集成性、可移植性和可追溯性，减少开发费用。
对于软件开发的过程阶段划分，软件工程术语，流程图图形符号，编程语言约定，各种文档编制要求，安全性，可靠性，维修性设计，适航安全保证一直到适航评审、测试、验收和管理，全部流程都必须制定一套完整的规范和标准，以确保软件开发有序、配置合理和高可靠性等要求的实现。
民用飞机技术指标的标准化是综合标准化的核心，要保证技术指标关系之间的相互协调，并从整体上保持一致。在型号研制不断深化的过程中，将其依次转化为系统规范、研制规范，最后细化到各组成单元的产品规范，这些型号专用规范，决定着型号技术和质量水平，也有助于逐步实现系统的最佳化。
以往我国进行型号研制时，标准的制定往往是分散、孤立且滞后的，没有发挥标准化在型号总体方案论证与总体设计上的指导和保障作用。在型号攻关、技术改造、元器件、原材料和机电产品试制以及技术引进时未能与标准化紧密结合，对付出了巨大代价所获得的宝贵经验教训缺乏使其上升为规范和标准的系统总结，“重复研制”的现象一再出现，导致研制周期长、费用高、效益低。
因此，加强民用飞机系统的技术基础工作，特别是大力推行型号综合标准化，其意义是不容置疑的。
综合标准化的内容与实施
为保证新一代民用飞机系统的技术水平和质量水平，就要编制针对飞机系统、机体、飞行保障系统、发动机动力系统、特设系统、装载及货物稳定系统、客舱设施和适航管理系统等的相关要素系统表、标准综合体项目明细表及标准综合体项目规划表（简称“三表”）。
综合标准化是实现飞机系列化发展的必要条件。在型号研制中，不仅主要硬件设备要建立适应系列发展的标准综合体，与其配套的广义软件也要“规范化”才能进行移植、组合和改型，以实现型号系列化发展要求。
民用飞机的综合标准化必须根据经济发展对民航运输的影响、航空燃油价格趋势以及使用环境条件等，从顶向下分层考虑，本着与民航客机主要性能指标相协调的原则，对机舱设计及其特殊要求、飞机噪声、气动布局形式的选择、主要气动参数的确定、主要分系统及设备，型号研制规范和适航安全标准等做出通盘考虑，使其在满足总体性能要求的同时，实现优化配置，这实际上就是民用飞机系统高层次的体系结构设计内容。
以综合标准化的要求，新一代民用飞机的标准化工作应在方案阶段之前进行，对那些量大面广的技术基础工作，如各种选用手册、通用基础标准选用范围等，必须超前或至少与制定型号“综合标准化大纲”同步进行。在此基础上，还需组织飞机机体、飞行控制系统、发动机推进系统、特设系统等主要分系统的设计师编制分系统标准化大纲，并在实施过程中检验其与型号“综合标准化大纲”是否相协调一致。同时还要注意要最大限度地选用现有、能满足型号要求的通用标准和规范，选择的顺序是从高层次的国标到低层次的企标。同时还可根据型号的特定要求，制定新的规范和标准。
标准化大纲是随项目研制任务书上报的纲领性文件，操作性不强，在工程研制阶段，还要成立专门的班子，将其细化，编制实施细则。将设计工作中需要进行统一的事项，进行详细规定，使之在设计师系统中发挥作用，从而指导设计，提高设计质量。在制订系统、分系统、各类硬件和软件的研制任务书时，要明确需执行的标准，要求设计师依据标准，提出环境条件、环境试验、电磁兼容性和安全性等要求。迫使设计人员去学习、理解标准，并根据对性能、经费和进度要求的综合分析予以剪裁。
在民用飞机的总体设计中开展综合标准化工作，还要权衡飞机系统的复杂性、承制单位分散、实际技术水平以及经费、研制周期等诸多制约因素，加强总体的一体化设计，处理好强制性和灵活性的关系。
在民用飞机的总体设计布局上，要重视一体化设计，统筹考虑机载设备。不仅对飞机机体、发动机，而且对机械系统、驾驶舱仪表系统、通信、惯性导航和电源等分系统及其设备之间的接口部分，也要从进行统一归口设计，从设计、工艺、试验到质量控制等建立起相应的一套标准和规范，以适应民用飞机总体综合效益和发展的要求。
例如，在飞控、测控计算机、飞行保障设备以及涂层油漆等选型和统一化的基础上，做好基础元器件、原材料、紧固件、电气安装附件及机电产品等的优选，同时开展各种术语、软件工程化规范、电子组合面板及其控制元件、仪表的统一化，减振器、电连接器、电线电缆选型和系列化以及印刷制板尺寸的系列化等。
计算机的选型必须统一，并要靠近国内主流微机的发展型谱。体系结构要统一，互联方式、通信规约应符合统一标准。真正做到系统、分系统、设备的研制开发有标准可依，对于部分产品研制尚缺少完善的指导标准，应尽快制定出来，使整个民用飞机系统标准体系框架逐步形成。
综合标准化既能直接为型号服务，又能较快地转化为通用标准和规范，从而加快型号标准综合体和航空标准体系的发展和完善。“综合标准体系表”中的标准项目和数据庞大，可通过建立型号综合标准体系表管理软件库，对其进行适时、准确、快速的动态管理。
标准化的评审应邀请使用部门的代表参加，以接受使用部门对标准化的监督和检查。通过评审，促进标准的贯彻实施，暴露和及早解决标准贯彻中的问题，使标准贯彻实施形成闭环，使标准化与设计工作更有机地结合。

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