持续适航导论

 

本书共分为三部分内容，第1章构成了*部分内容，主要通过实际发生的航空事故，引出了适航，尤其是持续适航的问题，并定义了本书“持续适航”的研究范畴。第2章到第5章构成了第二部分内容，围绕持续适航层层推进，介绍了航空安全与适航的关系；进而详细介绍了什么是持续适航，从理论角度探讨了持续适航的原理；接着，从原理出发分析和研究了实现持续适航应遵循的过程；*后，从工程实际出发，通过国内外持续适航管理实践的对比，分析和比较了各方落实持续适航原理与过程的管理方法。第6章到第9章构成了第三部分内容，从危险识别、风险评估、根原因分析，到纠正措施时限计算，重点介绍了持续适航过程中涉及的主要理论、方法和工具，为实现持续适航管理和技术评估提供了支持。

本书涵盖的内容涉及了持续适航的主要方面，可以作为适航技术与管理专业学生的专业教学教材，也可以作为该专业或相关专业的技术人员的参考书。

 

第1章 引 言 1

1.1 航班427事故始末 2

1.2 航班427事故调查经过 2

1.2.1 适航审定基础的演变 2

1.2.2 重要事件节点 4

1.3 航班427事故的改正措施 7

1.3.1 改正措施 7

1.3.2 相关适航指令的演变 8

1.4 航班427事故背后的适航问题 8

1.4.1 设计假设前提的破坏 9

1.4.2 认知水平的限制 9

1.4.3 事故前兆被忽略 10

1.5 总结和引述 10

第2章 航空安全和适航 13

2.1 航空安全 13

2.1.1 航空安全的概念 13

2.1.2 航空安全的管理 15

2.2 航空产品安全 17

2.2.1 航空产品安全的概念 17

2.2.2 航空产品安全的过程 18

2.3 适 航 22

2.3.1 概 念 22

2.3.2 适航程序 25

2.3.3 适航标准 27

2.3.4 适航活动 28

第3章 持续适航概述及原理 32

3.1 概 述 32

3.1.1 持续适航的由来与作用 32

3.1.2 持续适航的意义与目的 33

3.2 航空危害的特点和征兆 38

3.2.1 航空危害的特点 38

3.2.2 不安全状态的征兆 39

3.3 航空安全原理 41

3.3.1 航空事故致因理论 41

3.3.2 航空安全的冰山理论 41

3.3.3 航空安全的其他理论 42

第4章 持续适航过程 44

4.1 概 述 44

4.2 信息获取 49

4.2.1 信息的收集 49

4.2.2 信息的筛选 50

4.3 风险评估 51

4.3.1 初步风险评估 51

4.3.2 详细风险评估 52

4.4 工程调查 53

4.5 措施制定 55

4.6 措施发布 56

4.7 经验总结 57

第5章 持续适航管理 59

5.1 《国际民用航空公约》附件八的要求 59

5.2 美国的持续适航管理 59

5.2.1 FAA 的立法和定标 59

5.2.2 美国的持续适航管理实践 63

5.3 欧洲的持续适航管理 66

5.3.1 EASA 的立法定标 66

5.3.2 欧洲的持续适航管理实践 67

5.4 我国的持续适航管理 70

5.4.1 CAAC的立法定标 ‘370

5.4.2 我国的持续适航管理实践 73

5.5 小 结 84

第6章 危险识别 86

6.1 危险事件来源 86

6.1.1 未知风险 86

6.1.2 综合风险 86

6.1.3 使用环境风险 87

6.2 危险事件标准 87

6.2.1 事件报告的目的 87

6.2.2 事件上报标准 88

6.3 危险严重度分类 90

6.4 危险识别的过程与要求 90

6.4.1 危险识别的过程 90

6.4.2 危险识别的要求 92

6.5 危险识别方法 92

6.5.1 经验法 93

6.5.2 计算机辅助 93

6.5.3 数据挖掘 93

6.6 基于前兆的危险识别 94

6.6.1 前兆的来源 94

6.6.2 前兆信息的结构 98

6.6.3 基于前兆的危险识别过程 99

第7章 风险评估 101

7.1 风险概率 101

7.1.1 评估原则 101

7.1.2 失效类型确定 102

7.1.3 定性概率评估 103

7.1.4 定量概率评估 103

7.2 风险建模方法 105

7.2.1 5M 与SHEL模型 105

7.2.2 主逻辑图 107

7.2.3 事件序列图与事件树 108

7.2.4 FTA 与FMEA  110

7.2.5 共因失效模型 111

7.2.6 STPA 模型 112

7.2.7 TARAM 模型 113

7.2.8 CAAM 模型 118

7.2.9 其他风险评估方法 119

7.3 风险评估中的数据分析方法 122

7.3.1 威布尔分析 122

7.3.2 贝叶斯分析 128

7.3.3 蒙特卡罗仿真 131

7.3.4 重要度排序 132

第8章 根原因分析 136

8.1 事件树分析法 137

8.2 事件因果关系图表法 138

8.3 5 Whys分析法 138

8.4 阿波罗根原因分析法 139

8.5 变化分析法 139

8.6 屏障分析法 140

8.7 基元事件分析法 140

8.8 原因图法 141

8.9 RCA 方法的优劣对比 142

8.9.1 RCA 方法的评价标准 142

8.9.2 RCA 方法的比较结果 143

8.10 根原因分析案例 144

8.10.1 案例分析一:基于事件树分析法的发动机叶片断裂原因分析 144

8.10.2 案例分析二:用因果分析法分析美国航空1420航班飞行事故 156

8.10.3 案例分析三:用原因图法分析法航4590航班协和飞机坠毁事故

8.10.4 案例分析四:用阿波罗根原因分析法分析TWA 800航班事故 164

第9章 纠正措施时限计算 175

9.1 纠正措施 175

9.2 纠正措施实施时限 175

9.3 冈斯顿纠正措施时限计算方法 176

9.3.1 冈斯顿方法背景介绍 176

9.3.2 风险标准的确定 176

9.3.3 纠正措施时间限制的确定 178

9.4 TARAM 纠正措施时限计算方法 181

9.4.1 TARAM 方法背景介绍 181

9.4.2 90天机队风险计算方法 181

9.4.3 案例分析 184

参考文献 185

 

自20世纪80年代开始，我国开展相关民用航空器持续适航管理工作，颁布了相应的适航规章和程序，主要工作是对引进的民用航空器颁发适航指令。国产民用航空器的持续适航管理方面虽然囿于当时航空产业的发展状况，但还是进行了有益的探索和实践。

2007年，民航局为满足我国发展大型客机的战略规划的需求，成立了中国民航上海航空器适航审定中心，并内设持续适航室。当时，为应对国产运输类飞机ARJ21-700交付后的持续适航管理工作面临的挑战，确保国产飞机的持续运行安全，适航司和上海审定中心的领导高度重视国产运输类飞机持续适航管理的规划和建设工作。时任上海审定中心主任沈小明同志大力推动了国产运输类飞机持续适航管理的组织建设。2011年，上海审定中心内部机构调整，航空器评审工作从持续适航室剥离出来，由新成立的航空器评审室负责，持续适航室自此专门从事持续适航管理工作。

上海审定中心持续适航室按照适航司的要求，开展国产民用飞机持续适航管理相关的研究和规划工作，于2011年向适航司上报《关于上报持续适航管理工作规划和实施方案的请示》(民航沪审[2011]28号文)，适航司批复《关于对上海航空器适航审定中心“关于上报持续适航管理工作规划和实施方案的请示”的批复》(AID20110124)认为，工作规划和实施方案“内容全面、条理清晰、依据正确、思路开阔、流程清楚、职责明确，可以作为中心持续适航管理工作的指导文件”。同年，适航司通过民航适函[2011]45号文，授权上海航空器适航审定中心开展有关航空器的持续适航管理工作。至此，上海审定中心作为设计国的持续适航管理工作的技术机构，组织职责进一步完善。

持续适航管理是适航管理当局、型号合格证持有人、航空运营人、维修单位等各方的共同职责。型号合格证持有人的持续适航体系的构建是整个体系构建中关键的一环，它在改进航空器的设计、提升航空器的市场竞争力等诸多方面都发挥着不可替代的作用。我国民用飞机制造业蓄势发展的形势对型号合格证持有人的持续适航体系建设提出了必然的要求。在这样的形势下，自2008年开始，上海审定中心持续适航室总结国内外工业实践经验，研究持续适航相关的程序方法，并结合我国适航管理的现状和特点，开始编制《型号合格证持有人的持续适航体系要求》咨询通告草案，2013年该咨询通告颁布。该咨询通告的颁发为ARJ21-700飞机持续适航工作的开展奠定了基础。

中国商飞依据咨询通告于2014年建设ARJ21-700飞机的持续适航体系。随后，适航司发布民航适函[2014]127号文，授权上海审定中心开展ARJ21-700飞机持续适航体系评审、监督和管理工作。同年，上海审定中心发文组织成立持续适航体系评审组，开展ARJ21-700飞机的持续适航评审和监管工作。2015年11月23日，经过近一年的体系评审，评审组确认中国商飞通过评审，批准其持续适航体系管理手册。正如时任华东地区管理局副局长沈小明在持续适航体系评审总结会上指出的:“中国商飞通过持续适航体系评审标志着主制造商有能力履行规章规定的持续适航主体责任。持续适航体系意义重大，要进一步加大持续适航体系管理手册的贯彻执行力度，确保持续适航体系有效运行，为促进航空安全、提升民族品牌形象做出应有贡献。”

2015年12月，随着第一架飞机交付成都航空，适航司通过《关于授权管理局颁发适航指令的通知》([2015]3322)，授权上海审定中心编发ARJ21-700飞机的适航指令。上海审定中心按照授权要求建立工作程序，以持续适航体系为基础，与中国商飞共同努力识别ARJ21-700飞机机队的不安全状态，确保飞机安全运行。自2018年8月起，上海审定中心持续适航室按照既定的方法和流程，监控ARJ21-700飞机的不安全状态，编制的适航指令相继颁发，标志着上海审定中心探索出了一条基于体系化的、以技术评估和体系监管为主线的国产民机持续适航管理的实践道路。

我从2008年开始一直负责上海审定中心持续适航室的工作至今，作为上述历程的亲历者和实践者，很早就萌生了将持续适航的原理、理念、方法和程序编写成书的想法，无奈工作繁忙、积累有限。但近年来，随着国产民用飞机不断的研制和投入使用，我们深感编著一本有关持续适航的书籍是一件紧迫的事。因而我和我的同事王烨、邢广华、王诗婷，并与南京航空航天大学的蔡景老师一起，斗胆总结和提炼工作实践经验和国内外相关的研究成果，编著本书。本书凝聚了以往相关持续适航的一些研究成果，以及国内外持续适航管理的实践经验总结。我们虽试图将持续适航的理念、思路和方法梳理清晰，但是因能力水平有限，若本书有粗浅不妥之处，敬请读者谅解。

在书稿的撰写过程中，特别感谢南京航空航天大学民航学院左洪福老师的大力支持，感谢南京航空航天大学鲍晗、周迪等，以及上海工程技术大学陈志雄等的大力协助。没有提及的，直接或间接对本书有过贡献的同事、老师、学生，这里不一一列举。我们在此铭记，并致以谢忱。

书中个别地方直接摘录了一些优秀著作的内容，也参考了大量学术论文和资料，在参考文献中已一一列出，但由于时间关系，可能存在遗漏或标注错误，敬请见谅。

本书在文字表达、图表、公式等方面难免存在疏漏和错误，希望读者能够给予指正，不胜感谢。

孙缨军

2019年7月