编者注:
作为一项贯穿民用航空器研制全程的系统性工程,自主进行适航标准和适航审定能力建设具有极其重要的战略意义。20世纪七八十年代在自主研制运10大型客机的过程中,我国已经开始了大型客机适航标准的早期探索,突破了此前国内一直沿用苏联规范的局面,走上了与欧美适航标准体系接轨的道路。适航标准体系的研究贯穿整个运10工程的始终,这一开创性的工作诞生了中国第一部民航适航标准规章。回顾这段历史,对于当前我国大飞机适航标准工作具有重要启发意义。
适航标准是为了确保民用航空器的适航性所制定的最低安全标准。[1],180页作为一项贯穿民用航空器研制全程的系统性工程,自主进行适航和适航审定能力建设具有极其重要的战略意义。一方面,就适航标准本身而言,是民用飞机进入市场的门槛,适航审定是民航产品进入市场的法定前提。只有建设完善的适航标准体系,才能有让产品进入国际市场的话语权。另一方面,对于民用航空器型号设计而言,适航是民用飞机设计的固有属性,良好的适航性是型号研制成功的关键判据。所以,“民机发展,适航先行”,是民用航空事业发展的基本理念。当下,适航是大型客机获得商业成功、走向国际市场的法定前提和重要保证。[2],1~2页
民机适航工作开始于20世纪20年代的美国,至今已有百年历史。纵观欧美和苏联的大型客机发展历程可以发现,正是因为高度重视适航体系的建立和发展,美国波音公司和欧洲空中客车公司才先后得以取得商业成功,并在国际民机市场平分秋色至今。所以,民机型号的发展不仅需要先进的航空工业基础,更重要的是要有国际认可的安全性——适航性。相对而言,中国民航适航体系、适航审定和适航标准的制定工作起步较晚。直到20世纪70年代末,才在中国民航局下成立工程司,开始适航审定管理相关工作。1987年,民航局成立适航司,开始参照美国的模式建立适航审定系统,建立完善了中国民用航空适航审定管理机构,颁布了一系列航空器适航技术标准和管理规章,逐步建立起与美国联邦航空条例相当的适航标准体系。[2]
本世纪以来,在党中央、国务院做出的“发展国产大型客机”重大决策的指引下,中国民用航空业呈现跨越式发展,适航能力取得了大幅提升,适航审定体系建设也取得了显著的进步。如今,已形成以适航审定中心为总部,上海、沈阳、西安、江西、广州、成都审定中心协同发展的组织体系新格局。但是,因为起步晚,经验不足,我国的民机适航工作面临着更为艰巨的攻关。2018年5月11日,在《科技日报》策划的“亟待攻克的核心技术”栏目上刊登的《适航标准:国产航发又一道难迈的坎儿》一文,将适航标准列为一项我国需要攻克的关键核心技术,掷地有声地提出了当前我国适航工作面临的机遇与挑战。[3]
1970年8月27日,经周总理批准,国家计委、军委国防工业领导小组联合批复,标志着中国开始自主研制大型民用飞机的“七〇八工程”上马,飞机代号为“运10”。[4],48~49页飞机总体设计的第一步就是要选定适合的设计规范。设计规范是飞机设计的重要依据,关系到飞机结构的载荷、强度、重量;规范是否合理直接关系到飞机的性能和安全,是飞机设计人员必须掌握的关键设计工具。[5],38页所以,选用一部合适的飞机设计规范是飞机设计之初就面临的最关键的技术问题。
我国的航空工业是在苏联的帮助和支持下建立和发展起来的,不仅大多数飞机从苏联进口,而且对飞机的测绘和仿制工作也是以苏联的飞机设计规范为参考。在运10飞机之前,我国飞机设计先后参考的是苏联分别于1947年和1953年制定的《飞机强度设计指南》,通常被简称为“四七年规范”和“五三年指南”。这两份规范军机、民机通用。据当时强度设计组的徐国英回忆,他曾看过伊尔-18飞机的飞行手册,其中明确指出该机是按照“五三年指南”设计的。[6],255页在这样的技术背景下,运10飞机首选的设计规范就是苏联的“五三年指南”。
然而,当时708工程强度组在使用“五三年指南”进行强度外载荷计算时遇到了困难。外载荷计算是论证方案可行性的首要环节,即根据选定的设计规范计算总体设计方案的外载荷,看是否满足重量控制的要求。在运10总体设计方案论证阶段,强度组需要尽快估算出每一种方案的强度外载荷来配合论证工作。这种估算虽然粗糙,但是按所估算的外载荷,每一种方案都难以满足设计技术要求。[6],254页1971年9月,在总体设计方案基本确定后,强度组按照“五三年指南”进行第一轮强度外载荷的系统计算。计算结果在通过结构组进行试打样设计后,各部件普遍显示载荷过大。[6],255页这正是因为“五三年指南”是军机和民机通用的设计规范,而军机和民机的设计规范其实存在很大的差别,表现在强度上就是计算所得的载荷过大。而过大的外载荷会使得飞机的结构设计过于粗大,增加飞机的空机重量,从而对飞机的飞行性能和经济性产生不利影响。[7],46页
第一轮外载荷计算结果使设计人员们对“五三年指南”产生了疑问,产生了重新选择设计规范的想法。徐国英曾提到,当时他记起,1966年前后自己在172厂工作时,曾经订购过一份美国MIL系列的《军用飞机强度规范》,他“将该规范与‘五三年指南’进行过对比,觉得它比‘五三年指南’有许多先进之处。因而联想到美国是否也有民用飞机的设计标准呢?”并将这一想法同马凤山讲了。[6],255页王维翰也曾向马凤山提出了“探索使用英美规范的设想”。马凤山很支持设计人员们的想法,他曾说:“在国外,这些问题都已经解决。我们在做前人没有做过的事情,让我们自己来闯吧!”[8],27页随后,马凤山便请情报组的同志去搜集国外民机的设计标准。
其实,相较于苏联,当时美国在民用飞机的设计方面一直更为关注飞机的安全性和舒适性,即民用航空器的适航性。1926年,美国商务部成立了航空司,后更名为航空局,开始对飞行员、航图、导航和适航标准进行管理,其后又并制定颁发了一系列民用航空规章(CAR),其中CAR04系飞机适航要求,由此建立了适航体系。1958年,航空局更名为联邦航空局(FAA),被赋予制定和监督实施美国航空规章(FAR)的职责。同年,波音707飞机获得了FAA型号合格证,获得了适航批准。因为良好的安全性和市场表现,波音707后来被誉为商用民航客机的典范。[2],11页由此可见,美国非常高度重视适航体系的建立和发展,并且美国的适航体系也得到了世界上绝大多数国家的认可。相较之下,当时的苏联对于适航的关注明显滞后,虽然也于1967制订了《苏联民用飞机适航标准》,但是这份适航标准远不如美国的详细和完善。所以,当时708工程的设计人员作出的探索英美适航标准的决定,具有重要的里程碑意义。
但是,在设计组决定自行探索英美适航标准的时候,相关的情报资料,“连一张纸都没有。”[9],330页而且,当年要收集这些情报资料,是一件相当相当不容易的事情。当时从事情报收集工作的钟兆文对此曾有颇为生动的回忆:“例如,要获得波音的手册,须先经民航局工程司同意,并得到其资料室人员的支持。借出资料后再到前航空工业部的情报所去拍照复制。既必须按时归还,更不许破损。那时没有现在的先进复印手段,也没有如今的方便交通工具。你得提着沉重的资料挤公交车,更要与相关的人员搞好关系,保持通信。个中的苦楚,恐怕不是今天的人们容易理解的。”[9],330-331页
经过情报组人员的努力,设计组最终收集到了英国的《民用飞机适航性要求(BCAR)》、美国的《民用飞机适航手册(CAM-4b)》和《联邦航空条例(FAR-25)》、苏联的《民机适航规范(NLGS)》、国际民航组织的《适航技术手册(ATM)》等。据钟兆文的回忆,当时他们设计组在国内率先翻译了美国的民航适航手册CAM-4b。这个手册是美国民航条例CAR4b的扩充本,也就是说除了条款本身外,对部分条款附有内涵解释或实施方法的文本。这个手册是美国联邦航空条例第25部(FAR-25)的前身,是当时国际上最为先进的民用飞机设计规范。相对于以后的FAR-25及咨询通报(AC)来说,CAM-4b是比较简略的。然而,“正是这本手册使运10的设计一下子脱离了原苏联的规范框框,面向西方的先进标准。”[10],39页
在收集到国际上施行的适航标准后,强度组设计人员将英国与美国的适航标准和“五三年指南”进行了详细对比,发现“五三年指南”和英美适航标准相比,的确存在很多差异。就以气动外载荷计算为例,强度组发现苏联标准计算外载荷的方法确有保守之处。最为突出的是,载荷计算的初始状态和安全系数的选取。例如,按“五三年指南”的规定有一种后机身非常典型的飞行载荷情况,这种情况要求飞机在以大过载、大速压做小攻角曲线飞行(即俯仰机动)的同时,还要做偏航机动的动作,从而使得后机身同时承受纵向弯曲、横向弯曲和扭转载荷的作用。而英美适航标准是把俯仰机动与偏航机动的载荷分别进行计算的,偏航机动是在飞机平飞的初始状态下进行的。这就大大减轻了后机身的受力状态。在安全系数的选取上,“五三年指南”有1.5、1.65、1.8、2.0的各种规定,而英美适航标准对安全系数均取1.5。以地面载荷为例,在“五三年指南”的几个典型地面载荷情况中,起落架的安全系数均取1.65,机体的安全系数均取1.8。与英美适航标准相比,‘五三年指南’使起落架的载荷增加了10%,机体载荷增加了20%。[6],255-256页
在听取强度组关于适航标准的对比分析情况后,马凤山决定,运10飞机设计以美国适航标准为基础,参照英国、欧洲、国际民航组织和前苏联的相应适航标准。[10],39页1972年6月1日,708设计组在一份关于主要设计原则的报告中明确指出:“选定美国民航手册(CAM-4b)作为主要依据,不足部分参考英国民航适航性要求(BCAR)及国际民航组织(ICAO)的有关要求。由于苏联1953年强度规范已不能满足设计要求,运10强度规范的选用,考虑以英、美规范为主,不足部分按苏联1953年规范补充。”[11],29页
1972年7月,强度组按照BCAR-D进行了第二轮强度外载荷计算。这是因为当时的总体方案参考的是三叉戟飞机的机身,所以选用了英国的适航标准。经过新的试打样设计,结构组认为第二轮的计算结果是可以接受的。[6],256页1972年8月,在运10飞机总体方案会审会上,强度组提交了第二轮外载荷计算报告。经过审议,到会代表一致同意运10飞机基本上不采用“五三年指南”,并建议从英美规范中选定一个规范作为总体、气动、强度、结构设计的统一规范。而且,代表们考虑到此时运10飞机的主要参考机种是波音707飞机,因而认为应采用美国民航规范系列作为基本规范。[6],257页至此,设计组在设计规范方面的决定得到了专家组的赞同,美国联邦航空条例(FAR)被正式确立为运10飞机的设计规范。
1974年3月,运10飞机外载荷计算的各项原始数据大部分已经齐全,经过三千多个计算情况的筛选,强度组人员按照FAR-25计算了第三轮强度外载荷,并正式用于结构设计时的强度校核。1974年底,运10飞机结构设计图纸完成,各项重量指标也都确定下来了。1975年2月,强度组进行了第四轮也是最后一轮的外载荷计算,主要为结构强度的细节校核以及静力试验提供数据。[6],257页
综上所述,运10飞机设计组通过自主探索,发现了苏联飞机设计规范在适航方面存在的局限性,突破了当时国内飞机一直沿用苏联规范的局面,率先努力与国际先进水平接轨,迈出了我国探索民用航空器适航规范的第一步。
运10飞机设计标准的转变意味着,中国的大型客机研制工作从一开始就突破了计算方法粗糙且内容单薄的苏联飞机设计指南,从总体、气动、强度、结构、系统、设备等专业全方面学习英美先进的民机设计理念与原则,使得我国在民用飞机设计上从一开始就坚持了高标准并走上了与欧美国家接轨的道路。
然而,选择英美适航规范的同时,意味着运10设计工作难度的提高和工作量的大幅度增加。一方面,按照英美规范进行外载荷计算在当时并不是一件简单的工作。这是因为苏联规范主要以经验总结为主,一般都是用解析方程推导出来的,计算起来相对较快。而英美规范的算法是解运动方程。载荷随着姿态的变化而变化,需要求出最大值。这种算法更为精确且接近真实,但是这种计算量必须使用电子计算机才能完成。而且,英美规范中并没有提供各部件气动载荷的具体计算方法,只给出了飞机的设计要求和设计情况。简言之,当时设计人员需要自力更生探索研究英美规范繁琐的外载荷计算方法。
为了找到合适的计算方法,设计人员们广泛搜寻资料,解决了每个部件外载荷的计算问题。以机翼气动载荷的计算为例,这一载荷的计算就是设计人员在搜寻到的资料的基础上,结合运10飞机的实际情况,自主研发成功的一套计算程序。当时,载荷组的设计人员在苏联出版的一本关于旅客机设计的书中的一篇论述机翼气动设计的文章中提到他们采用过D. Kuechemann发表在《英国航空研究委员会研究备忘录(ARC RM)》上的一篇文章。后来,设计人员在一本1962年出版的《Progress in Aeronautical sciences》第三卷中D. Kuechemann的一篇文章里找到了计算后掠机翼压力分布的公式。但是,运10采用的是大展弦比机翼,为了考虑机翼的弹性变形对机翼气动载荷的影响,设计人员又进一步探索了相关计算方法。而且,以上计算方法都是针对亚音速气流的,考虑到运10飞行时的实际情况,载荷组人员在西北工业大学原副校长罗时均教授的指导下开始进行跨音速的计算研究,最终发展出一套计算弹性机翼跨音速压力分布的方法和计算程序。这一成果后来获得了1987年度航空航天部科技成果二等奖。[12],244-245页
为了进行大规模的外载荷计算工作,运10飞机的设计人员“需要到上海计算机所和远在嘉定的华东计算机所去上机。因为计算量大,时间都安排在午夜或凌晨,经常日夜颠倒,十分辛苦。”[13],41页为了解决计算问题,1973年年底,在熊焰、马凤山等的竭力争取下,上海市批准当时刚刚成立的708设计院向当时的上海无线电十三厂购买一台当时国内先进的TQ-16集成电路计算机。上无十三厂即上海电子计算机厂的前身,于1966年6月在上海无线电仪器厂的6401新产品试制小组的基础上建成,是我国最早研制和生产电子计算机的专业厂之一。[14],371页1973年3月,上无十三厂吸收X-2型计算机和709型计算机的部分指令系统和设计思想,自行设计并生产了TQ-16中规模通用数字集成电路计算机,平均每秒钟可以完成十二万次运算。TQ-16型计算机总共生产了153台,是当时上海计算机工业生产数量最多的中型计算机,也是国产计算机中投产最多的机型。[14],357页
然而,和现在方便快捷的个人电脑不同,当时的计算机操作更加复杂,而且需要通过一段时间的调试才能正式投入使用。为此,马凤山亲自到西工大商谈借调计算机专业技术人员来沪,并成立708设计院计算机组。1974年9月,TQ-16计算机终于安装调试完毕并投入试运行。1975年春天,TQ-16计算机系统正式投入使用并投入总体气动和载荷设计计算,大大节约了设计工作的时间成本。[13],41-42页电子计算机最初主要用于总体、气动和载荷设计计算,后来又逐步在结构强度、系统设计及其他各专业得到广泛应用。据统计,在运10研制的过程中,开发各类软件总共138项,其中全机总体参数优化程序作为国内首创,获得部二等奖。[15],349页
另一方面,“五三年指南”的内容并不全面,主要是“有关飞机外载荷计算的一些规定,也有对静力试验和安全系数的一些要求,均属飞机强度范畴的内容。”[6],255页简言之,“五三年指南”只是一部强度规范,而美国联邦航空条例(FAR)中规定的内容却蕴含了运输机设计的各个专业。这就需要当时运10飞机设计组的成员从各自的专业出发,理解、掌握相关适航标准,并使得自己的设计工作完全满足其要求。但是,当时我国尚未成立适航当局,适航标准中的很多问题都无处咨询,只能由设计人员自己去探讨和琢磨。这里可以举几个例子简要说明。
以运10飞机的前机身外形设计为例。20世纪60年代中期之后,随着民航运输业的快速发展,机场航班增多,飞机在机场和空中排队等候起、降的现象越来越常见,这就大大提高了驾驶员的视野要求。美国于1962年颁布、生效的《民用飞机适航手册(CAM-4b)》对前机身外形设计中驾驶员的视界提出了比以前标准高得多的要求。值得注意的是,当时已经投入使用的波音707也不能满足CAM-4b对视界的要求。为了使驾驶员具有良好的视界来保障飞行安全,运10飞机的前机身外形是完全按照CAM-4b自主设计的。以主风挡为例,波音707的厚度是24毫米,而运10是52毫米,并顺利地通过了鸟撞试验。玻璃增厚虽然同时增加了设计和制造的难度,当时“由于更改而需重新批准发出的运10前机身外形理论图前后达5次之多,木制样机也做了两次”,但是,最后还是确保驾驶员视界完全符合CAM-4b的要求。[16],210-212页
比如说,为了保证运10飞行时的操纵性和稳定性,操稳组“完全抛弃了苏联的‘OTT’规范,采用了美国军用标准8785B和当时接触不久的FAR-25部的部分条款。为了适应这些规范,要使用传递函数、时域和频域特性等方面的知识。”于是,操稳组人员互帮互学,请已经学习这方面知识的同志做老师,进行自动控制方面原理和应用的讲解,最终使得运10飞机在飞行品质评估方面成功地又上了一个台阶。[17],235页再以运10飞机的颤振设计工作为例,其复杂的结构布置、系统设计以及一般处于高亚音速的巡航速度,都给颤振分析带来了全新的挑战。对此,相关设计人员经过极其艰辛的努力,最终成功完成了运10飞机的颤振设计任务,第一次形成了整套的颤振计算和试验体系,参照国际主要的民用航空规范和波音飞机,对飞机主要部件的颤振特性进行了全面严格的分析和论证,并完成了一系列相应的风洞制造和试验工作,最终对运10飞机的结构设计部门提出了几种改进设计方案,提供了可能引起颤振临界发生的飞行载荷等,确保了运10飞机的飞行安全。[18],247-249页
再如,作为航空电子系统的关键,航向姿态系统的设计事关飞机系统安全性。在这一系统的方案选择上,相关设计人员在将当时我国军用运输机的“大单套”航向姿态系统方案与欧美民机的系统方案进行对比后,认识到“大单套”方案在系统安全方面不符合民机的要求,决定参照英美设计规范,采用当时欧美民机使用的双套相对独立、比较监控的航电系统方案,最终实现了飞机系统设计的重要突破。[19],308-310页此外,运10飞机的材料研制、标准化工作等同样是打破了当时我国沿用的苏联规范,立足国内已有的航空工业基础,自力更生研制出符合西方先进标准和规范的新材料、新标准,不仅提高了我国航空材料的研制能力,而且使我国航空标准化的水平跨越了20年。[20],328页
其实,在运10研制的过程中,708设计院的相关研究人员就已经意识到尽快开展民机适航研究工作的重要性,并且提出了编订中国的适航标准的建议。1974年2月15日,中国政府决定承认《国际民航公约》,并决定自当日起恢复在国际民航组织中的活动,同年9月,中国代表团出席了国际民航组织举行的第21届大会,中国当选为该组织理事国。[21],61页考虑到运10以后要作国际航线班机使用,而我国当时并无自己的飞机适航性要求,为了能够及时开展运10飞机的适航工作,1975年10月,708设计院向708工程办公室提交了希望组织力量编订我国的《飞机适航性要求》的报告,对于我国民机适航性工作的开展提出了初步的想法:
“编订《飞机适航性要求》涉及面很广,技术上也较复杂,依靠一个单位来搞难以完成,需要把各方面力量组织起来。我们建议由三机部、六院的科研领导机关统一组织有关方面力量修订,我院也参加,并请民航、空军科研部门派员指导,制定工作计划,争取在77年上半年编订出我国自己的飞机适航性要求,作为我国民用飞机(运输机也适用)设计、研制、试验(含试飞)、鉴定、批准适航的依据或准则。……过去对飞机(轰炸机、歼击机、运输机等)的鉴定,有一个航空产品定型委员会统一负责,但民航客机的鉴定定型是否也由该委员会负责,尚不明确。如果不是由航定委负责,也需要明确民航客机由那(哪)个领导部门来审批并发适航证。”[22]
熊焰对于此事也非常重视,他在报告上批复:
“‘飞机适航性要求’很重要,又立即要着手编制708工程的试飞大纲。因此,请飞机组根据院的这一报告,摸清适航性的要求内容,包括(最低)那些部分,如何解决,……该向上报告的,再请示工交组或三机部。另外,‘飞机适航性要求’要照顾到国际的要求,同时要从我国当前航空工业的实际情况出发,能否弄一个简单一点的。随着民航机、708的发展再逐步完善。先拿出我们的草稿(大纲)来,再请部或有关单位商定报批。”[22]
11月8日,机电一局708办公室批复:
“(75)院革技字第119号文‘关于请求组织力量编订我国的《飞机适航性要求》的请示报告’收悉,拟由你院即组织力量调查研究,收集资料,参阅国外有关资料,根据我国的具体情况,先提出一个简单扼要‘708工程飞机适航性要求’的初稿,经过实践后,逐步充实完善,并报请部和有关单位审批。”[23]
现在看来,这份由当时708设计院的一线飞机设计人员撰写的报告是非常具有前瞻性的。适航标准的制定是是一项复杂的系统性工作,报告中明确指出我国应当尽快组织多方面力量开展《飞机适航性要求》的制定工作;解决国家批准适航的权力机关问题。报告中提到的“争取在77年上半年编订出我国自己的飞机适航性要求”,是因为当时计划77年开始运10飞机的试飞,这样就可以及时开展飞机的适航取证工作。然而,因为当时的历史环境,没有法制建设,不是市场经济,尚未对外开放,没有适航当局,当时的研究和应用就只能局限于技术规范的领域。
1977年3月,三机部在成都召开了新飞机生产定型工作会议,制定了“新飞机生产定型工作暂行办法”并投入试行。该办法对“生产定型中设计工作的几个问题”、“生产定型的内容和要求”、“生产定型做法的几个问题”和“生产定型的鉴定验收和批准”等方面制定了明文规定,将新飞机的生产定型工作正式提上了日程。[24]会后,三机部工作组赴沪,同意708设计院组织力量编订我国的飞机适航性条例并指示708设计院提出方案。经过同六二八所来沪人员商定,4月26日,708设计院再一次正式提出了报告:
“一、由三机部同民航、空军协商后,统一组织有关方面力量编订我国的适航性条例,我院参加。为便于实现起见,可分阶段编订。先编订出《大型喷气旅客机适航性条例》,其中包括总则、性能、飞行品质、载荷、强度和刚度、总体布局、动力装置、系统、特设应急设施等部分。
二、为供编订时参考起见,应尽早地将若干现无译文本的外国适航性条例翻译出版,如苏联《民用飞机适航性标准》(1974年版)和英国《民航适航性要求》(1976年版)等。这项工作由六二八所负责组织为宜。
三、安排必要的试验力量,为编订条例提供所需的试验数据,以求在条例中充分反映我国的科研技术成果。
四、为完成上述各项意见,请三机部在今年上半年召开一次专业性会议,由领导作指示并落实计划、组织和任务。会议内容可包括由我院对编订设想与工作体会的汇报,并请六二八所介绍国外情况和举办有关资料展览。”[25]
1979—1980年间,在总结运10飞机设计经验的基础上,上飞所完成了《中国民航适航性要求》的编写工作。[26],116页
1980年2月,在三机部科技局领导下编写的第二版《飞机设计手册》出版,共分为八个分册。这套《手册》是在1965年出版的《飞机设计员手册》的基础上,为了进一步解决飞机设计的中国化、标准化问题,结合中国航空工业的技术经验,编制出的飞机设计专业工具书。[27],266-267页
708设计院在编写《手册》的过程中也发挥了重要的作用,特别是第二分册《飞机设计的一般要求》的编写。这一分册内容新、范围广,涉及到飞机设计的很多重大问题,编写的难度较大,编写的进度也较慢。为了进一步提高编写质量,1977年12月中下旬,三机部在河北涿县召开了讨论会。会上主要讨论了飞机动力装置、燃油系统、空调系统、灭火系统、仪表系统、弹射救生、电气设备、起落架以及直升机设计九个专业的编写问题。其中,“对飞机电气设备的技术要求”一章由当时708设计院的电气设备组主编;“飞机动力装置专业”一章中增加的“反推力操纵系统”的内容,由708设计院的郭秀真协助重新编写。[28]在此之后,1978年4月,在上海召开了“飞机电气系统”和“飞机仪表专业”技术讨论会。其中,邀请了601所、602所、112厂、122厂、172厂、南航和西工大等12个单位近二十名相关人员参加了电气系统的技术讨论会;611所、603所、320厂、南航和北航等10所单位的十余位相关人员参加了仪表专业技术讨论会。[29]
改革开放拉开了我国同世界各国进行广泛科学技术合作的序幕,航空工业也不例外。1980年2月2日,三机部在《三机部关于六四〇所承担飞机适航性管理工作的通知》中明确指出:
“目前,在我们与外商进行飞机来料加工、引进专利、合资经营或出口飞机等谈判中,适航性管理已成为完成中外技术合作任务的重要问题之一。为此,部确定在国家尚未统一组织开展这项工作前,暂由六四〇所先行承担民用飞机适航性研究和管理工作。”[30]
具体而言有以下几点要求:
“一、六四〇所先行负责有关民用飞机本体的适航性研究和管理,其对象首先是中外合作或将出口的飞机。
二、适航性规范原则上以美国的条例(FAR)为主,同时参考其他先进国家的条例。
三、在六四〇所先下设一个适航性研究管理室,指定一部分有实践经验、技术水平好、通英语的同志参加专管这项工作。”[30]
从708工程设计院到上海飞机设计研究所,正是因为运10飞机设计人员十余年的努力与坚持,国家最终将编制中国第一部民航适航标准的任务无可争议地交与运10的班底。1984年,民航总局工程司委托640所进行美国联邦航空条例FAR-25和FAR-21在中国使用的可行性分析,获得了满意结果。1985年,马凤山担任主编,组织带领640所内40多位适航技术骨干编制成功中国第一部民航适航标准——《中国民用航空规章第25部:运输类飞机适航标准》(CCAR-25)。据当时参加编制工作的技术人员回忆:“此项编制工作的正文初稿、送审稿、报批稿有70万字,编制说明有8万字,专题说明有65万字。后来经过杭州会议和北京会议,顺利通过审批,产生了中国第一部适航标准。”[10],39页
当中国的适航当局还处在未建或初建的时候,640所受到民航总局的邀请,不仅承担着国产飞机型号合格审查任务,也承担着国外机型认可审查任务。不仅与FAA合作,对MD82飞机在中国的合作生产进行监督检查,而且先后派出了近20名技术骨干担任了运12、运7-200A和运8飞机的型号合格审查代表,将中国的适航标准付诸实践。后来,当国家酝酿干线飞机的研制项目时,640所也是公认的适航工作承担单位。1987年,航空工业部在上海召开适航工作会议,决定开立“民用飞机适航技术研究”项目,并委任640所副总设计师唐明炎为项目主任工程师,并在640所设立了民机适航技术研究系统工程办公室(CAATR)。[6]258-259页据相关专家回忆,当时马凤山身体状况已经不是很好了,但是他依旧坚持参加CAATR的各项工作。他不仅参加了讨论FAR-25修正案的烟台会议,而且作为特邀专家,到西安和汉中出席CAATR课题成果的评审会议。1989年深秋,CAATR办公室在杭州举行了一次较大规模的适航技术讨论会,这也是马凤山最后一次参加的适航工作活动。[10],40页后来,这一项目前后进行了十年的研究工作,在跟踪国外适航技术和适航标准的发展与变化、开展适航专题研究、普及适航知识、出版《适航技术资料汇编》等方面取得了显著成绩。总之,在中国自己的民航法规体系逐步形成和完善的过程中,640所的工作起到了至关重要的奠基性作用。
随着航空科学技术的不断进步与发展,运输类飞机的适航理论研究和标准制定不断深化,中国的CCAR-25部随着美国FAR-25部的修订,截至目前已经完成了四次修订工作,最新一版于2011年11月颁布。与此同时,中国参照FAR-25部逐步制定了中国民用航空规章(CCAR)21部、23部、25部、27部、29部、31部、33部、35部、37部等,建立了与美国FAR相当的适航标准体系,均以法律规章的形式予以确认,具有法律的强制性。[2]与美国的适航标准体系类似,中国民用航空局也颁发了咨询通告,作为对规章要求的符合性方法的建议性和解释性材料。
2007年3月28日,为了推进C919和ARJ21飞机项目的适航审定工作,中国民用航空上海航空器适航审定中心在上海正式揭牌成立,这是我国目前唯一的运输类航空器适航审定专业机构。[31]在历时一年针对波音787-8飞机的认可审查中,上海审定中心让波音公司第一次认识到来自中国民航适航审定方面的实力。[32]如今,上海审定中心已经成长为我国适航审定系统的中坚力量。然而,与美欧等航空发达国家相比,中国适航仍处于成长期,在适航能力方面仍然存在一定的差距。为了稳定提升适航审定能力,提高我国在国际适航审定领域的话语权,2017年4月由外交部、发改委、工信部、财政部、商务部、民航局六部委联合印发了适航攻关的专项方案,适航攻关由部门工作上升为国家意志。[33]
民用航空器适航标准与其它各种技术标准一样,是相关领域技术发展经验的总结,更是保证产品质量进而促进所涉领域技术进步的杠杆。完备的、能被国际市场认可的适航体系是中国民机研制能够取得产业成功的关键。正如相关学者所说,“具有经济意义的标准不是指写在技术文本上的规范,而是在市场竞争中成为主导技术轨道(主导设计)的系统。关注标准的应用问题,就是关注一个标准从技术文本上的规范成为市场主导设计标准的过程。”[35],341页目前,我国大飞机适航工作需要进一步攻坚克难。所以,回顾我国大飞机适航工作的早期探索历程,对于当前我国大飞机适航工作的开展同样具有非常重要的现实意义。
适航性工作是实践的产物,需要通过飞机型号的自主研制工作不断发展和完善。实际的工程实践经验是适航性工作必不可少的技术支撑,而且,作为一种永远处于发展状态的动态体系,适航标准中每一条的修订,背后都是长达数年的研究和技术积累。换句话说,如果当时运10没有上马,我国单独进行民机适航性研究的可能性是比较小的。所以,正是因为要自主研制一架真正意义上的大型客机,才促进了运10飞机的设计人员对英美适航规范的全面而深入的学习和探究,才能够在英美规范的基础上开始我国民机适航性条例的初步探索工作,并为20世纪80年代我国的民机适航性工作的开展做出了开拓性的贡献。
运10飞机被搁置直接导致我国民机适航工作的停滞。适航规范虽然是以公开的条款形式呈现的,但是这些条款的描述都非常笼统,只有在实践中理解其制订背景,才能做到正确理解和运用适航规范。换言之,一旦遇到非量化标准,就会因为缺乏经验而遭遇瓶颈。在运10飞机研制的过程中,当时708设计院的设计人员收集、翻译了一百五十多万字的适航资料,通过反复的研讨和琢磨,迈出了我国适航工作关键性的第一步。运10被搁置后,虽然当时的适航技术队伍被保留了下来,但是,没有了具体型号研制过程中长期的大量的技术经验支撑,就很难将先进的适航标准这种“显性知识”内化为我国民机研制亟需的“隐性知识”。相关的工程实践经验的缺乏正是我国后来适航管理经验不足,对于规章难以做到“知其然”和“知其所以然”的重要原因,也是后来我国适航工作面临的极为重要的挑战。
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作者简介:
顾天丽(1995-),江苏南通人,上海交通大学马克思主义学院博士生,研究方向为科技史
黄庆桥(1979-),河南信阳人,上海交通大学马克思主义学院科学史与科学文化研究院教授,研究方向为科技史、科技战略与政策
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