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硕士论文:民用飞机FCOM系统说明部分的编制方法

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分享到: 本站编辑:admin 日期: 2017-07-17 09:36 点击:

   摘 要:飞行机组操作手册(FCOM)系统说明部分是主制造商培训客户、航空公司航线飞行员熟悉飞机系统的技术资料,它与直接用于指导飞行员操作飞机的飞行操作程序相辅相成,是飞行操作程序编制和理解的理论基础,其质量的好坏也将影响飞行员理解飞机系统的深浅程度。该文旨在探索一套民机FCOM系统说明部分编制方法与流程,指导中国民用飞机FCOM系统描述的编制与修订工作。 
  关键词:FCOM 系统说明 编制方法 
  中图分类号:V21 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)05(a)-0010-05 
  Abstract:The system description of Flight Crew Operating Manual (FCOM)is the technical document used for training customers by main manufacture and understanding the aircraft system for the pilots of airline company.The system description is complementary to the flight operating procedures that directly used to instruct the pilots operating the aircraft. It is the theory basis of the authoring and understanding the flight operating procedures. The quality of FCOM system description will influence the depth degree the pilots mastery the content. This document aims to explore an authoring method and process for the civil airplane to guide development and revision of system description. 
  Key Words:FCOM;System description;Authoring method 
  高质量的,即符合规章要求与规范、架构清晰、内容完整准确的技术出版物,是适航当局保证飞机持续适航的法规要求,是主制造商打造优良客户服务体系的重要环节,更是航空公司保障飞机安全、经济、高效运行、同时也是选择市场产品的重要依据。飞行机组操作手册(FCOM)作为飞机主制造商的高附加值产品、航空公司飞行员使用的“教科书、圣经”,需提供在所有预计航线飞行过程中安全有效地操纵飞机所必需的使用限制、程序、性能和系统资料,是航空运营人提供建立标准化操作程序的基础,同时也可作为飞机飞行训练的全面参考[1]。其中飞机的系统资料(FCOM的系统说明部分)包括从飞行机组使用需要的角度介绍飞机的总体情况和各系统的基本构成与功能、工作原理或逻辑、操作和显示信息等,是飞行员了解并掌握机型功能与驾驶舱控制的全面参考,是理解操作程序的理论基础。目前无论是行业规范或者是国际标准,都没有明确给出一套系统的方法用于指导民用飞机FCOM系统说明的具体编制。该文通过总结大型客机FCOM编制经验、学习并梳理国际先进机型FCOM系统说明、搜集资深飞行员的优化意见并结合飞行数据交换标准ATA2300,从规范制定、架构搭建、内容编制等方面进行分析,旨在形成一份行业规范能够用于培训、指导相关人员编制FCOM系统说明部分。 
  1 FCOM系统说明部分的编制方法介绍 
  1.1 顶层文件制定 
  1.1.1 适航规章 
  FCOM作为机载运行类手册,在交付用户前必须经过局方的审核与认可,因此,在手册编制时就满足适航当局发布的规章规范是局方对手册认可的必要条件[2]。如AC-91-24 航空器的运行文件,在该文件中明确规定了包括FCOM在内的运行文件的内容规范、编制、分发和修订管理,是FCOM编制首要遵守的规范。另外CCAR91部一般运行和飞行规则,虽然是用于规范民用航空器的运行并保证飞行安全的规章,但是其中涉及相关设备的使用要求一方面是通过设计来满足;另一方面是通过真实反映飞机工程设计状态的持续适航文件来告知运营人相关设备的操作信息,以辅助运营人安全操纵飞机。因此,在编制FCOM系统说明之前应当梳理相关的适航规章,将约束手册编写的内容进行分析并作为强制性要求贯穿到手册编制过程中。 
  1.1.2 国际标准 
  考虑到FCOM经常被航空公司制作内部材料,如飞机使用手册AOM等,以及不同对象在使用手册时对信息获取程度存在差异,因此,在手册编制时可以引入飞行数据交换标准ATA2300中信息层(LAYER)的概念[3],用于定义手册内容描述的深度。ATA2300中信息层主要分为以下三层。 
  (1)第一层,提供基础的必须知道的(need to know)的信息,是飞行机组在日常飞机操纵和初始培训时应该掌握的最基本信息。 
  (2)第二层,提供技巧熟悉(nice to know),作为机组全面了解驾驶舱人机界面逻辑的信息参考、即最好知道,可作为飞行员完全熟悉、并清楚知道飞机整个逻辑界面。 
  (3)第三层,提供专业知识(expert knowledge),并不一定适用于机组执行飞行任务时使用,但提供了更为专业的、原理性的、解释性的详细说明材料,航空公司可根据需要判断使用。 
  通过信息层概念的应用,FCOM的系统说明可以满足不同对象的使用需求,通过结合基于模块理念开发的编制系统可以发布出知识点层次深浅的手册。但是知识点的深度随着编制人员对系统的理解程度、飞机首飞、试飞、航线运营各项工作的开展是逐渐增加的,飞机在实际运行过程中可能會由于设计或制造缺陷总结出对飞机飞行更加安全、经济的一些限制性或操作性说明,FCOM的系统说明也需要将这些信息包含在内。除信息层概念,ATA2300中的数据模块类型及定义、信息码、ATA飞行运行标准编号系统等信息均可以指导FCOM的编制。

 1.1.3 客户运行需求 
  客户是产品的直接使用者,客户对FCOM的需求是其编写和制作的重要依据,因此,FCOM在编制时也应当充分考虑他们的需求。比如随着技术的进步和用户要求的提高,某些航空公司甚至要求实现无纸化驾驶舱,这就要求手册的电子化程度非常高,因此,在手册实现形式上可以更多采用交互式电子化手册的概念,通过交互式的集合音频、视频、动画图像等形式将FCOM内置于手持设备中或者机载软件中,当然置于机载软件中的前提条件是飞机自身机载设备安全性达到一定水平。由于产品的属性导致FCOM在设计、编制之初就需要多搜集客户的意见并且关注当前世界主流机型手册编制的特点,提前规划FCOM的内容架构与交付形式。 
  1.1.4 规范性要求 
  一个机型在试飞、运营期间需要不同类型的手册(一般包括运行程序类、维修要求类、维修程序类、构型控制类等)用于技术支援,由于编制手册的主体不同,将导致同一型号体系中的手册中即使同一部件可能出现不同描述,因此,在编制手册之初甚至在设计之初就需要统一系统/部件/设备等专业术语,比如缩略语、驾驶舱/机外控制板及其上开关的名称等,形成规范化文件并定期更新,贯彻落实到型号出版物的全寿命周期中。因此FCOM的系统说明部分在编制时必须遵循《某机型飞机驾驶舱控制面板名称清单》《某型号飞机缩略语》等文件,保证手册术语、缩略语的前后一致性。 
  1.1.5 FCOM编制规定 
  在开展任何手册编制工作之前应该要为手册定制化一份编制规定,用于指导或规范手册具体编制工作的顺利开展。如《XX飞机FCOM编制规定》,在这份编制规定中应该要给出FCOM编制采用的标准、源数据、具体内容编制要求(如系统说明共包含几个系统的信息、工作原理图的绘制要求、控制和指示中驾驶舱开关的描述形式等)以及最终发布样式等细则。所有细则均是为了最终的FCOM系统说明能够适合、满足飞行员的使用。上述梳理出的适航规章要求、国际标准建议、客户运营需求以及規范性要求均可包含在编制规定中,有些要求可以不用重述,只需引用已发布的文件即可。 
  由于手册编制与更改贯穿飞机整个全寿命,在此期间随着各项工作的开展,各个环节也会出现新的要求,因此手册编制的顶层要求也是不断迭代的。 
  1.2 知识点类型确定 
  在顶层文件的指导下,确定FCOM系统说明部分每一个章节可包含以下五部分内容,至于每一个系统哪些信息需要写入对应的知识点中需要通过1.4知识点运行工程分析得出。 
  1.2.1 系统描述 
  系统描述应给出:系统/子系统的功能、组成、工作逻辑/模式、部件说明(数量、位置、功能、属性、工作方式、失效条件与结果以及限制性操作注意事项),必要时配以示意图。另外,基于目前飞机自动化程度较高,不同于以往机械传动式飞机,大部分系统正常运行都通过内部软件进行逻辑计算输出控制指令,在对软件进行描述时需要给出软件与其他飞机系统的接口、控制方法、工作逻辑及输入输出数据等。 
  1.2.2 控制和指示 
  控制和指示部分应该至少给出以下相关信息。 
  结合图示详细地给出驾驶舱面板、操纵台上的开关、手柄、指示灯等位置、属性、工作逻辑、操作限制与注释(如开关置于某些特殊位置的前提条件等)。 
  结合图示给出以上操作情况下系统在驾驶舱显示器上的显示位置、所有显示方式及对应说明,如系统在正常和非正常工作条件下的颜色逻辑、标记/符号与任何数字或与系统操作相结合的显示定义等。 
  1.2.3 系统操作 
  系统操作包括正常操作与非正常操作。这里需要解释的是系统说明中的系统操作不同于FCOM中的程序部分。系统说明中的操作主要是系统在正常运行和非正常运行环境下的自身运作逻辑及响应,程序主要是人为干预确保飞机与系统在正常运行和非正常运行情况下安全运作的步骤。 
  (1)正常操作。 
  正常操作应该给出系统在正常运行过程中、一般是在自动条件下的工作情况,主要是在飞机正常飞行时系统怎样执行它所分配到的“任务”。针对一些复杂系统,可以按照不同情景或飞行阶段给出系统的使用方法,例如:电源、自动飞行、增压等系统。 
  (2)非正常操作。 
  非正常操作应该给出系统在自身主要工作部件失效以及关联系统故障状况下做出的响应、运行限制等。该部分主要针对复杂系统诸如动力装置、电源等系统。 
  1.2.4 告警 
  告警部分主要给出对应系统在运行过程中可能会出现到的故障,针对这些故障需要给出故障传达的方式(如CAS信息、音响告警等)、触发条件、视觉/听觉/触觉信息、信息的飞行阶段抑制等。 
  1.2.5 供电 
  供电部分应给出系统说明中描述到的部件的电源供给,主要是给出其汇流条信息,便于机组在某汇流条失效时识别出受影响的系统,从而对飞机做出补偿措施维持飞机的可持续适航性。 
  1.3 源数据梳理 
  FCOM系统说明编制时应基于合适的源文件,而且不论以文档编辑或采用数据库的模式都应当注明参考的源文件和版次,及时跟踪并记录源头文件和版次对运行文件内容的影响[1]。 
  每个机型在其全寿命周期中产生很多文件,根据技术文件的分类及分析,得出某机型FCOM系统说明知识点与源数据的映射关系见表1。 
  1.4 知识点运行工程分析 
  飞机能够安全运营主要是基于它所具备的功能是否完整有效,因此FCOM系统说明的具体编制在以上工作开展后从飞机/系统的功能出发进行运行工程分析,从飞机功能、系统级功能、系统子功能分析每一项功能是否需要写入系统说明对应的五个知识点中。以功能为主线,构建功能与知识点矩阵表。由于系统复杂程度不同,从而导致系统功能划分等级不同,运行工程分析应按照划分的最小颗粒进行。如图1所示,以空调-增压系统的座舱正/负压差保护功能为例,分析该项功能是否受机组操作、机组监视、机组感知,当满足以上任一条件,则该项功能必须写入系统说明中。通过梳理功能从而确定实现功能的部件选取原则,比如可通过驾驶舱控制板上的开关进行操控的、在简图页/状态页中显示的等等,另外该项功能是否有对应的驾驶舱操作、对应的告警信息及汇流条供电信息,即结合1.2以及源数据进行分析可以确定该项功能的一系列知识点,最后通过技术出版物语言形成单个信息模块。

 1.5 系统说明构建 
  当通过运行工程分析方法确定信息模块后,将信息模块进行有效组合成每个系统模块从而形成整个出版物模块,按照系统复杂程度、飞行员使用习惯、国际先进机型现有手册,每个系统可以从表2的三种形式中选取。 
  1.6 内容验证与质量保证 
  FCOM系统说明反映了飞机的工程设计状态,作为运行文件的一部分,受适航规章约束,在内容编写完成后应当经过工程设计部门的审核,确定所编写内容符合相关的设计和分析、验证报告。对于经过审核的运行文件内容,应当以草稿的形式予以内部出版编辑,并提供预期使用人员(如试飞人员、教员、运行支持人员等)进行必要的验证,确认运行文件的内容准确、可正确理解和具备可操作性[1]。由于系统说明的特殊性,一般对其进行必要的书面验证即可。 
  由于系统说明与程序之间相辅相成的关系,后期操作程序的验证与完善也会对系统说明起到一个反向的校验作用。此外,飞机试飞、甚至后期飞机交付后也会对手册的内容提出一些建议与意見,通过专门评估机构如飞行标准委员会FTC进行意见的分析与评估,最终落实到手册内容中,对系统说明的内容编制与修订反向输入信息点,当然也要经过上述的审核与验证流程。所以为了保证FCOM的质量,主制造商必须开展好运行类手册验证工作并持续进行完善,这也是飞机主制造商应尽的义务和责任。通过验证等一系列质量控制环节确保FCOM的质量满足设计、适航和客户要求,最终顺利交付并使用。 
  1.7 定稿发布 
  经过上述的编制、审核、验证与质保后的FCOM系统说明经过局方进一步审核后,形成定稿,即可交付首批用户用作运行准备参考。定稿发布形式是基于当前国际主流机型手册现状、国际标准、客户需求等一系列要求,并结合飞行中人的因素等制定出来的。 
  2 结语 
  手册的编制是一项长期而艰巨的工作,对于FCOM系统说明甚至是其他运行类手册编制人员能够顺利开展编制工作,至少要做到以下几方面: 
  (1)了解、熟悉该专业涉及到的适航法规、通告、编制规定、客户运行要求等一系列顶层文件。 
  (2)掌握手册中涉及的知识点类型、定义与范围。 
  (3)熟悉与掌握本专业飞机系统的功能和工作原理等。 
  (4)了解、熟悉当前主流机型同类型手册的架构与内容。 
  (5)掌握具体分析与编制方法,如运行工程分析方法。 
  (6)熟悉民用航空的基本术语、惯用语句等。 
  总之,运行类手册的编制是一个复杂的过程,是专业性很强的技术性工作,由于行业的特殊性对其产品的质量定位非常高,主制造商需要建立与完善各个环节的定义与质量保证,最终才能编制出保证飞机持续适航的运行类手册,才能辅助飞机在国际市场上抢占有利地位。 
  参考文献 
  [1] 中国民用航空局飞行标准司.AC-91-24 航空器的运行文件[Z].北京:中国民用航空局飞行标准司,2014. 
  [2] 佟宇.民用飞机运行类手册编写方法探讨[J].科技创新导报,2015(35):32-37. 
  [3] ATA2300 Data Exchange Standard for Flight Operations Revision[Z].2014.


  

本文出自:http://www.starlunwen.net/jixiezhizao/185380.html

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