馮亮 達(dá)青

《中國(guó)民航主力機(jī)型數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展及應(yīng)用研究》源于2010年中國(guó)東方航空股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)東航）的自立項(xiàng)目和2020年中國(guó)民航安全能力項(xiàng)目，由東航和中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)航科院）共同完成。項(xiàng)目針對(duì)中國(guó)民航主力機(jī)型空客A320系列及波音737NG飛機(jī)開(kāi)展了數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展技術(shù)研究和安全領(lǐng)域的應(yīng)用，解決了波音737NG飛機(jī)右側(cè)空速獲取方法以及系統(tǒng)化數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展等關(guān)鍵技術(shù)，大幅提高了中國(guó)民航主力機(jī)型飛行數(shù)據(jù)獲取能力，研究成果已廣泛應(yīng)用于中國(guó)民航，在中國(guó)民航主力機(jī)型中實(shí)施了“空速不一致”“迎角不一致”安全專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)控，并應(yīng)用于座艙失壓、近地警告等安全事件調(diào)查。

1引言

安全是民航業(yè)的生命線，民航持續(xù)安全在國(guó)家安全戰(zhàn)略中占有突出地位，未來(lái)我國(guó)民航持續(xù)快速增長(zhǎng)必須以持續(xù)安全為基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)是民航安全的寶貴資源，獲取重要的飛行數(shù)據(jù)，是行業(yè)安全管理工作的迫切需求。

作為中國(guó)民航主力機(jī)型的空客A320系列、波音737NG機(jī)型飛機(jī)出廠時(shí)飛行參數(shù)少、不能滿足民航安全管理工作要求的現(xiàn)狀。近年來(lái)，世界范圍內(nèi)連續(xù)發(fā)生了兩起波音737MAX飛機(jī)由于空速不一致導(dǎo)致的航空事故。為保證飛行安全，民航局要求對(duì)所有運(yùn)輸飛機(jī)開(kāi)展“空速不一致”和“迎角不一致”專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)控，然而，波音737NG作為我國(guó)民航的主力機(jī)型，卻在QAR參數(shù)記錄中沒(méi)有記錄右側(cè)空速等大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的相關(guān)參數(shù)，無(wú)法完成“空速不一致”的專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)控。

東航從2010年開(kāi)始探索空客A320系列飛機(jī)數(shù)據(jù)幀擴(kuò)幀技術(shù)；從2019年開(kāi)始，在民航局航空安全辦公室的指導(dǎo)下，東航聯(lián)合航科院開(kāi)展了波音737NG飛機(jī)右側(cè)空速采集改裝設(shè)計(jì)以及波音737NG飛機(jī)系統(tǒng)化數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展研究。

2主要研究?jī)?nèi)容

如圖所示，主要研究包括參數(shù)選取并制定擴(kuò)幀方案、機(jī)載ACMS（Aircraft Condition Monitor System）編制、地面譯碼庫(kù)編制、裝機(jī)驗(yàn)證測(cè)試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)幀規(guī)范研究。在波音737NG飛機(jī)數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展研究中，為獲取飛機(jī)右空速參數(shù)還增加了飛機(jī)線路改裝及適航取證環(huán)節(jié)。改裝在民航華東管理局的大力支持下，獲得了民航局的改裝設(shè)計(jì)批準(zhǔn)（Modification Design Approval， MDA）。

3主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

3.1 波音737NG飛機(jī)右側(cè)空速等相關(guān)參數(shù)采集技術(shù)創(chuàng)新

在世界范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)對(duì)波音737NG系列飛機(jī)右側(cè)空速等右側(cè)大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)相關(guān)參數(shù)的獲取。通過(guò)將右側(cè)的大氣慣導(dǎo)組件信號(hào)接入數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)采集組件的ARINC 429總線，完成右側(cè)空速等飛行數(shù)據(jù)的采集。該改裝技術(shù)經(jīng)濟(jì)可靠，并具有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，獲得了中國(guó)民航局MDA。

3.2 空客A320系列、波音737NG飛機(jī)數(shù)據(jù)幀系統(tǒng)化擴(kuò)展技術(shù)創(chuàng)新

深入挖掘空客A320系列、波音737NG飛機(jī)的機(jī)載ACMS采集和記錄參數(shù)的潛在能力，從參數(shù)來(lái)源擴(kuò)展、參數(shù)篩選、數(shù)據(jù)幀排列方式、參數(shù)采樣誤差精度控制、飛機(jī)ACMS數(shù)據(jù)擴(kuò)展能力試驗(yàn)以及參數(shù)驗(yàn)證等方面開(kāi)展研究。通過(guò)研究，將空客A320系列飛機(jī)QAR參數(shù)記錄的數(shù)量由飛機(jī)交付時(shí)的三百多個(gè)擴(kuò)展到兩千多個(gè)；波音737NG飛機(jī)QAR記錄的參數(shù)增加了400多個(gè)。在增加參數(shù)的同時(shí)，對(duì)重要參數(shù)還增加了記錄頻率。

3.3“空速不一致”“迎角不一致”監(jiān)控模型創(chuàng)新

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法設(shè)計(jì)了“空速不一致”“迎角不一致”安全監(jiān)控模型，實(shí)現(xiàn)了全行業(yè)空客A320系列、波音737NG飛機(jī)“空速不一致”“迎角不一致”專(zhuān)項(xiàng)安全監(jiān)控。

4 研究成果

4.1 專(zhuān)利、軟件著作權(quán)

項(xiàng)目獲得1項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，另1項(xiàng)申請(qǐng)中，2項(xiàng)軟件著作權(quán)。

發(fā)明專(zhuān)利：

1）應(yīng)用于飛機(jī)的報(bào)警方法、系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)終端（202111066816.0）；

2）一種飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)（ZL 2016 11245731.8）。

軟件著作權(quán)：

1）空客A320系列飛機(jī)飛行數(shù)據(jù)接口組件記錄參數(shù)升級(jí)軟件V1.0，證書(shū)號(hào)：軟著登字第0584920號(hào)；

2）波音737NG飛機(jī)數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)采集組件記錄參數(shù)升級(jí)軟件[簡(jiǎn)稱(chēng)：ACMS軟件]V1.0，證書(shū)號(hào)：軟著登字第8164283號(hào)。

4.2 科技成果評(píng)價(jià)

項(xiàng)目研究成果通過(guò)了中國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)的科技成果評(píng)價(jià)，專(zhuān)家組認(rèn)為本項(xiàng)目在波音737NG右空速采集技術(shù)、空客A320系列和波音737NG機(jī)型的數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展技術(shù)方面達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，并獲2020年度中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

5推廣應(yīng)用

1）2020年，民航局領(lǐng)導(dǎo)對(duì)波音737NG擴(kuò)幀的研究成果給予充分肯定，決定在全行業(yè)推廣該成果。根據(jù)民航局《關(guān)于B737NG數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展試點(diǎn)項(xiàng)目推廣應(yīng)用的通知》局發(fā)明電〔2020〕628 號(hào)文件要求，2020年9月開(kāi)始對(duì)在中國(guó)注冊(cè)并按CCAR121部運(yùn)行的波音737NG飛機(jī)開(kāi)始實(shí)施加改裝。

2）空客A320系列飛機(jī)記錄參數(shù)升級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)已通過(guò)美國(guó)特勵(lì)達(dá)公司向全球市場(chǎng)推廣。國(guó)內(nèi)近80%的空客A320系列飛機(jī)上使用該成果，涉及國(guó)航、東航、南航等21家航空公司，國(guó)際上達(dá)美航空、Wizz Air、Air New Zealand等航空公司使用該成果。

3）項(xiàng)目成果已應(yīng)用在中國(guó)民航專(zhuān)項(xiàng)安全監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了全行業(yè)空客A320系列、波音737NG飛機(jī)“空速不一致”和“迎角不一致”的監(jiān)控；廣泛用于座艙失壓、低高度大坡度、高原機(jī)場(chǎng)超輪速等安全事件調(diào)查，得到了民航局航空安全辦公室高度認(rèn)可；同時(shí)，一些重要參數(shù)為航空公司實(shí)施SOP程序監(jiān)控、RNP運(yùn)行監(jiān)控、空調(diào)性能監(jiān)控、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控管理等提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源，提升了航空公司飛行訓(xùn)練與培訓(xùn)能力、運(yùn)行管理水平、運(yùn)營(yíng)效益、以及機(jī)務(wù)維修能力等。

6總結(jié)

東航以民航安全為己任，歷時(shí)11年刻苦鉆研，研究成果已應(yīng)用到中國(guó)民航60%的飛機(jī)上，在世界范圍內(nèi)首創(chuàng)性地開(kāi)展了空客A320系列和波音737NG機(jī)型系統(tǒng)化數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展研究。通過(guò)研究，獲取了波音737NG飛機(jī)右側(cè)空速等大氣數(shù)據(jù)；同時(shí)，空客A320系列、波音737NG獲得了大量與民航安全以及航空公司運(yùn)行相關(guān)的重要飛行參數(shù)；在民航機(jī)隊(duì)中實(shí)現(xiàn)了“空速不一致”“迎角不一致”的安全專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)控，在航空事故調(diào)查領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為航空公司實(shí)施安全監(jiān)控、提升效益提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，是民航安全領(lǐng)域的一項(xiàng)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的科技創(chuàng)新研究。