本文作者：劉久戰蔡安張曉靜李旺波工作單位：中航工業西安飛機工業（集團）有限責任公司

航空材料是航空產品的物質基礎。航空材料標準是規定航空材料產品應達到的各項性能指標和質量要求的標準化文件。航空產品的特殊性意味著航空材料的特殊性，也意味著衡量其各項性能指標和質量要求的材料標準的特殊性。民用飛機高的可靠性、安全性、經濟性、先進性和一些其他特殊要求，使得民用飛機對航空材料以及材料標準的要求更加苛刻。對飛機產品建立專門的航空材料以及材料標準并實行單獨管理對于航空制造行業的健康可持續發展意義重大。當然，諸如有關材料方面的術語和定義標準、試驗標準、計量標準、工藝標準、專用手冊等，也是發展航空產品不可缺少的重要文件，所有這些適用于飛機產品的材料標準以及相關文件組成了一個有機的整體，也就是通常我們所說的航空材料和材料標準體系。這個體系是航空制造行業生產的重要技術基礎之一。如果我們民用航空行業沒有一個健全、強大的航空材料和材料標準體系，我們的民機要想快速發展并走向世界無疑相當困難。我國的航空產業經歷了從修理、引進、仿制到改進、改型和自行設計研制的發展歷程。用于制造航空產品的各種航空材料以及材料標準也經歷了類似的發展歷程。由于軍用飛機和民用飛機是兩套完全不同的理念設計，而我國現有的航空材料和材料標準基本是在滿足軍用飛機的研制和生產的過程中發展和建立起來的，因此我國目前的航空材料及材料標準體系還遠不能適應新型民用飛機的研制和生產。隨著我國綜合國力的不斷提高，民用飛機包括大型民用客機的研制擺到了我們面前，如何做好我國民用飛機已成為新一代航空人的歷史使命。縱觀目前我國民用飛機的選材特點和現狀，我們不難看出，我國民用飛機型號幾乎全部選用國外材料和材料標準。這些國外材料應用于大到主結構件，如機翼、蒙皮、長桁、梁，小到普通螺栓、銷軸、涂料（油漆）、橡膠件、潤滑脂，甚至包括普通工具、螺釘等幾乎所有的飛機零部件及系統。國產民用飛機在選材時一邊倒地“崇洋媚外”到底是什么原因？因此，必須盡快對我國現有航空材料和材料標準體系不能適用民機發展的不利因素開展深入研究，從而探尋一種有效的改進措施，使我國民用飛機上使用的航空材料和材料標準真正立足于國內。

1美國航空材料和材料標準體系特點簡介

美國在航空材料及材料標準體系方面的研究走在世界的前列。根據資料介紹，美國航空材料及材料標準體系的管理和建設部門主要是SAE（汽車工程師協會）下設的宇航材料分會。該部門主要負責起草和編制宇航材料規范（AMS）。當然，AMS不僅只有材料標準，還有相當數量的有關航空材料試驗、測量以及工藝等方面的標準，有關這方面的大部分通用標準在美國還有一個被稱作材料與試驗協會（ASTM）的部門負責。從一定意義上來說，ASTM標準是AMS的基礎，這兩類標準相互補充，共同組成了美國的航空材料及材料標準體系。SAE成立于20世紀中期，經過半個多世紀的發展，SAE編發的各種AMS材料標準已發展成為世界航空器制造企業公認且普遍采用的材料標準。歐洲、日本、巴西等國家的民用飛機上都大量使用滿足AMS的材料。我國新型民用飛機上也已大量采用按AMS生產的材料，其先進性、通用性、可執行性等諸多優點得到了飛機設計部門、材料制造廠、飛機用戶和適航部門的普遍認可。美國早期的部分聯邦標準（如QQ標準）、軍用標準（MIL標準）如今也在標準標識前增加了“AMS”標記，這些現象足以說明AMS的影響力和先進地位。總結各類AMS可以大致看出其具有以下幾方面的優勢。

1.1標準體系涉及材料種類齊全，涵蓋面廣AMS的數量在世界各國航空材料標準中最多，其所涵蓋的材料種類相對齊全，包括航空器上使用的各類金屬材料、非金屬材料、通用復合材料等幾乎所有類別。不僅如此，AMS中還包括大量相關的工藝標準、試驗標準、公差和質量控制標準、成品件標準等。例如在特種工藝標準中，涵蓋了熱處理、焊接、表面處理、表面強化、腐蝕防護等；在成品件標準中，包含了彈簧、緊固件、標準件在內的幾十余種零件標準。此外，AMS標準還包括航空維修用的一些特殊材料的標準以及相關試驗方法標準等，如晶粒度、壓力實驗、微量元素控制、取樣等都囊括在內。近年來，AMS注重了特種工藝標準的發展，尤其是熱處理、表面處理、焊接等專業的標準制定速度加快，以熱處理標準為例，涉及鋼、高溫合金、鋁合金、鈦合金、銅合金等的AMS標準也達到了相當數量。

1.2標準的通用化程度較高AMS具體標準是基于材料本身的自然屬性和特點、性能和使用條件制定的標準，雖然其通常稱為宇航材料規范，但編制內容并不限于材料在航空飛機、發動機或機載設備上具體應用部位或產品的型號類別，這不僅有利于材料在各個行業的推廣應用，甚至在不同的國家也可以實現通用。此外，AMS和ASTM組織協作創建的UNS材料統一編號體系（每個合金的編號由1個字母和5個數字組成），提供了一種方便其他協會、貿易組織、用戶和生產者使用的材料牌號對應手段，為材料選用、快速檢索、電子化和橫向對比金屬和合金的數據提供了可能。AMS標準通用性好是其被廣泛接受和采用的重要原因之一。

摘要：發展大飛機項目對我國具有重要意義。以波特五力模型為理論基礎，分析民用大型飛機制造業的五種力量：新進入者，替代產品，買方談價能力，賣方談價能力和現有競爭者力量。并針對我國大飛機項目的特殊性進行具體分析，闡述其發展的重要意義，并指出政府在大飛機發展中的作用。

關鍵詞：五力模型；大飛機；產業環境

1民用大型飛機制造業的五力分析

1.1新進入者威脅

1.1.1進入壁壘

開發新飛機的巨額成本。飛機作為高技術含量產品，需要投入大量研發費用，且一般研發周期在十年左右。據稱，空客A380研發費用據稱高達107億美元，而且可能仍在不斷追加過程中。

1飛控系統設計理念定義

飛控系統設計理念是飛控系統設計人員設計飛控產品時，綜合歷史、文化、市場、新技術、駕駛員、航空公司和適航等因素，所確立的設計思想和頂層原則，浸透在具體設計細節中，使飛控系統具有個性化、專業化和獨立的產品特征。

2飛控系統設計理念生命周期

飛控設計理念生命周期在立項論證階段，建立飛控設計理念和提出新的設計理念；在可行性論證階段，確認與評估新的設計理念；在預發展階段、工程發展階段中，具體應用設計理念

3飛控系統設計理念哲學特點

飛控設計理念哲學本質是正確處理設計理念與客觀世界（市場、技術、駕駛員、航空公司等）的關系，正確認識和洞察客觀世界，把握變化，發展規律，遵循其規律辦事情，具體有以下特點：創新性、發展性、系統性和適用性。

1民用飛機橫航向增穩系統設計方案

控制增穩的控制律設計,首先要滿足穩定性要求。設計實踐經驗表明,在線性設計階段,應力求留出足夠的幅值穩定裕量和相位裕量;從而使非線性設計和實際系統交付時,得以滿足6分貝幅值裕量和45°相位裕量的指標要求。具體設計指標如下。滾轉軸操縱具備滾轉角速度控制/傾斜角姿態保持響應類型,并具有自動轉彎協調能力。偏航角操縱具備常規的側滑角控制響應類型,而由側滑引起的滾轉趨勢可以通過副翼調節自動防御。荷蘭滾阻尼比大于0.5,滾轉角速度響應零點和荷蘭滾極點盡量對消,以提高乘坐品質。滾轉模態半衰期足夠小。

1.1基于滾轉角速率反饋副翼的控制方案

滾轉角速率反饋的主要目的是減少飛機滾轉性能隨飛行條件的變化。可以在提高動穩定性的同時,改善以致消除滾轉角速率振蕩引起的傾斜角振蕩,并在全包線內獲得良好的橫航向控制增穩能。

1.2基于側向過載或側滑角反饋控制方案

引入側向過載或側滑角反饋有利于提高荷蘭滾模態頻率。同時引入偏航角速率和側向過載反饋不僅可以補償航向靜安定度,而且有助于減小滾轉機動和側向擾動時的側向過載和側滑角。因此,在偏航通道和滾轉通道中分別引入滾轉角速率反饋和偏航角速率反饋可以增加相應通道的阻尼比,引入側滑角或側向過載反饋則可以增加系統靜穩定性,但同樣會減小系統阻尼。以上三種反饋控制方案的優、缺點總結于表1中。對于橫側向增穩來說,單獨引入角速率反饋、側向過載或側滑角反饋不會使系統有較理想的特性。由于滾轉和偏航運動的耦合關系,通常采用在副翼通道中引入滾轉角速率、側滑角、側向過載反饋、在方向舵通道中引入偏航角速率、側向過載、側滑角反饋的綜合增穩控制方案,如圖1所示。

一、俄羅斯民用航空業介紹

當今世界民用飛機市場上,能夠研制生產干線飛機的6家公司(美國波音公司、法國空客公司、俄羅斯圖波列夫航空科學技術聯合公司、伊留申航空聯合公司和雅科夫列夫實驗設計局聯合公司,以及烏克蘭安東諾夫航空科技聯合體)中,俄羅斯就占了3家。對俄羅斯民用航空飛機的印象大多還停留在伊爾-62這代客機的身上。但實際上,俄羅斯新一代客機早已和波音空客相差無幾。在完整的航空科學基礎理論體系基礎之上,俄羅斯擁有較完備的科研實驗體系和自己獨有的航空工業生產體系。作為蘇聯的繼承者,俄羅斯擁有蘇聯時期航空科研力量的85%,航空生產能力的80%。俄羅斯擁有世界上唯一的艦載直升機設計局、唯一的水上飛機設計局、唯一的整機風洞試驗場、唯一的飛艇設計局。

蘇聯解體后,俄羅斯的民用航空工業曾經日漸衰退,尤其是民航機制造部門,一度處于“休克”狀態。

二、俄羅斯促進民用航空業戰略發展

為了發展民用飛機產業,提高民用飛機在國際市場的占有率,俄羅斯制定和通過了一系列旨在加速發展民用飛機工業的重要文件,包括2000年12月7日議會批準的《民航服務發展構想》,2001年2月3日普京總統批準的《俄羅斯聯邦航空政策基礎》。2005年以來,俄羅斯政府相繼出臺了3個將對其航空工業發展產生重大而深遠影響的綱領性文件:《2015年前俄羅斯航空工業發展戰略》(下稱戰略)、《2002～2010年及2015年前民用航空技術裝備發展》聯邦專項規劃(新修訂版)(下稱規劃)、《俄羅斯航空工業組建聯合航空制造公司的方案》。根據《戰略》,俄羅斯將在2015年以前將民用飛機制造業的產值翻兩番,每年的銷售額預計可達70億至80億美元,使俄羅斯民用航空制造工業打入世界前三名。《規劃》分為兩個階段:第一階段(2002-2005年),經費需求總額375.6億盧布,其中聯邦預算127.8億盧布,約占34%。第二階段(2006-2015年),經費需求總額(以2005年不變價計算)2437.9億盧布,其中聯邦預算為1340.6億盧布,約占55%。由此可見,俄羅斯將顯著加強國家對民機制造業的投入力度。另外,在《規劃》中明確,有風險的技術研究與科研基礎設施建設的財政撥款是國家的優先任務。隨著技術風險的降低,企業(個人投資者)自有或通過直接與間接融資獲得的預算外資金比例將不斷提高。國家更有能力承擔技術性風險,而企業-私人伙伴更善于應對市場風險。聯合飛機制造集團采用的國家-企業(私人伙伴)分擔風險的模式正是基于這樣的理念。

2006年2月20日,普京總統簽署了關于組建“俄羅斯聯合航空制造公司”的總統令。2006年11月,聯合飛機制造集團(UnitedAircraftCorporation,UAC)正式成立。它由俄羅斯總統普京下令成立,是一家俄羅斯國有的,由近20家公司和企業組成的飛機制造集團,并由政府第一副總理伊萬諾夫任董事長。聯合航空制造集團注冊法定資本967.2億盧布,其中國家占有90.1%,并集中了俄羅斯飛機制造公司的所有股份。該集團由軍用飛機制造、運輸機制造、民用飛機制造和航空零部件生產等四部分組成,是一個集研制、生產經營、市場開發、維修和售后服務等完整產業鏈為一體的大型飛機設計生產制造企業。組建聯合飛機制造集團的目的在于整合俄國內各飛機制造公司的資源,保存俄在軍用航空領域的地位并為俄民用航空業開拓世界市場,使俄羅斯進入世界航空制造業的前三強。它的組建使俄羅斯民用飛機制造符合國家的長遠利益,使其更善于應對市場風險。

摘要：航空航天領域一直以來都是各個國家重點研究的方向，為了確保航空設備能夠正常運行，將故障監測和管理裝置引入航空領域中是必然的發展趨勢。在航空領域中應用更多的高新技術，能夠強化系統的維護水平，帶動維護決策朝著自動化、智能化的方向前行，全新裝置的推廣必定會加快現代化進程。期望真正達成系統的自主保護，就無法脫離PHM技術，其能夠進一步提高飛機的穩定性、可監測性以及安全系數，同時，也能夠優化經濟投入成本以及后期維護費用，PHM在飛機系統研究中發揮出越來越重要的作用。本文基于當前PHM技術的發展狀況，簡要論述PHM技術的相關原理，并針對其中的核心技術進行深入分析，預測未來飛機系統的健康管理模式。

關鍵詞：故障預測與狀態管理（PHM）；體系結構；自主式

后勤保障系統進入新的發展時期，現代武器裝備整體上朝著智能化的趨勢前行，作戰方式也轉變成聯合作戰模式以及網絡戰斗模式，這就要求武器裝備的性能更加優良，可以針對特殊情況做出快速響應并能夠持續穩定的運行。所以，全球范圍內各個國家都將研究重心轉移到綜合程度更高的故障檢測以及PHM技術等方面。PHM技術突破傳統監測時單一的狀態監控模式，逐漸形成了智能化的健康管理體系，同時，也融入了故障監測服務，利用故障監測能夠及時準確地設計維護方案并確保系統穩定運行，有助于優化武器系統的維護成本，保證系統安全性能、可靠性能達到標準。

1PHM的內涵和原理

故障監測以及PHM技術在實際應用中扮演的角色越來越重要，逐步成為當前飛機系統以及車船系統中不可獲取的組成環節。故障檢測服務，可以自主監測系統中各個模塊的工況，同時，給出預測報告；PHM技術，也就是健康管理，能夠基于故障監測服務給出的系統報告，針對其中的資源配比以及功能指標進行分析，為后期系統維護提供參考意見。PHM技術是一種以智能化系統為核心的預測服務。通過性能優良、靈敏程度較高的傳感設備采集系統中各個模塊的實際工況指標，借助高效的數學分析算法，諸如傅里葉級數和Gabor變換等，配合搭建完成的人工數學模型，對系統做出相應的預估評判，完成對飛機系統運行情況的實時監測和管控。PHM技術融入實際系統中，將原本出現故障后的維修模式以及定期維護的模式轉變成按照系統狀態的維護模式，英文簡稱為CBM。PHM技術從本質來說是利用人工智能技術搭建起相應的系統模型，比如，神經網絡系統、蟻群算法等。能夠針對系統的工況參數以及故障類型進行準確的推測和判別。

2PHM系統結構和功能

摘要：本文對我國通用飛機型號工程管理的發展歷程和現狀進行了闡述，詳細介紹了網絡計劃技術和并行工程技術在飛機型號工程管理中的運用。并結合我國已經實施的飛機項目型號項目管理案例，對通用飛機型號工程的管理進行了較為深入的探討。

關鍵詞：飛機型號；網絡計劃；并行工程；工程管理

隨著國際國內航空工業市場競爭日趨激烈，對飛機型號工程管理的模式提出了更高的要求。與其他機械、設備工具的生產不同，飛機的制造科技含量更高，制造的成本和難度都非常大，加上為了滿足不同用戶的使用需求，必須做出各種不同的改進，這也造成了一種表面上進行批量生產而實際中卻是以架次標準進行生產。良好的工程管理是提高飛機的制造效率所不可或缺的。提高和優化飛機型號工程的管理模式以及組織形式是現代航空工業研究的重點和方向。

1.飛機型號工程管理概述

一個飛機項目其實就是某一個飛機型號，飛機型號工程的管理涵蓋了飛機的整個“生命周期”。對飛機的各項指技術標進行改進也就意味著飛機項目有了新的發展，達到客戶對飛機的各項要求。民用飛機研制是一項復雜的系統工程，一個民用飛機項目往往包含成百上千個子系統，需要成千上萬的人長時間協同和努力才能完成。尤其是全新研制的飛機，設計、工藝和生產準備的工作量非常大。

2.我國通用飛機型號工程管理發展歷程與進展

摘要：對風險管理在飛機項目管理中的運用作用進行闡述，從風險管理環節建設、風險識別、風險分析評價、風險應對等多個方面入手，對風險管理在飛機項目管理中的運用要點進行解析，并以此為依據，提出風險管理在飛機項目管理中的運用對策。

關鍵詞：風險管理；飛機項目；運用實踐

1風險管理在飛機項目管理中的運用作用

隨著C919飛機的試運行獲取成功之后，我國飛機事業得到了全面的發展，并且在國家社會以及經濟發展中起到了重要的作用。從飛機研發角度來說，自身作為一項較為繁瑣的工作，含有一定的技術性、高效性、高投放性以及繁瑣性等特性，在穩定性、安全性以及平穩性等方面提出了嚴格的標準。通常情況下，一個飛機項目一般由40萬個以上的固定物構建而成，并且和300多萬個零部件進行結合，分布的線纜以及電子設備的長度也高達幾十km，從而形成一個完整的系統。此外，在進行飛機研發的過程中，研發時間相對較長，資金投放數量較多，參與的行業機構熟練繁多，再加上受到一些不可控因素的影響，這給飛機研發和生產增添了一定難度。鑒于上述因素，導致飛機研發項目自身含有一定的不穩定因素，面臨的風險因素眾多，風險因素之間內部關系交錯復雜，影響度較深。所以，把風險管理理念運用到飛機項目管理工作中是非常必要的。因為飛機項目自身含有一定的特殊性質，需要把項目管理的風險管理技術科學的運用到飛機項目管理工作中，通過建設完善的風險管理環境，全面落實風險識別、風險分析、風險評估等工作，減少不必要風險出現，給飛機項目研發和開展提供條件。

2風險管理在飛機項目管理中的運用要點

風險環境的建設作為飛機項目風險管理的第一環節。飛機項目風險環境主要由三種內容構建而成，一個是內部環境，另一個是外部環境，最后一個是過程環境。其中外部環境通常涉及了法律因素、政策因素等。內部環境包含了組織框架、職責分工等。過程環境有目標確定，根據風險類型制定項目風險分類結構加以細化，對項目風險管理規劃編制標準進行確定，通過科學分配風險管理活動職責，結合節點標準實現風險核查報表的編制，建立完善的風險識別模型，給飛機項目風險規劃方案的設定提供依據。飛機項目風險識別主要指，根據風險管理環境、參考數據以及工程項目自身標準等，并且根據經驗導向以及分類導向等方式實現風險識別。通常情況下，項目風險識別方式可以采用目標維度以及過程維度等方面實現項目細節，對各個項目具體工作加以風險評估。現階段，廣泛應用的風險識別方式在于定性識別方式、定量識別方式等。其中定性識別方式中涉及了FMEA、檢查表法、德爾菲等，而定量識別方式中包含了關聯分析、帕雷托分析、趨勢分析等。在這些風險識別方式中，作為有效的方式在于FMEA。風險管理將會導致技術風險出現，而技術風險也會導致管理風險發生。

摘要：在軍機飛行管理系統中開展適航性工作，是飛行管理系統研制過程中的難點之一。本文通過研究國外軍機適航性和飛行管理系統在軍機上的應用現狀，對比分析我國軍機開展適航性的現狀和難點，確定我國軍機飛行管理系統的適航性在設計研制過程中需遵循的規范和標準。本文還對軍機型號研制中開展飛行管理系統的適航性的安全性做了分析，以及對飛行管理系統適航性實現的設計要求和管理要求進行分析，探索了在我國現行的軍機機載型號產品的研制體系下，如何開展軍機飛行管理系統適航性工作，對國產軍機型號和機載型號產品適航性工作推進有較強的指導意義。

關鍵詞：軍用飛機；適航性；飛行管理系統；安全性；適航體系

0引言

適航性是指航空器在預期的環境條件下的一種適合安全飛行的固有特性，或航空設備能夠支撐航空器安全飛行的特性[1]。適航性原本是民航中的概念，它明確要求民用飛機必須獲得型號合格證、生產合格證、單機合格證等，且能夠保證進行持續適航，以確保民機達到要求的安全等級[2]。適航性要求民用飛機具備和滿足適航要求，才能在空域中進行飛行。鑒于適航性能夠提升飛行安全，并且在民機上已經能夠成熟應用，因此，軍機也逐漸接受了適航性的概念，并在逐步推廣應用。雖然我國的航空工業基礎較為薄弱，但隨著經濟的持續增長，我國航空工業也得到了快速發展，逐漸研制出具備適航性的民用飛機。從運12、新舟60到新舟600和700等渦槳飛機，及ARJ21、C919等渦扇飛機，證明我國已具備研制符合民航標準飛機的能力，并且適航能力也達到了國際先進水平。軍機如何借鑒民機適航性的成功經驗，是現階段我國軍方和航空工業面臨的一個重要課題。軍機適航性，是指軍用飛機能夠滿足軍事任務運行安全的特性[3]。針對這一目標，參考國外軍機適航經驗，在基于民機適航的基礎上，我國逐漸開展了軍機的適航工作，Guo研究了軍機開發的適航管理系統[4]。飛行管理系統[5]作為民機中成熟的高度功能集成的系統級機載設備，在國外的軍機上也獲得了普遍應用。隨著我國航空電子技術的發展、軍機自動化程度要求的提高和兼容民航航線運營要求的普及，飛行管理系統逐漸開始在軍機上進行推廣。作為最早在民機上應用且與民航空域管理密切相關的機載設備，飛行管理系統在軍機上的應用也需要滿足適航性要求，這就要求國產軍機從機載設備研制的初期開展適航工作。

1飛行管理系統在軍機中應用

從國外來看，北約的軍用飛機，如巡邏機、加油機、運輸機、轟炸機甚至殲擊機上，均已普遍裝備了飛行管理系統，一般采用已經在民機上成熟應用的飛行管理系統產品，通過增加適合裝備機型的特殊功能，如反潛巡邏、空投空降、固定程序空中加油等功能，進行功能升級并進行應用。如GE公司研制的飛行管理系統在軍用運輸機、加油機、特種機上應用的功能如表1所示。從國內來看，在國產大型運輸機之前，我國的軍用飛機基本不裝備飛行管理系統，而是將不同的部分功能，如飛行計劃/任務計劃的制定、自動飛行引導、綜合導航管理以及機載導航數據庫管理等在不同的設備中實現。隨著新研型號自動化程度和作戰能力提升的需求以及集成航電技術的進步，需要將飛行管理系統不同的功能進行集成，開展綜合化航電的應用，因此，飛行管理系統在國產軍機上具備了應用和推廣條件,現已在運8[6,7]改裝飛機逐步開始裝備飛行管理系統。

1民用大型飛機制造業的五力分析

1.1新進入者威脅

1.1.1進入壁壘

開發新飛機的巨額成本。飛機作為高技術含量產品，需要投入大量研發費用，且一般研發周期在十年左右。據稱，空客A380研發費用據稱高達107億美元，而且可能仍在不斷追加過程中。

較高的世界需求份額。巨額開發成本導致一家公司要想保持盈虧平衡就必須獲得較多的世界需求份額。例如波音777，需要售出200架以上才能保持盈虧平衡，而這相當于1994-2004年該級別飛機預計銷售量的15%。

明顯的經驗曲線。飛機制造存在學習效應，平均來說，累計產量每增加一倍，單位成本將下降20%。一家公司如果不能沿著經驗曲線運動，其單位成本將處于相當不利的地位。