行业实践分享:CTSO件证后设计更改的判别与控制

文摘   2024-12-11 07:31   北京  

编者注:

本文作者是陕西华燕航空仪表有限公司 (141厂) 的刘颖 杜文国 宁源源 刘汉林文章曾发表在《航空标准化与质量》(2024年第5期),原题为《基于持续适航的CTSO件证后设计更改判别与控制研究》,略有修改。“适航思维”在此衷心感谢TA们无私的知识和经验分享,以及对本公众号的大力支持!

摘  要

局方对依据技术标准规定项目批准书(CTSOA) 生产的零部件的证后更改明确要求必须进行有效控制。本文从持续适航的要求和角度出发,对中国局方发布的相关适航规章和管理程序进行了研究,分析了对此类零部件证后设计更改的最低控制要求、提出了证后设计更改大小改判定的建议判据,并结合某航电类设备介绍了设计小改的具体实例,进一步提出了依据CTSOA生产的零部件证后设计更改的控制流程和控制点,为其判别和更改控制实施提供了建议思路和参考。

相比于现代民用飞机机体结构的“骨骼”和“肌肉”的作用地位,现代民用飞机上安装的各个机载系统与设备作为民用飞机的“大脑”、“神经”和“器官”,是实现民用飞机预期功能的关键核心组成。从民用飞机机载系统取证途径和取证方式的差异来划分,民用飞机的机载系统通常包含了随航空器取得设计批准的系统和设备以及单独取得设计批准的系统和设备[1]。随航空器取得设计批准的系统和设备在型号合格证证后期间的设计更改,需要严格依据设计批准持证人针对飞机制定的设计更改控制要求进行有效控制,对于单独取得设计批准的系统和设备,则需要该系统和设备的设计批准持证人制定设计更改的相关管理要求进行管控。

就单独取得设计批准的系统和设备而言,其主要包含了依据零部件制造人批准书(PMA)生产的零部件(PMA件)和依据技术标准规定项目批准书(CTSOA)或设计批准认可证(VDA)生产的零部件(CTSO件)[2],目前CTSO件是主要的单独取得设计批准的系统和设备。对于CTSO件,中国民用航空局(CAAC)作为民用航空的主管部门,主要依据《技术标准规定项目批准书合格审定程序》(AP-21-AA-2020-12)[3]进行证后管理,并提出了CTSO件设计大改和设计小改的管理要求。结合国内民用飞机研制和验证工作开展,国内目前对CTSO件进行了初步的研究,研究领域主要集中在中国和外国的技术标准规定分析和差异研究[4-6]、技术标准规定适航要求分析[7]、技术标准规定取证验证规划[8]和飞行试验技术[9]等工作,并针对个别CTSO件实施了取证和验证实践[10-12]。但对于CTSO件证后设计更改的管理与控制,目前鲜有公开研究成果。

本文从CTSO件证后设计更改的局方适航规章和管理程序要求出发,分析研究了局方对于CTSO件证后设计更改的管控要求,提出了设计大改和设计小改的建议判定原则和更改控制流程,并结合某CTSO件介绍了证后更改控制的具体实践,为国产民机CTSO件证后设计更改控制提供了思路和借鉴。

1. CTSO件证后设计更改的适航要求


CTSO件证后设计更改的适航要求主要分布在局方发布的适航规章和管理程序当中。《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21)[13]对CTSO件的更改进行了宏观性、原则性的规定,其中第21.369条将CTSO件证后设计更改划分为了设计小改和设计大改两种,设计小改可以由CTSOA持证人依据设计保证系统对CTSO件进行证后设计小改的批准,而不需局方主管监察员的直接介入审查和批准。设计大改则因对CTSO件更改程度较大,CTSOA持证人在实施设计大改前,通常需针对设计更改内容制定相关的验证计划和验证大纲,提交局方批准后,按批准的验证大纲开展验证活动,经局方主管监察员介入审查,确认更改后的CTSO件符合相应的技术标准规定、且获得批准后,方可实施变更。

基于上述CCAR-21第21.369条,局方在针对CTSO件发布的《技术标准规定项目批准书合格审定程序》(AP-21-AA-2020-12)[3]中对CTSO件的证后更改要求进行了更为详细的说明,规定了设计大改必须进行实质性的全面验证,并且经局方确认更改后的CTSO件满足相应的技术标准规定之后,由局方按新型号/代号进行批准。对于CTSO件设计小改,AP-21-AA-2020-12规定了CTSOA持证人需与局方约定设计小改备案清单的相关要求和设计更改资料的提交方式。

2. CTSO件证后设计设计更改的判别和控制


根据局方发布的适航规章和管理程序对CTSO件证后设计更改的相关规定,CTSO件证后设计更改的管控方式与设计更改类别密切相关,因此设计更改类别的判定成为了CTSO件证后设计更改控制的核心和关键。
目前,局方发布的CCAR-21第21.369条中,对设计小改和设计大改的定义较为模糊,局方将设计大改定义为需要开展对更改后的CTSO件进行全面验证以证明符合相应的技术标准规定,并且需要局方主管监察员确认和批准的更改;将设计小改定义为除设计大改之外的其他设计更改。除了上述定义之外,对于上述提到的设计大改和设计小改,目前局方还未有详细解释和具体示例,因此在更改类别判定实施层面存在一定困难。
对于CTSOA持证人,应当从CTSO标准中的最低性能要求(Minimum Performance Standards, MPS)出发,从CTSO件功能性能指标、安全性分析及等级、功能试验、环境鉴定试验、软件开发过程、硬件开发过程、CTSO标识、持续适航文件等方面,分析设计更改是否造成了上述内容的显著变化,使用初始型号的CTSO件验证结论是否存在不充分的可能,是否需要进行补充局部验证或全面验证。对于不需要补充验证即可表明对技术标准规定符合性的设计更改,可直接判定为设计小改,由CTSOA持证人依据设计保证系统进行批准;当设计更改内容需要局部验证或全面验证方能表明对技术标准规定的符合性时,则应将此设计更改界定为设计大改,并及时就设计大改内容向局方主管监察员进行报告,及时启动设计大改的适航申请,及早启动补充局部验证或全面验证工作。

对于那些需要进行补充局部验证或全面验证才能表明对技术标准规定符合性的设计更改,需要CTSOA持证人和局方主管监察员在项目证后监管计划中尽早明确局方主管监察员直接介入监管的设计更改范围,尽量消除或减少可能存在模糊地带;同时在具体型号项目中,需要就具体的设计更改内容与局方的主管监察员进行一事一议的针对性讨论,明确设计更改的审核策略和验证路径。

3. 某CTSO件证后设计更改控制实践


以某航电类CTSO件为例,其符合的技术标准规定为CTSO-C190(有源机载全球卫星导航系统(GNSS)天线),该航电类CTSO设备由软件和电子硬件组成,并且可以实现预期的功能,满足MPS的相关要求。考虑到该CTSO件未来安装到不同民用飞机的使用场景,其可能需要证后进行设计更改以满足不同飞机的装机要求。在该CTSO件取证后,CTSOA持证人依据AP-21-AA-2020-12的规定,与局方主管监察员商讨制定了证后监管计划,并在证后监管计划中明确了可以由CTSOA持证人依据设计保证系统进行批准、定期报备局方主管监察员的设计小改的范围,约定了该航电类CTSO件设计小改包括产品图样更改、设计文档更改(包括但不限于产品规范、验收规范等文档)、软件/硬件更改等,并从文件资料、尺寸、系统功能与接口、材料、元器件、代号/件号、软件/硬件等角度给出了典型的设计小改的示例,并得到了局方主管监察员的同意。

表1 某航电类CTSO件设计小改示例

基于同局方主管监察员确定的该航电类CTSO件设计小改范围,CTSOA持证人规定了内部设计小改的审批流程和路径,包括更改申请与审批、更改审查与批准、更改贯彻与基线更新、更改反馈与报备等环节,并与局方主管监察员约定,于每年四季度将当年的设计更改(图样和产品规范、验收规范、软硬件等)进行汇总,形成并发布包含设计更改汇总清单的正式文件,经系统和软件/硬件符合性核查工程师批准后,CTSOA持证人研发制造部门将批准的文件报CTSOA持证人适航管理部门,由CTSOA持证人适航管理部门报备局方。

针对上述设计更改控制流程,CTSOA持证人经梳理识别,更改审查与批准、更改贯彻与基线更新两个环节认定为关键控制点,主要通过内部核查、定期抽查的方式,利用CTSOA持证人内部的设计保证系统的独立监督审核作用来确保设计更改得到有效控制,对该航电类CTSO件的设计构型和设计状态进行有效管控。

4. 结论


1) 针对CTSO件相关的适航规章和管理程序出发,详细研究了局方对于CTSO件证后设计更改的管控要求;依据技术标准规定的相关要求和规定,提出了CTSO件设计小改和设计大改的判别原则和管控策略。

2) 以某航电类CTSO件为例,从文件资料、尺寸、系统功能与接口、材料、元器件、代号/件号、软件/硬件等角度给出了典型的设计小改的示例以及相对应的设计小改管控路径。对于其他机械类CTSO件、电气类CTSO件等,可以结合对应的技术标准规定研究确定CTSO件证后设计更改的判别准则和管控路径。

【参考文献】

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[13] 中国民用航空局. CCAR-21-R5, 民用航空产品和零部件合格审定规定[S]. 北京:中国民用航空局, 2024.02.

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