军用飞机EWIS适航工作体系建立初探

李程辉肖楚琬

（1.海装航技部，北京 100028；2.海军航空工程学院，山东烟台，264001）

军用飞机EWIS适航工作体系建立初探

李程辉1肖楚琬2

（1.海装航技部，北京 100028；2.海军航空工程学院，山东烟台，264001）

[摘要]针对当前军用飞机线路系统问题多发实际，从EWIS适航理念出发，简要分析当前军机线路工作存在的问题及原因，结合部队实际提出远期和近期军机EWIS工作目标，划分工作内容，提出任务分工，为在顶层设计层面统筹军机线路工作体系提供参考。

[关键词]军用飞机；EWIS；工作体系

[收修订稿日期] 2015-09-25

近年来，随着我军机线路日益复杂、精密，各类线路故障高发，轻则影响任务执行，重则危害飞行安全。类似的线路问题在国际航空业同样非常突出，历史上曾出现过多起由于线路问题引起的机毁人亡重大安全事故。为了解决此类问题，2007年，美国联邦航空安全局（FAA）在对FAR-25《运输类飞机适航标准》进行修正，增加H分部“电气线路互联系统”（ Electrical Wiring Interconnection System，EWIS），开创性地将线路系统作为一个独立系统进行研究和规范，并新增FAR-26，对持续适航和安全改进做出规定。我国于2010年、2011年分别转换了相关条款，提出了新的设计要求。

目前，在军机型号研制工作中已经全面引入了适航性理念，这是规范军机全生命周期工作的一项创新[1]。但是，适航性对军机而言是新生事物，其中EWIS对于适航性又是一个新的领域。因此，如何在当前条件下，依托EWIS科学理念，建立一个科学、有效的工作体系，切实解决当前军机存在的突出线路问题，为后续研制提供借鉴，就成为了一个十分急迫的课题。

1 EWIS适航内容基本介绍

传统的线路只是作为功能系统的一部分进行考虑，比如对于飞控、燃油等系统都非常重视，但是对于把这些系统连接起来的电气线路，则认为只要按工业界标准规程来安装和维护即可[2]。

在最新修订的FAR-25部中，EWIS作为一个独立的系统进行整体考虑，包含17条规定。EWIS 的中文翻译为“电气线路互联系统”，完整定义为：任何导线、线路装置，或其组合，包括端点装置，安装于飞机的任何部位用于两个或多个端点之间传输电能（ 包括数据和信号） 。范围包括导线或电缆、连接器、保护材料、卡箍等多种产品[3]。简而言之，只要是飞机设备之外的所有电气附件，都是EWIS中的内容。

EWIS 部件连接飞机各系统信号及电能，对飞机的飞行和安全具有极其重要的作用。尽管它的定位并不是一个功能系统，但却是十分重要的支持系统。

2 当前军机EWIS工作存在问题分析

2.1 线路故障外在表现形式

飞机线路故障点由小及大，不断发展为短路、断路和接触电阻过大，最终在电路上表现为性能不稳定、产生误动作、跳保险、设备不工作、甚至烧蚀起火，其后果和危害非常严重。其主要表现形式有以下几点。

线路敷设不规范。包括：线路应力设计不规范（接线扭折断丝、接线受力断裂、接线片断裂、接线片松脱、壳体或底座开裂等）；线路防护设计不规范（接触偶积碳、电接触表面腐蚀、屏蔽层破损、绝缘层破损搭铁等）。

线路施工质量低：焊点虚接、焊点脱开、压接不牢、插销退针、插头松动、接触偶松动等。

缺乏线路维护及寿命控制：活动触点粘连、活动触点接触不良等。

其分析图如图1所示。

2.2 内在原因分析

图1 线路故障外在表现形式

长期以来，军机的各类EWIS部件只是作为附件进行设计和管理，默认其与机体同寿命，从未针对此系统进行整体规划，使得在使用阶段出现大量问题。其内在原因主要有以下几点：

设计和安装存在不足。在军机设计时，布线系统还仅是电气专业室下的一个分专业，未提升至整机的EWIS进行专门设计。线路布局不够规范和合理线路安装仍以经验为主，工艺不够精良等。

缺乏对线路故障进行内在机理分析。在军机维护和修理时，重点是对已有故障进行排除，没有进行科学统计、分析和总结，缺乏数据支持线路器件安全性、可靠性等。

缺乏全寿命周期的评估和改进体系。设计、维护、修理之间缺乏有机结合，依旧实行粗放式管理方式，没有科学有效的评估手段，缺乏持续改进机制。

没有科学规范的标准体系。未建立覆盖全寿命周期、全要素的标准体系，包括缺乏体系的设计、加改装、检查等相关标准。

缺乏先进技术手段支持。针对EWIS的可视化设计、虚拟维修、TDR线路检测技术、维修大数据、EZAP分析等方面研究成果很少，无法对EWIS工作形成技术支撑。

3 军机EWIS工作目标设计

针对当前军机EWIS工作现状和存在的问题，需要从当前实际出发，区分远期、近期两个层面逐步开展工作。

3.1 远期目标设计

远期可以计划利用3～5年时间，建立复杂线路安全性评估和维修体系，提高作战准备效率并节省维修成本。包含以下基本目标：

提升飞机线路系统可靠性和安全性；

提高参与任务飞机的作战准备效率；

减少线路临时维修事件；

减少飞机寿命周期内的维修花费。

为了实现以上基本目标，具体可以从下到上，依次建立互相支撑的6个体系，如图2所示。

3.1.1 建立军机EWIS标准规范体系。这是科学开展线路工作的基石和法理依据。要依据适航性中的EWIS要求，建立EWIS设计标准、线路施工标准、接收飞机时检查标准、部队维护和检查标准、加改装施工标准、工厂修理标准共6大部分的系列标准，统一设计、维护、修理3方面的接口，形成涵盖飞机全寿命周期，相互支撑的标准体系。

图2 军机EWIS体系远期目标设计

3.1.2 建立检查与改进技术支持体系。瞄准未来战争需求和国际先进水平，将线路检测技术纳入外场原位检测总体框架考虑，突破国际技术封锁，建立包含维修大数据、虚拟维修、危险性评估、SSTDR线路检测等多项技术的体系框架，实现关键技术自主知识产权。

3.1.3 建立人员能力培训体系。区别维修、检查等7类人员，根据不同培训能力需求，建立包括培训目标、内容、教材等一系列可以提高相关人员检查水平的培训体系[4]。

3.1.4 建立外场线路监控改进体系。将线路系统中的重点部件作为成品件进行管理，形成各机型线路数据库，完成故障机理分析，建立飞机线路状态监控与评估系统，形成按照相关手册程序实施线路改进能力。

3.1.5 建立军方的技术评价体系。参考民航和国际通用做法，根据军队特色，与相关单位共同建立实验环境，研究评价方法，确定评价指标，最终建立独立于研制单位、大修厂、部队的技术评价机构，为机关决策提供依据。

3.1.6 建立全寿命周期的线路管控体系。根据适航性的全寿命周期理念，建立包括设计、维护、修理、报废全寿命周期的线路管理政策法规等一系列持续工作机制，实现全寿命周期管理。

3.2 近期目标设计

近期可以利用1～2年时间，试点进行线路系统检查与整改。主要达成以下几点目标：

3.2.1 树立科学理念，创新工作思路。在全行业树立“电气线路互联系统（EWIS）”理念，高度重视线路系统对飞机安全的影响，将其作为独立的整体系统考虑；树立装备“全寿命周期”理念，化零为整，科学统筹设计、维护、修理、报废全过程；树立“依法管装”、“依法护装”等法治理念，形成依据标准法规开展工作的基本共识。

3.2.2 完成基础理论研究，形成总体工作方案。对国内外先进理念进行学习和总结，对比当前军机EWIS工作现状，形成研究报告。结合部队实际，科学规划远期和近期工作目标，明确工作思路，工作成果、任务分工等内容，制定经费保障、制度管理等机制，使此项工作能科学、有序推进实施。

3.2.3 初步形成标准体系，试点开展线路系统检查整改。制定《EWIS通用技术要求》，并以此为基准，由相关主机厂所、部队、大修厂细化机型检查标准。在实践中形成检查标准流程、一般检查标准，制定线路系统整改和施工标准，试点进行线路系统整改，为向其他机型推广提供范本。

3.2.4 统筹数据收集分析，试点开展线路精细化管理。建立相应数据库，利用设计、检查、实验等数据，初步完成线路故障内在机理分析、安全性分析、可靠性分析、风险性分析等，以数据支撑线路精细化管理等各项工作。

3.2.5 加强人员培训，提升线路工作能力。根据EWIS检查维护要求，规划课程建设内容，通过集中培训、部队自学、外请专家授课等方式，有计划地开展人员能力培训。

3.2.6 推动技术攻关，形成实用技术成果。针对EWIS工作的实际需求，开展维修大数据、数据挖掘、测点分析、TDR测试等支撑技术攻关，形成系列成果，为线路系统监控和评估、快速排故等工作打下基础。

4 军机EWIS工作内容及任务分工设计

4.1 主要工作内容划分

为了实现军机的EWIS设计目标，其工作内容整体上可以设计为基础理论、工程管理、标准建设、人员培训、数据分析、条件建设、技术手段7个方面。示意图如图3所示。

图3 工作内容示意图

4.1.1 基础理论。对国外EWIS管理体系和技术体系进行调研分析，梳理国内军机研制、维护、修理各环节的管理和技术现状，进行对比分析，提出EWIS管理体系建设方案和EWIS技术体系工作规划。

4.1.2 工程管理。重点是在基础理论的研究基础之上，建立涵盖过程管控、质量管理、费用管理等内容的总体规划及实施方案，为保证EWIS工作顺利实施搭建工作平台，提供制度保证。

4.1.3 标准建设。对民机适航规章CCAR-25部H分部中的条款及其相关的咨询通报和支撑性协会标准、美军EWIS相关标准体系、国军标/航空行业标准进行研究，形成EWIS系列标准。

4.1.4 技术手段。针对EWIS设计、安装铺设、系统集成、符合性验证等研制各阶段的工作内容和相关关键技术，以及EWIS部件物理失效模式、EWIS关键功能线路确定方法以及检查及评估方法进行研究，并开展线路故障检测分析技术研究，以此为基础结合某型飞机开展工程案例研究。

4.1.5 数据分析。调研统计国内各军机研制单位所选用的EWIS部件特性数据、EWIS部件外场使用故障数据、EWIS部件试验和测试数据，建立EWIS部件信息数据库。4.1.6 人员培训。梳理当前EWIS培训现状，区分培训层次，合理规划人才培养方案，创建人员上岗资格认证制度，建立配套教材、多媒体库等教学资源，形成完善的培训体系。

4.1.7 条件建设。根据上述研究需求，从虚拟仿真实验室、测试与典型故障试验室、维护修理条件、实践教学条件4个方面建成涉及航空装备全寿命周期的EWIS保障条件。

4.2 任务分工设计

线路系统检查评估与改进工作涵盖飞机全寿命周期，线路系统的适航性需要设计研制来赋予，通过符合性验证来表明，通过技术鉴定来确定，通过持续维修来保持。涉及机关、部队、院校和科研院所、工业部门、修理厂等所有相关单位，是一个不可分割的有机整体。根据各自工作特点和任务需求，每个单位必须发挥所长、相互协调、融合发展，才能推动此项工作科学、有序开展。设计基本任务分工如图4所示。

图4 基本任务分工示意图

对于机关，重点在整体的工程管理方面开展工作。作为业务主管单位，着重加强顶层设计，按照飞机全寿命周期进行整体筹划，立项支持各项研究和实践工作；指导各单位开展相关工作，并进行审查把关；建立经费保障、业务管理等机制，搭建工作平台。

对于工业部门，重点在标准建设、工程管理、条件建设方面开展工作。作为设计和施工单位，要按照EWIS的初始适航要求，将线路系统作为一个整体设计，加强符合性验证，总结和积累实验数据，在线路安装时，加强施工质量监控和标准实施，提升线路安装质量。并提供持续适航要求的线路施工等相关文件。

对于院校和科研院所，重点在基础理论、技术手段、人员培训标准建设方面开展工作。作为技术支持和培训单位，要深化基础理论和技术研究，注重与实践结合，为各部门提供技术支持、培训等服务，建设相关课程和教材，承担军方的第三方评价工作。

对于部队，重点在检查实施、日常维护等工程实践方面开展工作。作为一线的具体维护和使用单位，主要负责数据采集、检查实施等工程实践方面工作，并对实践过程中出现的问题进行持续反馈。

对于大修厂，重点在线路修理、标准建设、条件建设等方面开展工作。作为军方飞机的修理单位，主要负责飞机线路修理时的检测、安装等工作。要利用先进的线路检测技术手段对线路系统部件特征信息收集，为线路系统修理和加改装标准制定提供依据；要开展修理能力技能培训，加强修理质量控制，提升线路修理水平。

5 结语

目前，尽管行业内已针对军机线路问题做了大量工作，但还未将其作为体系进行整体考虑。因此，军机线路工作必须尽快从传统的思路、经验和方法层面上解放出来，采用“主动、先导式”的“系统工程” 的原理和先进的技术手段，通过建立EWIS适航工作体系，从装备全生命周期正反两方面（即设计阶段的“正向推进”和维护阶段的“反向推动”）着力，系统地识别和预防潜在的危险，以观念转变、方法创新和体系保障推动军机线路工作在全新的维度上科学展开，提升军机安全性和任务执行率。

[参考文献]

[1] 张劼. 军机研制中安全性与可靠性、适航性关系剖析[J]. 国防技术基础，2013，09.

[2] 刘岩东. EWIS 设计中的适航要求分析[J]. 沈阳航空大学学报，2013，08.

[3] CCAR-25-R4 运输类飞机适航标准[S]．

[4] AC120-94 AIRCRAFT ELECTRICAL WIRING INTERCONNECTION SYSTEMS TRAINING PROGRAM[S]．

（编辑：劳边）

[中图分类号]V242

[文献标识码]C

[文章编号]1003–6660（2015）06–0028–04

[DOI编码]10.13237/j.cnki.asq.2015.06.007