民機試飛風險評估方法范文

本站小編為你精心準備了民機試飛風險評估方法參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:

試飛風險評估是飛行試驗活動中的重要一環，是試飛實施和安全保障工作的基本前提。為降低民機試飛風險，研究建立了一套民機試飛風險評估方法，對試飛危險識別方法、風險分析方法和風險降低措施、應急處理措施的制定方法等進行了闡述。以民機首飛為例進行了風險評估，識別了多項潛在危險，制定了相應的風險措施，根據本方法進行評估的結果基本滿足試飛風險管理需要。

關鍵詞:

危險;發生概率;嚴重程度;風險等級

飛行試驗是一項技術性強、風險大、周期長、投資大的綜合性系統工程［1］。試飛風險評估是對試飛執行過程中可能遇到的各種風險進行識別、分析和制定應對措施的過程。試飛風險評估是試飛實施和安全保障工作的基本前提，是降低試飛風險，控制飛行安全的基礎。尤其對于飛機首飛、包線拓展、極限條件下性能操穩特性試飛等試飛任務，試飛風險很高，在試飛實施前必須進行充分的安全風險評估，識別潛在危險源，并制定相應的風險降低措施，規劃應急處理措施等。當前國內對民用飛機的試飛，是在軍用飛機的風險管控體系下開展風險評估的，因而國內尚缺乏民用飛機試飛科目風險評估和控制管理的實踐經驗，需要研究建立符合適航要求的民機風險評估方法，與國際主流民機試飛機構一致，彌補國內試飛機構在民機試飛風險評估方面經驗的不足。

1評估方法

1．1試飛風險概述危險是一種能夠導致非計劃或非期望事件(也就是人員傷害、設備或財產受損、資料損失或功能喪失等)的條件、事件或環境。風險以事件的嚴重程度和發生概率對不期望事件的影響來表示。試飛風險一般分為以下四個等級［2］:(1)避免———飛行試驗或者飛行活動對于人員、設備或財產的風險不可接受;(2)高———飛行試驗或者飛行活動對于人員、設備或財產具有顯著的風險。這必須在各級進行嚴格監管;(3)中———飛行試驗或者飛行活動對于人員、設備或財產的風險比正常運行要高，因此需要比常規監管更嚴格的監管;(4)低———飛行試驗或者飛行活動對于人員、設備或財產的風險不比正常運行高。

1．2風險評估步驟開展試飛風險評估時，應按照試飛內容和方法進行風險評估。其主要步驟包括:識別試飛所有危險，對每項危險進行風險分析，確定危險發生的原因、危險產生的后果、風險等級、風險降低措施、應急處理措施等內容。主要步驟如圖1所示。

1．3危險識別試飛危險識別可按發生后果從以下方面開展:(1)飛機或系統級功能失效或降級，如俯仰控制失效、雙發熄火等;(2)飛機機體結構與外界物體的碰撞，如飛機尾部結構擦地、鳥撞等;(3)飛越飛機包線或限制條件，如失速、結構載荷超限等;(4)機組遭遇不利條件，如，缺氧、遭受煙霧等;(5)飛機遭遇不利的外界環境，如遭遇冰雹、閃電、結冰等;(6)飛機測試或改裝失效對飛機的影響，如失速改出傘無法正常打開。

1．4風險分析試飛風險分析包括:確定危險發生原因、可能產生的后果以及發生概率，并確定風險等級。1)危險發生的原因從以下方面分析危險發生的原因:(1)飛機設計或構型;(2)試驗方法原因，如特殊機動操作;(3)特殊環境(氣象、空域、機場條件等外界環境);(4)測試改裝影響。2)后果分析后果包括4個方面:(1)對飛機的影響，指危險發生后對飛機的破壞程度;(2)對飛機功能、安全裕度的降低程度;(3)對機組的影響，指對機上人員的傷害程度;(4)對機組工作負擔的影響情況(如增加機組工作負擔的程度，減弱機組執行預定任務能力的程度)。為了確定危險后果的嚴重程度，應使用定性分析與定量評估相結合的方式，確定危險的嚴重程度等級。嚴重程度由高到低分為如下五個等級［2－3］:(1)災難性的———人員死亡和/或飛機損毀;(2)危險性的———會大幅降低安全裕度，給機組成員帶來嚴重傷害或者給飛機帶來顯著損壞;(3)重大的———會顯著降低安全裕度，給機組成員帶來輕微傷害或者給飛機帶來較小損壞;(4)較小的———對于機組人員或者飛機的安全沒有顯著影響，但會輕微地增加機組人員的工作負荷和/或降低安全;(5)對安全無影響的———指對安全方面沒有影響，不會比正常運行的安全性更低。3)發生概率危險發生概率評定應使用定性分析或定量評估相結合的方式，結合實際的工程經驗來估計該危險的發生概率等級。發生概率由高到低分為以下5個等級［2］［3］:(1)經常———經常會發生;(2)可能———可能會發生;(3)偶然———不會頻繁發生;(4)不太可能———不太可能發生;(5)極不可能———極不可能發生。

1．5風險措施通過風險評估工作，給出降低風險的適當措施，措施應考慮降低危險的發生概率和降低危險發生后果的嚴重程度兩方面。1)風險降低的方法風險降低方法應從降低風險發生概率及降低后果嚴重程度兩方面考慮。可參考以下方面制定風險降低措施:(1)試驗方法輔助，因試驗內容要求進入危險狀態而設置的風險降低措施。如使用防尾旋傘。(2)設置限制條件，為防止試驗內容、已知設計問題或飛機構型狀態缺陷帶來安全風險，而設置相應的飛行限制條件。如設置安全高度。(3)試驗環境條件，為防止特殊的環境條件影響飛行安全而進行的輔助措施。(4)測試改裝，為防止因測試改裝問題而造成的不安全，而進行的措施。(5)機組工作能力，防止因試飛機組工作量的增加而造成不安全的措施，如足夠的機組培訓。(6)在模擬器或試驗室等地進行試驗，將各種危險情況進行模擬，對風險降低措施進行演練。(7)配置機組人員安全輔助設備。典型的機組人員安全輔助設備有:隨身設備(降落傘、頭盔、手套、氧氣);駕駛艙安全帶、防松開設備;設置清晰的應急出口標志，確保通道無阻礙;消除危險突出物或尖銳的試驗支架邊緣等。2)應急處置程序應急處置程序是在危險發生時的最優處理程序。制定應急處置程序的基本原則如下:程序應能使飛機恢復到正常狀態或脫離危險;操作步驟應盡可能簡單、方便，語言描述應清晰明了;所有危險均應建立相應的應急處置程序;試驗前應盡可能對應急處置程序進行驗證;應對所有上機人員都應進行應急處置程序培訓;建立試驗放棄標準，并充分培訓機組人員。

1．6試飛風險管理為對試飛科目的風險進行有效控制，試飛機構可通過以下方法開展試飛風險管理，從試飛文件編制到實施過程進行風險全程管理。在試飛風險評估單編寫過程中，組織召開試飛科目風險評估頭腦風暴會，對試飛內容進行風險詳細評估，并按照評估結果編寫試飛風險評估單。在試飛風險評估單編寫完成后，應由有經驗的專家對試飛風險評估單進行評審，最終確定試飛科目風險等級和風險措施等。在科目試飛實施前，應根據飛機狀態評估科目實施的安全風險是否已識別并可控，所有參試人員評估是否對試飛科目風險存在異議;若評估認為風險不可控，不允許飛行實施。科目飛行實施過程中，若試飛參與人員對試飛風險評估的準確性有異議，應及時提出修改意見。

2試飛風險評估案例

根據本文所提的試飛風險評估方法，以下對民用飛機首飛的風險進行評估。評估發現一些多項必須注意的潛在危險。

2．1飛機偏出/沖出跑道①1)風險發生概率為:偶然。2)后果嚴重程度:飛機結構重大損壞(災難性的)。3)發生原因:(1)飛機離地速度遠高于預期，使飛機抬前輪后長時間未能離地;(2)失去航向控制，或滑行速度下航向操縱控制效率過低;(3)中斷起飛時剎車系統故障，或輪胎爆破。4)風險降低措施:(1)試驗前檢查起落架試驗數據，確保剎車和前輪轉彎控制功能正常;(2)盡量選擇可用的最長跑道;(3)通過多次高速滑行試驗檢查航向操縱控制效率;(4)試驗在硬質干跑道上執行;(5)選擇在陽光非直射飛行員眼睛的跑道方向滑行起飛。5)應急處置程序:制定飛機沖出跑道應急預案并按預案執行。

2．2低高度失速②1)風險發生概率為:可能。2)后果嚴重程度:飛機墜毀(災難性的)。3)發生原因:(1)離地迎角過大;(2)離地后，橫向操縱能力不足，使飛機大角度橫滾;(3)起飛時過度抬前輪。4)風險降低措施:(1)校核起飛性能數據，限定起飛最大迎角;(2)離地后，盡量保持機翼水平;(3)通過多次滑行試驗檢查橫向操縱能力;(4)柔和抬前輪，限制拉桿速度;(5)飛行前講評駕駛艙資源管理。5)應急處置程序:推桿以減小引角，保持安全爬升率穩定爬升。

2．3發動機失效或異常③1)風險發生概率為:偶然。2)后果嚴重程度:發動機損壞，機組工作量過大(災難性的)。3)發生原因:新研發動機第一次裝機飛行，可能出現未知系統故障。4)風險降低措施:(1)限制順風和側風最大風速;(2)發動機點開關置于連續點火位;(3)掌握AFM發動機失效程序;(4)APU始終打開;(5)進行發動機關鍵參數的實時監控;(6)試飛前在模擬器進行充分的相關故障演練。5)應急處置程序:按飛行手冊發動機失效程序執行。

2．4飛機失去控制④1)風險發生概率為:偶然。2)后果嚴重程度:飛機墜毀(災難性的)。3)發生原因:理論與實際氣動特性差異大，導致飛機操縱響應異常;操穩特性未經驗證，操穩品質顯著低于預期;飛機裝機后第一次飛行，飛控或液壓系統可能出現未知故障，喪失舵面控制。4)風險降低措施:通過地面試驗或模擬器試驗檢查首飛控制律;通過多次滑行試驗檢查操縱特性;地面監控飛控、液壓系統關鍵參數。5)應急處置程序:如果有失去控制的跡象，不改變任何飛機形態。若飛機系統故障導致失去控制，按飛行手冊相應程序執行;若飛機操穩特性或控制律問題導致失去控制，嘗試柔和調整操縱桿以恢復控制。

2．5尾部擦地⑤1)風險發生概率為:可能。2)嚴重程度:飛機尾部結構損壞(危險性的)。3)發生原因:(1)氣動特性差異大，或控制律不恰當，導致拉桿后飛機抬頭響應過大;(2)最小離地速度遠大于抬輪速度，導致持續拉桿后飛機過度抬前輪;(3)拉桿過快，或飛機抬頭響應滯后。4)風險降低措施:限制抬輪拉桿速度和最大俯仰角;飛機尾部加裝尾撬，或觸地檢測裝置;通過多次抬輪滑行演練抬輪操作。5)應急處置程序:一旦出現擦地提示，柔和減小俯仰角，保持安全角度起飛。

2．6輪胎爆破或著火⑥1)風險發生概率為:偶然。2)后果嚴重程度:起落架著火，飛機結構損壞(重大的)。3)發生原因:(1)中斷起飛時使用過量剎車;(2)輪胎碾壓跑道異物。4)風險降低措施:(1)飛行前，對防火和救援隊講評試驗飛機和所進行的試驗情況;(2)試驗全程中輪胎降溫設施和滅火設施待命;(3)試驗前清理跑道，確保無異物;(4)密切監控輪胎溫度變化趨勢。5)應急處置程序:(1)中止試驗，謹慎使用剎車剎停飛機;(2)如果起飛時懷疑輪胎爆胎且起飛沒有中止，不能收起落架并按一個輪胎爆胎的著陸檢查清單執行(如果在同一跑道著陸，降落在爆胎輪胎相反方向的跑道一側)。

2．7鳥撞⑦1)風險發生概率為:不太可能。2)后果嚴重程度:飛機墜毀(災難性的)。3)發生原因:飛機在鳥類飛行路線上低空運行，導致鳥撞擊飛機。4)風險降低措施:(1)檢查飛行通報中有無任何低高度交通管制或鳥擊警告;(2)在能看見周圍地形的目視氣象條件下執行試驗;(3)在實施試驗前調查首飛空域的氣象條件(紊流)、鳥類活動情況;(4)試驗前申請機場的驅鳥服務;(5)優先選擇一天中鳥類活動較少的時間進行試驗;(6)試驗中開啟可用的外部照明。5)應急處置程序:在V1前鳥撞:中斷起飛;在V1后鳥撞:(1)若鳥撞導致發動機停車，按飛行手冊發動機失效程序執行;(2)若鳥撞導致機翼/尾翼前緣或其他機身結構損傷，繼續起飛，待爬升到安全高度以上后，進行飛機操縱檢查，并盡快著陸。

2．8起落架無法放下⑧1)風險發生概率為:偶然2)后果嚴重程度:飛機墜毀(災難性的)。3)發生原因:(1)液壓系統故障;(2)起落架系統故障。4)風險降低措施:開展充分的起落架收放地面試驗。5)應急處置程序:按照飛行手冊進行起落架應急放，中止試驗。

2．9重著陸⑨1)風險發生概率為:偶然。2)后果嚴重程度:起落架和機體結構損壞(危險性的)。3)發生原因:飛機下滑角過大，導致來不及拉平;飛機顯示有偏差。4)風險降低措施:非把桿飛行員監控下降率和飛機運動軌跡，并及時提醒把桿飛行員;地面遠程監控下降率和飛機運動軌跡，并及時提醒機組;進近過程中飛行員綜合使用PAPI燈、飛機指示進行目視著陸;飛行前講評駕駛艙資源管理。5)應急處置程序:除非飛機跳起，不要嘗試復飛，接地后，柔和操縱飛機減速停穩飛機。

2．10評估結論將上述9項潛在危險及風險等級評估結果按發生概率和嚴重程度等進行匯總，如圖2所示，因6項危險處于高風險等級，則民機首飛風險等級應定為高。

3結論

本文從飛行試驗危險識別、風險分析、風險控制措施和風險管理等方面進行了研究，建立了一套適用于民用飛機試飛的風險評估方法和步驟。

為檢驗本文提出的風險評估方法的合理性，本文以民用飛機首飛為例進行了風險評估，提出了飛機偏出或沖出跑道、飛機失去控制、低高度失速、發動機失效或異常、尾部擦地、輪胎爆破或著火、鳥撞、起落架無法放下、重著陸等多項潛在危險，對各項危險進行了分析后給出了相應風險措施。并根據各危險評估結果可知，民用飛機首飛為高風險試飛，符合民機試飛實際情況，使用本文的方法進行民機試飛風險評估可以發現主要的潛在風險、制定的相應風險降低措施和應急處理措施可基本滿足試飛風險管理需要，可用于保障首飛安全。

參考文獻:

［1］劉東亮，劉鐳等．基于試飛員操縱特性的試飛科目風險定量評估［J］．飛行力學，2010，28(3):82－88．

［2］中國民用航空局航空器適航審定司．AP－21－AA－2014－31R1航空器型號合格審定試飛安全計劃［Z］．2014．

［3］FAAOrder4040．26B．AircraftCertificationServiceFlightTestRiskManagementProgram［S］．FAANationalPolicy，2013。

作者：劉超強 單位：中國商飛民用飛機試飛中心