劉友丹
摘要:本文介紹了美國(guó)空軍(簡(jiǎn)稱(chēng)美軍)對(duì)其軍用適航性技術(shù)MIL-HDBK-516《軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則》的C版的前7次修訂。第一次修訂改進(jìn)了其對(duì)軍機(jī)制造的適航要求,即增加了“4.4.6安全相關(guān)項(xiàng)管理”條。第二次修訂改進(jìn)其對(duì)軍機(jī)結(jié)構(gòu)的使用壽命限制要求,即增加了“5.7軍方管理”。第三次修訂澄清了其對(duì)教練機(jī)相關(guān)術(shù)語(yǔ),即“5.1.8條真實(shí)地面載荷情況的分析和試驗(yàn)的”中把“unsymmetric”換為“unsymmetrical”。第4次修訂明確了“6.1飛行品質(zhì)”節(jié)各條款的“符合性”部分的具體內(nèi)容。第5次修訂對(duì)“9.1.1逃逸系統(tǒng)的安全性兼容性”的“標(biāo)準(zhǔn)”部分增加了空軍專(zhuān)用的內(nèi)容,并擴(kuò)充了“參考資料”的內(nèi)容。第6次修訂主要是對(duì)“8.4防火”的多個(gè)條款提出了修訂建議。第7次修訂對(duì)“4.4制造和質(zhì)量”進(jìn)行了較大修訂,即刪除了4.4.1~4.4.3這三個(gè)條款,修訂了4.4.4~4.4.6這三個(gè)條款。本文對(duì)我軍航空軍事裝備適航性要求的確定和其符合性工作提供了一定的幫助。
關(guān)鍵詞:美國(guó)空軍;適航性;準(zhǔn)則;516C;修訂
中圖分類(lèi)號(hào):V219文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI:10.19452/j.issn1007-5453.2021.11.008
美國(guó)空軍(簡(jiǎn)稱(chēng)美軍)的軍用適航性技術(shù)要求是MILHDBK-516《軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則》[1]。美軍重視其軍用航空器的適航性工作,自2002年頒布了MIL-HDBK-516《軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則》之后,短短十幾年間就進(jìn)行了4次較大的版本修訂。其現(xiàn)行有效的版本是2014年12月12日頒布的C版。
MIL-HDBK-516C頒布后,美軍也一直對(duì)其進(jìn)行修訂。但是改變了修訂方式,把大陸法系的換版修訂方式轉(zhuǎn)變?yōu)楹Q蠓ㄏ档男拚感抻喎绞剑绹?guó)是海洋法系國(guó)家)。在2016—2019年的4年間,對(duì)MIL-HDBK-516C進(jìn)行了7次修訂,即頒布了7個(gè)修正案。其中,5個(gè)修正案頒布于2016年,而且其中4個(gè)修正案頒布于2016年的同一天,即2016年5月10日。此外,2018年和2019年各頒布了一個(gè)修正案。
目前,我國(guó)軍用適航性工作正在使用美軍MIL-HDBK-516C《軍用航空器適航性審查準(zhǔn)則》,本文簡(jiǎn)單介紹美軍對(duì)MIL-HDBK-516C的前7次修訂,以支持我國(guó)的軍用適航性工作。
1 MIL-HDBK-516C的第1次修訂
2016年5月10日,美軍對(duì)MIL-HDBK-516C的第1次修訂[2]是新增了“4.4.6安全相關(guān)項(xiàng)管理”條。增加的內(nèi)容含此條款的“準(zhǔn)則”“標(biāo)準(zhǔn)”“符合性方法”和“參考資料”4個(gè)部分。美軍需要確保安全性部件能在生產(chǎn)地(如承制單位、供應(yīng)商、支持性組織等)進(jìn)行管理。美軍認(rèn)為現(xiàn)在與安全項(xiàng)目相關(guān)的準(zhǔn)則(即4.4.1~4.4.3條)對(duì)關(guān)鍵特性(KC)的管理有缺陷。因此,新增了“4.4.6安全相關(guān)項(xiàng)管理”條,見(jiàn)表1。
2 MIL-HDBK-516C的第2次修訂
美軍于2016年5月10日對(duì)MIL-HDBK-516C的第2次修訂[3]是新增了使用壽命限制要求(5.7軍方管理)。美軍認(rèn)為,對(duì)使用壽命應(yīng)建立并執(zhí)行相關(guān)限制,并記錄在“軍用型號(hào)合格證”(MTC)或“軍用特許飛行證”(MFR)中。
此次修訂新增了對(duì)使用壽命的限制要求,即增加了“5.7軍方管理”條,還增加了5.7.1~5.7.55的條款及其相關(guān)的“準(zhǔn)則”“標(biāo)準(zhǔn)”“符合新方法”部分,但是“參考資料”部分沒(méi)有增加內(nèi)容。新增的“5.7軍方管理”條的內(nèi)容見(jiàn)表2。
3 MIL-HDBK-516C的第3次修訂
MIL-HDBK-516C的第3次修訂[4]是澄清了其對(duì)教練機(jī)的相關(guān)術(shù)語(yǔ),即把“5.1.8真實(shí)地面載荷情況的分析和試驗(yàn)”中的“unsymmetric”換為“unsymmetrical”。美國(guó)空軍教練機(jī)T-X計(jì)劃辦公室要求澄清初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)教練機(jī)的下沉速度要求。MIL-HDBK-516C中使用的初級(jí)教練機(jī)(PT)、中級(jí)教練機(jī)(BT)術(shù)語(yǔ)為舊名稱(chēng)。與現(xiàn)在的初級(jí)教練機(jī)(PT)、中級(jí)教練機(jī)(BT)和高級(jí)教練機(jī)(AT)的術(shù)語(yǔ)不同。MIL-HDBK-516C應(yīng)刪除舊術(shù)語(yǔ),使用新術(shù)語(yǔ),以消除混淆。此外,對(duì)所有教練機(jī)下沉速度的要求都相同。
因此,美軍于2016年5月10日對(duì)MIL-HDBK-516C進(jìn)行了第3次修訂,即修訂了5.1.8條的“標(biāo)準(zhǔn)”部分的教練機(jī)下沉速度的內(nèi)容。這一次修訂主要是文字性修訂,其修訂內(nèi)容見(jiàn)表3。
4 MIL-HDBK-516C的第4次修訂
MIL-HDBK-516C的第4次修訂[5]明確了“6.1飛行品質(zhì)”各條款的“符合性”部分的具體內(nèi)容。MIL-HDBK-516C的6.1條有大量條款(100多條),但是每個(gè)條款的“符合性”部分基本上都很簡(jiǎn)單,缺乏具體的指導(dǎo)內(nèi)容,其指導(dǎo)性較差。美軍于2016年5月10日對(duì)MIL-HDBK-516C進(jìn)行了第4次修訂。此次修訂澄清了相關(guān)具體的驗(yàn)證資料。此次修訂在更新“符合性”內(nèi)容的同時(shí),保留了原來(lái)的“符合性”,即在“符合性”中增加/明確指向了MIL-STD-1797《有人駕駛飛機(jī)的飛行品質(zhì)》和ADS-33-PRF《軍用旋翼機(jī)的操縱品質(zhì)要求》中的驗(yàn)證條款。修訂后的示例(第6.1.2條修訂的“符合性”)如下:(1)對(duì)于固定翼飛行器,把MIL-STD-1797的5.1“基本要求”作為驗(yàn)證方法,驗(yàn)證其符合性。(2)對(duì)于旋翼飛行器,把ADS-33-PRF“4驗(yàn)證”作為驗(yàn)證方法,驗(yàn)證其符合性,見(jiàn)表4。
5 MIL-HDBK-516C的第5次修訂
MIL-HDBK-516C的第5次修訂是修訂[6]“9.1.1逃逸系統(tǒng)的安全性兼容性”條,即修訂“彈射傷害準(zhǔn)則”。美國(guó)比較重視對(duì)軍方人員的傷害問(wèn)題。近年來(lái),美國(guó)國(guó)會(huì)和國(guó)防部都建議在軍用航空器墜撞彈射救生的所有階段都應(yīng)保持5%的傷害概率。MIL-HDBK-516C的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于通用,且已經(jīng)過(guò)時(shí)。此外,現(xiàn)在對(duì)于彈射性能/潛在傷害(尤其是頸部受傷)的度量存在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn),但并非所有標(biāo)準(zhǔn)都與傷害概率相關(guān)。
因此,美軍于2016年11月9日對(duì)MIL-HDBK-516C進(jìn)行了第5次修訂,即修訂“9.1.1逃逸系統(tǒng)的安全性兼容性”的彈射傷害準(zhǔn)則。此次主要修訂了“標(biāo)準(zhǔn)”部分,管理性修訂了“準(zhǔn)則”和“符合性”部分。
修改后的標(biāo)準(zhǔn)合并了與傷害概率直接相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),即將傷害風(fēng)險(xiǎn)與《簡(jiǎn)明傷害量表(AIS)》的2級(jí)定義與傷害標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來(lái)。修訂后的內(nèi)容在現(xiàn)有技術(shù)能力范圍內(nèi),盡可能將人員的傷害概率保持在5%(或更低)以?xún)?nèi),見(jiàn)表5。
6 MIL-HDBK-516C的第6次修訂
美軍于2018年4月5日對(duì)MIL-HDBK-516C的第6次修訂[7]是修訂了MIL-HDBK-516C的“8.4防火”等條款的內(nèi)容。
此次修訂的內(nèi)容比較雜亂,含有4個(gè)修訂建議:(1)修訂了MIL-HDBK-516C的2.2.1、5.3.2、19.1.1和19.1.5的“參考資料”部分;(2)修訂了MIL-HDBK-516C的8.4.3.2“安全關(guān)鍵部件”的“準(zhǔn)則”部分;(3)修訂了MIL-HDBK-516C的“8.4.4排水和通風(fēng)”的“標(biāo)準(zhǔn)”部分;(4)修訂了“8.4.15有人區(qū)以及重要區(qū)域的防護(hù)”的“符合性方法”部分。下面分別對(duì)每個(gè)修訂建議進(jìn)行說(shuō)明。
6.1對(duì)相關(guān)條款“參考資料”部分的修訂情況
MIL-HDBK-516C以前在8.4“防火”條的“參考資料”部分規(guī)定的是“MIL-HDBK-1587”。實(shí)際上,2017年MILHDBK-1587已經(jīng)被MIL-STD-1587取代。因此,“參考資料”部分的相應(yīng)內(nèi)容應(yīng)更改為MIL-STD-1587《航空武器系統(tǒng)的材料和工藝要求》。此外,MIL-HDBK-516C的5.3.2、19.1.1和19.1.5等條款也引用了MIL-HDBK-1587。這些條款的相關(guān)內(nèi)容也應(yīng)更新為MIL-STD-1587,見(jiàn)表6。
6.2修訂8.4.3.2條款的“準(zhǔn)則”部分
“8.4.3.2安全關(guān)鍵部件”條款原先要求所有對(duì)安全至關(guān)重要的組件,要能承受預(yù)定水平的火和熱。
(1)該要求實(shí)際上僅應(yīng)適用于在航空器著火區(qū)安裝的安全關(guān)鍵部件(如燃油和液壓截止閥)。對(duì)于這些部件,在暴露于火中一段時(shí)間后必須保持能運(yùn)行的狀態(tài)。
(2)不在飛機(jī)著火區(qū)安裝的設(shè)備(如飛行控制計(jì)算機(jī))不會(huì)暴露于火中。因此,要求其具有能承受那樣的火和熱(來(lái)自火)的能力是不適宜的。
本修訂將相關(guān)要求的適用范圍限制為安裝在飛機(jī)著火區(qū)的安全關(guān)鍵設(shè)備。具體修訂見(jiàn)表7。
6.3修訂8.4.4條款的“標(biāo)準(zhǔn)”部分
“8.4.4排水和通風(fēng)”的“標(biāo)準(zhǔn)”原先要求,對(duì)飛機(jī)上的所有排水和通風(fēng)收集系統(tǒng)進(jìn)行防火加固。用的詞“防火加強(qiáng)(fire hardened)”不是標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語(yǔ)。標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)如下:
(1)“防火”,其能夠承受2000°F的火焰,熱通量為10(btu/sec)/ft2,持續(xù)15min;
(2)“耐火”,其能夠承受2000°F的火焰,熱通量為10(btu/sec)/ft2,持續(xù)5min。
此外,只有穿過(guò)或排空/通風(fēng)著火區(qū)域的排水和通風(fēng)收集系統(tǒng)才需要耐火,但不需要防火。其具體修訂見(jiàn)表8(注:非法定單位℉的換算tf(℉)=3.2+1.8t(℃))。
6.4修訂8.4.15條款的“符合性方法”部分
“8.4.15有人區(qū)以及重要區(qū)域的防護(hù)”的“符合性方法”部分原先內(nèi)容只是“標(biāo)準(zhǔn)”部分內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù),不能為符合性工作提供有效的指導(dǎo),因此進(jìn)行了修訂,見(jiàn)表9。
7 MIL-HDBK-516C的第7次修訂
MIL-HDBK-516C的第7次修訂[8]是大改了“4.4制造和質(zhì)量”。美軍認(rèn)為,MIL-HDBK-516C原先的“4.4制造和質(zhì)量”的大部分內(nèi)容有問(wèn)題。因此,2019年12月4日,美國(guó)空軍對(duì)MIL-HDBK-516C進(jìn)行了第7次修訂。(1)刪除4.4.1~4.4.3三個(gè)條款;(2)修訂了4.4.4~4.4.6三個(gè)條款。
7.1刪除4.4.1~4.4.3三個(gè)條款
美國(guó)軍方認(rèn)為,現(xiàn)在MIL-HDBK-516C的4.4條的文字措辭和意圖不明確,經(jīng)常使項(xiàng)目辦公室的人員感到困惑,且4.4.1~4.4.3三個(gè)條款的準(zhǔn)則/標(biāo)準(zhǔn)之間的內(nèi)容劃分不明確。此外,這些條款過(guò)于關(guān)注零部件(僅針對(duì)CSI/飛行關(guān)鍵硬件);過(guò)于側(cè)重于質(zhì)量控制的特定方法(僅針對(duì)關(guān)鍵特性)。另外,修訂后的4.4.6條款在受影響的零件和質(zhì)量控制方面擴(kuò)大了范圍,涵蓋了原4.4.1~4.4.3三個(gè)條款(關(guān)鍵特性和過(guò)程控制)的主要意圖。因此,此次修訂,刪除了原先的三個(gè)條款。
7.2修訂“4.4.4質(zhì)量體系”條款
現(xiàn)在美國(guó)國(guó)防部已接受美國(guó)聯(lián)邦航空局(FAA)的生產(chǎn)適航審定結(jié)果。本次對(duì)“4.4.4質(zhì)量體系”條款的修訂會(huì)改進(jìn)與FAA生產(chǎn)適航審定準(zhǔn)則的一致性,修訂結(jié)果能得到工業(yè)界更好的理解和認(rèn)可。
修訂前的要求是頂層性、主觀性的標(biāo)準(zhǔn)要求(“有效”“足夠”等),現(xiàn)在的要求更具體。此外,此次修訂也對(duì)質(zhì)量體系的特定要素進(jìn)行了澄清,有了更一致的符合性評(píng)審方法。此次修訂包括:(1)修訂了條款的“準(zhǔn)則”“標(biāo)準(zhǔn)”“符合性”部分;(2)建議的“準(zhǔn)則”和“標(biāo)準(zhǔn)”源于FAR-21.137“生產(chǎn)許可審定—質(zhì)量系統(tǒng)準(zhǔn)則”;(3)“標(biāo)準(zhǔn)”部分的“假冒件控制”內(nèi)容僅來(lái)源于FAR-21.137。具體修訂見(jiàn)表10。
7.3修訂“4.4.5無(wú)損檢測(cè)”(NDI)條款
本修訂主要是消除與其他條款相重復(fù)的要求。本條款原“標(biāo)準(zhǔn)”的三段話中,第一和第三段為“5.4.3”的要求,第二段為“5.4.1”和“7.2.3.3”的要求。
修訂之后本條款更關(guān)注過(guò)程與特定技術(shù)要求。此外,本修訂還會(huì)改進(jìn)與FAA質(zhì)量體系/NDI指南的一致性(AC21-43A的2.7.4“無(wú)損檢測(cè)”)。NDI的技術(shù)要求應(yīng)包含在MIL-HDBK-516C的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則部分中,NDI的過(guò)程要求應(yīng)在“4.4.5”條中。
此外,MIL-HDBK-516C中對(duì)NDI有大量要求,其他條款的NDI要求如下:(1)“5.3.3應(yīng)力和應(yīng)變的設(shè)計(jì)控制”中要求為“對(duì)關(guān)鍵鑄件進(jìn)行100%NDI”。(2)“5.4.1損傷容限”中要求為“對(duì)含有的缺陷,基于對(duì)NDI程序的能力評(píng)估假設(shè)初始裂紋大小”。(3)“5.4.3耐久性和損傷容限控制過(guò)程”中要求“為了維修疲勞/斷裂關(guān)鍵件,采辦機(jī)構(gòu)對(duì)NDI應(yīng)建立完整的檢測(cè)要求、過(guò)程控制要求和質(zhì)量控制要求。此任務(wù)包括確定和監(jiān)督分承包商、供應(yīng)商的計(jì)劃”,還要求“耐久性和損傷容限控制過(guò)程包括特定的NDI演示計(jì)劃,以證明滿足耐久性和/或損傷容限要求”。(4)“7.2.3.3損傷容限(推進(jìn)系統(tǒng))”要求“對(duì)安全性和任務(wù)關(guān)鍵件的NDI,要求規(guī)定NDI裂紋尺寸/檢出概率”。(5)“16.1.8維護(hù)手冊(cè)-NDI”中要求“對(duì)持續(xù)適航的NDI技術(shù)的要求”。(6)19.3.1~19.3.4這4個(gè)條款與NDI相關(guān),但是美軍不使用。
本次修訂之后:(1)建議的“準(zhǔn)則”中去掉了原“已經(jīng)確認(rèn)”的字樣;(2)建議的“標(biāo)準(zhǔn)”源于AC 21-43A的2.7.4“無(wú)損檢測(cè)”,去除了MIL-HDBK-516C的重復(fù)要求;(3)新編了“符合性”部分。具體修訂見(jiàn)表11。
7.4修訂“4.4.6安全相關(guān)項(xiàng)目管理”條款
“4.4.6安全相關(guān)項(xiàng)目管理”是2016年5月10日MILHDBK-516C的第一修正案增加的。此次第7修正案是對(duì)此條款繼續(xù)進(jìn)行修訂。美軍認(rèn)為原4.4.1、4.4.2、4.4.3條款與本條款要求是重復(fù)且令人困惑的。此次修訂包括:(1)消除了非增值性?xún)?nèi)容;(2)擴(kuò)展了所涵蓋的零件范圍和質(zhì)量控制的潛在方法;(3)涵蓋了原4.4.1、4.4.2、4.4.3條款對(duì)CSI(安全關(guān)鍵件)的要求。
此次修訂的要點(diǎn):(1)條款名稱(chēng)中“article”改為“item”;(2)準(zhǔn)則按MIL-HDBK-516C的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了改寫(xiě);(3)修訂了條款名稱(chēng)、括號(hào)中的準(zhǔn)則內(nèi)容。具體修訂見(jiàn)表12。
8結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了美軍對(duì)MIL-HDBK-516C的7次修訂,明確了近年來(lái)美軍的最新軍用適航性要求。本文能對(duì)航空軍事裝備適航性要求的確定和其符合性工作提供一定的幫助。此外,通過(guò)此次對(duì)MIL-HDBK-516C的7次修訂的分析研究還可以得出研究結(jié)論:美軍對(duì)MIL-HDBK-516C的修訂方式是靈活的。既可以對(duì)大的修訂采取換版的方式,也可以對(duì)小的修訂采用修正案的修訂方式。
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U.S. Military’s Recent Revisions to Military Airworthiness Technical Requirements
Liu Youdan
AVIC China Aviation Aero-Polytechnology Establishment,Beijing 100028,China
Abstract: This paper introduces the 7 revisions of the C version of the military airworthiness technical requirements MIL-HDBK-516C by the US Air Force. For the first time, the airworthiness requirements for military aircraft manufacturing have been revised, that is, the relevant provisions of "4.4.6 Safety" have been added. For the second time, the extended restrictions on the military structure were revised, that is, the section "5.7 Military Management" was added. The third revision clarified its related terminology for trainers. The fourth revision clarified the specific content of the "Compliance Method" section of each clause in the "6.1 Flight Quality" section. The fifth revision adds Air Force-specific content to the "Standards" section of "9.1.1 Escape System Safety Compatibility". The sixth revision mainly proposed amendments to several clauses in the "8.4 Fire Protection" section. The seventh revision overhauled the section "4.4 Manufacturing and Quality", that is, the three clauses 4.4.1 to 4.4.3 were deleted, and the three clauses 4.4.4 to 4.4.6 were revised. This paper provides help for the determination of airworthiness requirements of our military’s aviation and military equipment and its compliance work.
Key Words: US Air Force; airworthiness; criteria; 516C evision