基于试验的地面保障设备适应性评估验证技术研究

张 坤，黄丙寅

(中国飞行试验研究院 可靠性研究中心，陕西 西安 710089)

基于试验的地面保障设备适应性评估验证技术研究

张 坤，黄丙寅

(中国飞行试验研究院 可靠性研究中心，陕西 西安 710089)

通过对飞机地面保障设备设计要求和使用特点进行分析和研究，建立基于试验的地面保障设备适用性评估验证准则和方法，在试飞阶段提前发现设计中存在的问题和缺陷，为地面保障设备的设计改进提供参考和借鉴。

地面保障设备；基于试验；评估验证

地面保障设备是飞机维修保障的重要基础，对飞机的飞行任务、维修保障效率和经济性有重大影响，也是综合保障十大要素之一。但目前国内对地面保障设备研制、评估验证的重视程度依然不够，部分保障设备面临着适用性低、通用性差、配备比例失当、设计制造缺陷、配套保障不足、转场运输性差等问题，给试飞保障和部队使用造成了不便[1]。如果在试飞阶段就对设备进行全面合理的评估验证，提前发现设计中存在的不足，及时提出改进建议，就可以避免在交付后出现的保障效率低、更改难度大等问题。因此，建立全面的保障设备评估验证要求体系，合理的验证方法以及规范的流程，对于提高地面保障设备的评估效率和评估水平意义重大。

1 地面保障设备评估验证体系

1.1 地面保障设备评估验证要求

保障设备评估验证的体系应全面合理，能够包含保障设备的功能、使用性等各个方面，但影响地面保障设备适用性的因素很多，如果将所有因素都考虑进来，势必造成评估验证繁杂，若考虑较少，又不能反映保障设备的真实状态。通过分析设备的设计要求和使用特点，结合试飞阶段的使用经验和产品适用性原则[2]，从配套完整性、外观、重量体积、包装装卸储存运输性、安全性、接口协调匹配性、功能、性能和使用性等方面建立评估验证要求体系，并对其内容进行分析，如图1所示。

1.1.1 配套完整

配套完整即随设备配备的文件资料及签署、零附件的完整性等。这些资料包含设备的设计思想、使用方法、注意事项和后期维护等方面的信息。对配套完整性进行合理的评估是设备适用性评估验证的前提。此项内容一般包括：合格证明文件、技术方案、试验报告和使用与维护等技术资料以及设备所需的电缆、转接头、堵盖等零附件；同时要求资料应字迹清楚、字体适中、内容完整，描述清晰、签署有效且不应有缺页现象；且应包含必要的警告标识及操作注意事项。

1.1.2 外观

外观是设备设计理念的直观反映。对于外观，应检查保障设备的表面、颜色、铭牌、材料、布局等的完好情况，如图2所示。

外观的具体检查内容一般包括：

(1)铭牌。铭牌上应标注生产厂家名称或商标、设备型号、系列编号、制造日期(出厂日期)、主要参数、载荷限制和重量等，字迹应清晰直观；

(2)应有设备使用操作程序的简要说明，按钮、旋钮、开关等操作件应有操作指示；

(3)表面无皱皮、漏漆、流痕、气泡、变形、机械损伤等现象，焊缝应匀称、整洁，不应存在漏焊、裂纹、夹渣、烧穿、咬肉等缺陷，涂漆不应存在铁屑、毛刺、锈迹、油污，材料应抗霉菌、耐腐蚀[3]；

(4)具有液压管路的设备液压管路不应裸露，液压油无泄漏、油位处于正常位置，液压油箱加油口应有滤网，油箱口盖或者油箱顶部应有通气装置，油箱底部有放油嘴，作动筒油箱的上部应有排气孔；

(5)各零部件之间连接应可靠，所有相关的紧固件和销钉处于正确位置并扭紧，各滑动、转动部件的润滑状态良好。

图1 地面保障设备适用性评估要求体系

图2 外观检查要求

1.1.3 协调匹配

协调匹配是地面保障设备和飞机、场站连接的桥梁。设备只有具备良好的协调匹配性，才能使整个保障系统正常有效的运作。

设备与场站设施协调匹配体现在所需的电源、气源、液源应与场站兼容匹配，需运输、装卸的设备应与场站保障条件相匹配。设备与飞机或机载设备的协调性体现在接口电缆插头、管路接口(机械、电气及其他接口等)的协调匹配，长度足够，工作时不会与飞机或机载设备干涉，有防差错措施和防误操作措施，工作电流、信号、压力应与飞机相关设备匹配，如图3所示。

1.1.4 功能实现

功能实现是保障设备的目的，也是其最重要的方面。一个设备设计得再美观，生产得再精细，若不能实现其功能，一切都是徒劳的，设备的功能决定了其到底“能不能用”。不仅要求设备的主要功能必须实现，相应的辅助功能也应能够实现。例如对于千斤顶而言，不仅应能实现其顶起飞机的功能，同时应具备测高功能，以便进行飞机的架水平工作，还应具备多级升降，在升降的任意位置可机械锁紧的功能，活塞杆无载荷时具备快速上升的能力等。

1.1.5 使用性

使用性反映了设备的人性化程度，决定了其到底“好不好用”。若设备能实现其功能，但实现起来费时费力或是要采用比较难受的姿势进行操作，则其设计也是失败的。如某型千斤顶的使用性应包含：操纵手柄长度要合适，摇动省力；手摇泵应能够由一个人完成操作，操作手柄中立位置距地面高度合适，便于人员采用合适姿势进行操作；设计供人徒手搬运的把手，且与千斤顶重心相适应，且尺寸满足带手套搬运的要求，方便转场搬运；大型千斤顶设计牵引杆，底盘设计行走机构，方便机动牵引或人力推动；在设备就位后牵引杆和行走机构可收纳，设计锁紧装置，防止阻碍地勤工作。

除此之外也要考虑设备在不同环境下的使用性。例如某型飞机引进的空调车，在北方工作良好，而在南方高温高湿环境下故障率上升[4]。所以应从便捷性、人素工程设计、维修性以及环境适应性等方面对设备的使用性进行评估验证。

1.1.6 包装装卸储存和运输

良好的包装、装卸、储存和运输性也是地面保障设备应具有的能力，可以提高设备的寿命周期和使用效率。包装的形式、包装箱的选择、装卸时的吊挂点以及在运输中的防震性、空间性都是其重要的指标。如千斤顶要求具有接头和防护罩存放装置，方便接头和防护罩的保管；大型千斤顶要设计有起吊用的孔；包装好的产品可采用任何运输工具进行运输，其尺寸、形状、重量和重心能适应公路、铁路、水运和空运环境条件等。

1.1.7 安全

安全决定一个设备到底“敢不敢用”，其要求主要包括三个方面，主要涉及保障设备对人、对飞机/环境、对自身的安全性等[5]。

首先，应考虑保障设备对人员的安全。设备要求在保证性能的前提下采取合适的防护措施，表面无影响人员或设备安全的尖角、锐边等，不能有机械、电磁、油污等对人员造成损失的缺陷设计，要有相关的防护设计。

其次，设备应充分考虑了飞机、环境的安全[5]。设备的使用不能影响或改变飞机(含零部件)的性能和参数，甚至造成破坏；不能有可能造成火灾、环境污染等事故的设计。

最后，保障设备应考虑对自身的保护，不能造成设备自身瘫痪报废、不可修复的重大故障等。如某型千斤顶，其安全性一般要求：手摇液压系统应设置锁定位置；接头与飞机接触位置应设计保护措施；液压系统转换机构应具有防误操作的措施；活塞杆应有保险螺母或其他的机械保险装置，以保证在任意顶起高度发生液压系统卸荷情况时都能支撑负载；液压系统应装有防止超压的安全阀；可调螺杆应有限位装置，以防止拧出过长，发生危险。

1.1.8 重量和体积

重量和体积反映了设备的“三化”水平。从设备的强度、刚度、与飞机的对接情况、使用环境、使用条件、人素工程、选材以及经济性综合考虑其重量和体积。不仅要考虑设备的使用体积，同时要考虑其包装及储存状态的体积。

1.1.9 性能参数

性能参数反映了设备能达到的效果，是对其进行量化评估验证的重要指标。根据每一类设备的设计方案和使用特点，结合设备的相关性能参数进行考核验证。如千斤顶的收缩比、存储状态到工作状态的展开时间、稳定圆半径和容积效率，牵引杆的转弯半径、牵引速度等[6]。

1.2 地面保障设备评估验证准则

根据不同设备自身的特点，结合国军标、国标、行标等，通过图4流程对评估验证要求进行转换和细化，可以形成评估验证准则。

1.3 地面保障设备评估验证方法

针对地面保障设备的评估要求，结合试飞阶段特点，确定验证时机，对国际上通用的符合性验证方法(Means of Compliance，MOC)加以适用性改进，建立适用于地面保障设备适用性评估验证方法(Assessment of Ground Equipment，AOG)[6]，如表1所示。

表1 AOG验证方法

根据由简到难、由静态到动态的人素原则，评估验证时首先对适用AOG1和AOG2的要求进行直观检查，其次对适用AOG3和AOG5的要求和相关性能参数通过测量计算和现场演示进行考核，最后通过和飞机进行地面对接试验来验证适用AOG4的要求，如图5所示。

2 地面保障设备符合性计算

在试飞阶段对地面保障设备进行评估验证时，经常会出现同时对两个或多个厂家的相同设备进行竞争性试验的情况。为了量化评估结果，同时更直观、客观地从中挑选出更为优秀的设备，需要计算设备的符合性分值。

首先对生产的设备详细准则条款进行打分，若符合要求为满分100分；若基本符合，则根据外场经验及操作便捷性和评估验证结果的可区分程度，将符合性程度分为3档，即80分、60分和40分；若不符合则为0分，然后通过式(1)进行符合性分值计算。

(1)

式中：D为保障设备的适用性评估结果；ni为形成的所有验证条款数；n100、n80、n60和n40分别为得到100分、80分、60分和40分的条款数；δi为第i类条款的权重。

通过计算满足要求和基本满足要求的项数可得到设备的符合性分值，即可从中选出更为满足研制要求的设备。近年来在空军组织的保障设备评估验证中，应用符合性计算的量化评价结果优选出了功能性能出众的保障设备和供应商，同时，量化结论的扣分项为保障设备后续优化设计提供了参考，对于不满足项和仍有改进空间的方面，可针对性地给出改进建议。

3 结语

通过制定地面保障设备验证要求体系，形成评估验证准则，在此基础上形成验证方法，对保障设备进行评估，可以比较全面真实地反映出保障设备的实际水平，提前发现并改进这些问题，避免投入使用后造成的使用效率低、安全性差等情况，同时规范化地面保障设备在外场评估验证的流程，解决了目前外场地面保障设备评估验证主观随意性较强的问题。

[1] 黄丙寅,马丽.航空地面保障设备使用鉴定现状及思考[C]//中国航空学会.航空装备维修技术及应用研讨会论文集.北京:国防工业出版社,2015:431-434.

[2] 王金凤,李争.浅析产品设计的适用性原则[J].艺术与设计, 2011(2):206-208.

[3] 国防科学技术工业委员会,空军标准化办公室,空军第一研究所.飞机地面保障设备通用规范[EB/OL].(1991-10-18)[2017-03-10].http://www.docin.com/p-150916494.html.

[4] 施惠娟.飞机地面保障设备存在的问题及对策[J].中国科技博览, 2015(24):44.

[5] 汪邦中.民用飞机地面支援设备设计探讨[J].航空维修与工程, 2011(6):51-52.

[6] 董大勇,俞金海,李宝峰,等.民机驾驶舱人为因素适航符合性验证技术[J].航空学报,2015,37(1):310-316.

[责任编辑、校对：梁春燕]

Research of Adaptability Evaluation Technology Based on the Test of Ground Support Equipment

ZHANGKun,HUANGBing-yin

(Reliability Research Center,Chinese Flight Test Establishment,Xi′an 710089,China)

Through the research and analysis of the design-requirements and characteristics of ground support equipment(GSE),the adaptability evaluation criteria and evaluation method are established on the basis of the test of GSE to discover the problems and defects of design in the test phase and further to provide references for improving design.

ground support equipment;test-based;evaluation

2017-03-10

张坤(1987-)，男，陕西三原人，工程师，主要从事航空装备评估研究。

V267

A

1008-9233(2017)03-0020-05