国 瑛 李 侦
(成都飞机设计研究所,四川 成都 610041)
飞机的研制是一项复杂的系统工程,根据型号研制进程和应用标准的深入,常常会发现标准中的某些内容,如果生搬硬套,完全照搬标准,无法满足研制要求,同时会增加一些不必要的研制经费与周期。
某重点型号飞机是我国自20世纪80年代开始自行研制的先进歼击机,其技术起点高、研制难度大、协作面广,与飞机配套的新成品达280多项,用户方提出实施的标准先进。我所结合型号研制需求,采用剪裁方法,对用户方提出的相关标准进行了科学、有效的剪裁,形成了型号专用规范,作为型号研制的技术依据,为型号研制奠定了坚实基础。
在某重点型号飞机研制工作中全面贯彻实施了相关的国标、国军标、航标、其他行业标准、国外标准和企业标准。据统计全机应用标准多达3 371项,其中:国家标准680项,多为通用基础类和通用材料类标准,占到国家标准的69%;国家军用标准399项,飞机设计规范、标准居多,占到国家军用标准的41%;行业标准1 076项,以通用基础、飞机设计规范和标准、地面保障、零部件和元器件、材料和工艺工装类标准居多,占到行业标准的92%;国外标准254项,多为飞机设计标准和规范,占到国外标准的66%;企业标准和型号标准962项,占到实施标准的28.5%。
GJB 150–1986《军用设备环境试验方法》系列标准,由于其涉及面宽、技术难度大,投入经费多,因此作为飞机研制重大标准进行贯彻实施。根据实际应用情况,我们对GJB 150–1986进行了剪裁,除 GJB 150.15–1986中第2.2.1加速度试验量值;GJB 150.17–1986中声压级量值;GJB 150.20–1986中第2.2持续时间外,其他技术内容在飞机设计和成品研制中得到全面的贯彻实施。
据统计在252份新成品协议书签订中落实了环境试验项目,有92%以上的成品要求完成高温、低温、湿热、盐雾、振动、冲击等6项试验;有50%~80%的成品要求完成加速度、霉菌、温度冲击、温度–高度、砂尘5项试验;对安装在飞机特定部位的成品才要求完成相应的淋雨、炮振、太阳辐射、噪声、爆炸减压、爆炸性大气试验项目;其它(包括温度–湿度–高度、浸渍、结冰、防污染等)为要求较少的试验项目。具体应用情况见表1。
表1 GJB 150应用情况
GJB 151–1986《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》系列标准,除GJB 151.1–1986标准中第3.2条非关键区,第7章表1的UM04,UM05,UM06,第7.4条对民用设备的要求和第8章说明,以及GJB 151.2–1986中第1.1条A1类设备和分系统的分类和第1.2条试验项目的要求(表2和表3)外,其他技术内容在航电、飞控、电气系统、地面测试设备和相关的成品研制中得到全面的贯彻实施。
首次在飞机研制中全面贯彻实施了GJB 450–88《装备研制与生产的可靠性通用大纲》和GJB 312–87《飞机维修品质规范》等标准,以标准为基础,考虑效费比、工程情况、国内开展可靠性工作的条件和基础及重要程度等因素,对工作项目进行了剪裁,增加了故障树分析、可靠性设计准则、热设计、可靠性验证等要求。指导和规范了飞机可靠性、维修性工作规划、可靠性、维修性大纲的编制工作及贯彻实施工作。
将MIL–W–5088K《航空航天器布线》标准融于飞机研制电网设计工作中,参照MIL–W–5088K标准,结合引进的电气计算机辅助设计程序(ECAD软件)对MIL–W–5088K标准进行了剪裁。如MIL–W–5088K中规定对长度短于6英寸(15 cm)电线或电缆在图纸上应有完整的识别编号,允许用一根直线形式表示几个电路。剪裁为长度大于35 cm电线一律作为跨接线在图纸上不需要完整的编号,一根直线只能表示一个电路。对于MIL–W–5088K中布线的主要支承间隔不得超过24英寸(≈600 mm)的要求,根据工程研制经验和实际应用情况,将主支承间距细化确定为(250~300)mm。MIL–W–5088K中相关技术内容在电网设计中得到了充分的应用实施,大大提高了设计质量和效率,加快了研制进度。
飞行品质方面直接贯彻了GJB 185–1986《有人驾驶飞机(固定翼)飞行品质》中的主要内容。如:飞机速度的纵向稳定性,飞机纵向短周期模态特性,荷兰滚模态特性,单位过载杆力梯度,飞机的滚转性能要求等。在此基础上,根据飞机的研制需求,对GJB 185–1986中的部分内容(如第8.3条动态特性、第8.5.1条故障瞬态、第8.6.1条瞬态模态转换瞬态等)进行剪裁,形成型号专用规范。
飞行控制系统设计方面基本上贯彻了MIL–F–9490D《有人驾驶飞机飞行操纵系统设计、安装和试验通用规范》,在故障瞬态和抗电强度指标方面根据研制需要进行了剪裁,形成型号专用规范,以满足研制要求。
MIL–F–38363B《飞机燃油系统一般要求》是指导某型号飞机燃油系统设计的重要标准,在燃油系统设计中直接采用了MIL–F–38363B大部分内容,仅对MIL–F–38363B中第3.5.2条故障准则;第3.5.3.3条系统及其附件工作压力、和第3.1.3条空中放油分系统进行了剪裁。
GJB 638–88《飞机Ⅰ、Ⅱ型液压系统设计、安装要求》和MIL–H–5400G《飞机液压系统设计》是指导液压系统设计的重要标准,在液压系统设计中直接贯彻了GJB 638–88主要内容,根据型号研制特点和实际要求,对MIL–W–5440G中第3.6.4.1条回油管路中的附件、导管和接头的设计压力值;第3.11.28.1条导管壁厚值进行了剪裁,形成型号专用规范,指导和规范研制工作。
环境控制标准方面,研制中对MIL–E–18927E《环境控制系统总要求》的第3.1.6.1条座舱内人员头部平面的空气流速;第3.1.6.2.2条供给电子设备的冷却空气的湿含量等内容进行剪裁,其他技术内容按标准进行设计,并编制了型号专用规范,有效的保证了系统设计质量。
将标准中的先进科技成果,生产、使用中的成功经验和管理经验直接应用于某重点型号飞机研制之中,使工程设计人员把更多的精力致力于专业技术研究和系统优化中,解决了型号研制中的许多技术难点和技术关键,有效的减少了技术风险,缩短研制周期。
以标准为基础,结合型号研制特点,对标准实施合理、有效的剪裁,形成型号专用规范,开创了标准剪裁的先例和典型,解决了以往型号研制中缺专用规范的问题,使整个型号研制工作规范有序,有法可依、有据可查,减少了扯皮推诿现象。
在型号研制的工程图样、技术文件中应用标准,在成品技术合同中实施与研制要求密切相关的总体性标准和相关性专业标准,将使用方和总体设计单位提出的实施标准落到实处,解决了以往型号和成品研制工作中标准要求不明确的现象,有效的保证了型号和成品研制及交付质量。
全面系统性的实施标准,对相关的国家标准、国家军用标准、行业标准、企业标准进行了一次全面的检查,积累了丰富的素材,为相关标准的制(修)订提供了技术依据,完善了国家军用标准体系、航空标准体系,使有关标准更加完善配套。
GJB 450、GJB 1391、GJB/Z 35、GJB/Z 299A、GJB 368A等标准的贯彻和剪裁,使设计人员通过可靠性分析,在设计上采取有效措施,提高了某型号飞机固有可靠性,使电子产品可靠性水平提高40%以上,成品故障率明显降低,与其他型号相比,元器件发生的故障占全部故障的百分比从40%降到10%以下,有效的保证了型号研制质量。
在飞行控制系统设计中,直接采用了GJB 185《有人驾驶飞机(固定翼)飞行品质》,为飞行控制系统研制和保证飞机安全飞行奠定了基础。
在航空电子系统设计中,将MIL–STD–1553B、MIL–STD–1750等一系列先进的标准直接应用于系统设计,有效的保证了型号研制质量、降低了研制风险。按照美国MIL–STD–1553B《飞机内部指令/响应式多路传输数据总线》,采用了MBI(1553B多路总线接口板)模块在系统综合试验中一次通过,节省了研制周期,提高了工作效率。
全机电网设计中,线束穿油箱是设计遇到的新课题,研究贯彻美国军用标准MIL–W–5088K为设计确定方案和解决这一新课题提供了依据。
采用HB 5966~HB6075 无扩口组合导管连接件比以往飞机采用的扩口导管连接件可提高寿命10倍,大大节省了导管连接件重量;采用摇摆锁栓标准件,使设备拆卸速度提高30倍、口盖连接使用多头快卸螺栓,即可防止螺栓脱落,产生多余物,大大提高了飞机维修性。
为了达到飞机研制和使用要求,在飞机结构设计的疲劳关键部位采用了MJ螺纹连接件等56项先进的国家军用标准,与普通螺纹连接件标准比可提高疲劳寿命3~5倍。
总之,标准、规范在某重点型号研制中的应用,对飞机总体、结构、系统、机载软件、成品、大型试验设施、地面检测设备等研制工作提供了指导和技术支撑。根据实际研制需求,创新地开展标准剪裁及其应用工作,不但提高了飞机研制技术和管理水平,减少了研制风险,缩短了研制周期,确保了型号研制成功,更重要的是造就了一批熟悉标准、掌握标准、应用标准的队伍,提升了我所的综合实力,为后续新型武器装备的立项、研制打下了坚实的基础。