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乘着变革的翅膀飞翔
作者：Robert Ausura

      航空业正飞速进入一个新纪元。新式飞机飞上了天。人们对安全问题的关注推动了对传统设计和维护规范的重新评估。第一次是在80年代，联邦政府转向采用协调一致标准来减少法规为飞机制造商因飞机认证造成的负担。这是一次真正的革命。ASTM国际组织为这一革命插上飞翔的翅膀。

      从事业开创到法规制定
      一百年前，天空对能到达天空的任何人和机器都是开放的。后来，飞机发明家和飞行爱好者成为企业家，纷纷开发市场需要的飞机，比如用于运送邮件和投掷炸弹。然而飞机进入商业旅客服务领域后，这一新兴行业的安全纪录却参差不齐，1926年，也就是继航空业数年来失去公众信任之后，在航空业的资助下成立了商务部航空局，也就是今天联邦航空管理局(FAA)的前身。
      Northrop Grumman无人驾驶飞行器系统工作组的Michael Howell说：“大多数人没有意识到，户外散步时，你头顶的天空属于FAA。”这里的“天空”，在美国指的是美国国家领空系统，直到最近所售预飞的所有飞行器都必须按照联邦采购法规(FAR)第23章的要求生产，并且经过详细的测试后认证。FAR第23章是FAA飞机最低安全水平设计和认证的基准，它也由于航空业出众的安全纪录而得到广泛的信任。但近几年来，FAR第23章成为航空业引进新产品和纠正长期存在的安全问题的障碍。ASTM国际组织的三个技术委员会—F37 《轻型运动飞机》、F38《无人驾驶飞机系统(UAS)》和F39 《飞机常态类与应用类电路配线系统》—与FAA合作大大扫除了这一障碍。

      LSA ：回归基点
      到90年代，FAA认证将初级飞机的价格推至20万美元以上，这就使许多从事娱乐性飞行的飞行员和新飞行员选择了驾驶超轻型飞机(单座飞机，重量低于254 lb(115kg),容量不超过5gal (19L) 燃油)，或是制造自己的飞机，并将其注册为“试验”飞机。
      美国之外的其他国家， 在过去的十多年间，颇为流行第三种选择。他们将飞机设计成娱乐型和训练型，这种有一个或两个座椅的单引擎新型飞机，起飞重量大约是普通初级飞机的一半。在美国或澳大利亚，该类飞机就是人们熟知的轻型运动飞机(LSA)。
      与符合FAR第23章要求的飞机相比，这种飞机结构简单，价格便宜，具有填补巨大市场空白的潜力。然而，由于不符合FAA认证的要求，LSA在美国不能出售或飞行，并且FAA也缺乏为新型飞机制定法规的人员、资金和意愿。
      位于堪纳斯城的FAA小型飞行器董事会主席Michael - Gallagher，建议FAA通过自愿性协调标准管理这种飞机，这对于FAA来说是从未做过的事情，从而打破了僵局。1996年的国家技术转让与进步条例(NTTAA)(OMB A-119通告实施)要求联邦机构尽可能使用协调一致标准。在这种情况下，NTTAA就可以大大减少法规对飞机设计和认证带来的负担。所以在2002年，FAA建议向基于制造商证明飞机符合适航性协调一致标准的轻型运动飞机(LSA)颁发适航证书。这是该行业进行自我调整的绝佳机会，然而，LSA制造商还不知道能够利用该机会。
      “ 之前， 业界几次试图组织制定标准， 但都无济于事，”Thomas Peghiny说，他是美国飞行设计公司总裁，该公司进口德国轻型运动飞机飞行
设计CT线。“我亲眼见证了一些尝试。”为什么会屡屡失败呢？“因为缺乏组织。”他说。

      F37标准的国际运用
      航空业具有很强的国际性。因为F3标准在其制定期间有广泛的国际性的参与，因此展示了很高的安全性，并且易于修订以适应安全和工程方面的改进，在澳大利亚、智利、哥伦比亚和南非，这些标准已经在法规中被采纳或已经用于飞行器认证。在巴西、加拿大、印度、以色列、欧盟和新西兰，类似的法规正在审批中。

      ASTM国际组织打开了眼界
      ASTM进入了该领域。“我们很幸运，”Eric Tucker说，他是Kodiak研究有限公司的技术总监，该公司是美国北部和南部Rotax飞机引擎分销商。“航空业最重要的利益相关方之一是试验飞机协会(EAA)，该协会的一些人，特别是Earl Lawrence,曾就职于ASTM国际组织航空燃油技术委员会。”
      Earl Lawrence是EAA负责政府和企业关系的副总裁，曾在负责制定用于航空引擎的机动车燃料标准的ASTM技术委员会工作。他与ASTM成员一起开了一个策划会，继而在Oshkosh,Wisconsin州召开了一次组织会议，并赢得了重要的利益相关方的支持。ASTM国际组织国际合作部副总裁Drew Azzara主持讨论并解释了ASTM程序如何帮助航空业制定他们需要的标准，给与会航空界的上百位代表留下了深刻的印象，他们决定同意该方案。
      “刚接触AS TM流程时，我想这个根本行不通，”Gregg Ellsworth说，他是弹道补救系统(Ballistic Recovery Systems)公司的航空安全调查员，他们生产降落伞，帮助失去战斗力的飞机安全返回地面。“刚刚进入这个领域时，我想，这些人永远不会达成一致意见制定出协调一致的标准。”但是ASTM 技术委员会F37《轻型运动飞机》组建时，Ellsworth签了字，并逐渐改变了想法。
      技术委员会立即应对LSA设计、性能、质量验收试验和安全监控问题，并且在惊人的短暂时间里制定出了第一个协调一致标准供审查。同时，F37成为ASTM新的虚拟会议制度的最早的使用者，技术委员会成员可以在不同的地方通过电话进行电话会议，同时在网上审查所讨论的文件。在分技术委员会F37.40《重量转变》周会期间，在线参加讨论的成员来自澳大利亚、加拿大、法国、英国和美国，这是再普通不过的事了。技术委员会还与航空界、用户、学术界，当然还有FAA建立了新的工作关系。
      “在技术委员会和FAA之间从来不存在争议，”Tom Peghiny说。“我们都为了一个目标工作。我们的任务就是遵守联邦航空轻型运动飞机规则。他们设定框架，我们来填充。”
      担任技术委员会F37副主席的Eric Tucker说：“FAA并不是袖手旁观，他们也是其中的一部分。而且，我想，它是这些标准发挥良好功效的原因之一。”
      FAA采纳了这些标准，许多制造商很快将这些标准作为其设计、生产运行和质量计划的基础。最近，更具竞争力的选手进入了市场，如Cessna飞机公司，已经用这些标准来开发其第一架proof-of-concept轻型运动飞机。“这是一套适合该类型飞机的真正的好标准，这种飞机易于飞行、训练。”Cessna飞机公司LSA的项目经理Neal Willford说：“这些标准不适合结构复杂的飞机。”

      UAS(无人机系统)：空中遥控机械装置
      留意新闻的人都知道无人驾驶飞机的军事运用， 如Predator，但是可能不知道美国林业局、国家安全局和其他机构使用已订约的UAS完成小到森林火情侦察大到国家边境侦察任务。 而潜在的商业应用也正在激增，如航空测量以及管道和高压电线监测。但是，像2002年前的LSA一样，UAS不符合传统的FAA法规的要求而禁止在国家领空(NAS)内自由运用。
      “根据你的观点，这种飞机为领空提供了有益的服务还是对领空构成潜在危害，”Northrop Grumman的Mike Howell说。在该领域从业11年后，他相信UAS的市场潜力是巨大的。“但是这要到我们把事情弄明白并且进入国家领空后才能确定，”他说，“这将是一个漫长的2003年4月，无人驾驶飞行器系统国际组织协会和其他利益相关方求助ASTM国际组织开放领空。几个月内，ASTM技术委员会 F38《无人驾驶飞机系统》成立，帮助其为UAS认证、飞行操作、维护制定规则，并且为制造商开辟一条申请适航认证的畅通之路。最重要的是，技术委员会正在研究UAS至关重要的“感觉和回避”的能力问题，即它们发现其他飞机和避免碰撞的能力。这就需要为雷达、LIDAR(光映像探测与目标距离测定)、电光(电视)和红外线传感器的使用制定标准。
      UAS的多样性决定了标准的复杂性。“谈起无人驾驶飞行器，”Howell说，“它们大从Global Hawk , 它可以在65,000英尺的高空飞翔，是一种巨型飞机，小到手掷飞机，其飞行距离在视野范围内，重量只有五六磅。”制定覆盖范围这么广的标准必须了解行业的状况，所以技术委员会F38对UAS操作员进行调查，收集UAS的现有类型、如何使用、需要提供什么样的操作员培训和如何进行维护等数据。这些数据有助于技术委员会确定什么地方需要标准，为制定这些标准现在做了哪些努力。为填补目前发现的空白，技术委员会F38已经发布了7个标准，15个标准正在制定中，这预示着UAS业将迎来光明。

      飞行器配线：安全之关键
      1996年7月发生的环球航空公司800航班的爆炸震惊了整个国家。事故的调查结果震惊了航空界。
      国家交通安全局认为事故可能由中心机翼燃油箱爆炸引起，NTSB不能确定燃油起火的原因，但很可能是燃油量指示器短路引起的。
      在随后的对老化飞机的检查中，发现飞机配线系统的维护存在很大的不足。
      “一个由FAA和业界组成的队伍检查了常用的商用航线有代表性的81架飞机，”ASTM技术委员会F39主席，飞行器电子协会的1,300名会员之一的Ric Peri说，“这次检查工作组发现了3,215处配线不符合要求。在飞机的一些比较封闭的区域，电线没有维修或维修很有限，有些30年未修。”维修过的地方有些做得很差，电线线路拐进燃料管线并且与金属表面接触。一个重要的原因是制定于1961年的FAA有关电线配线维护的法规从来没有修订过或有效地实施。
      2004年，FAA要求标准制定组织就如何编制标准计划解决危机提交建议。ASTM国际组织的建议入选，航空业创建了技术委员会F39《飞机常态类与应用类电路配线系统》。该技术委员会为电路配线系统设计、装配、更新、检查和维护制定标准来替代FAA的过时文件。
      像ASTM国际组织的其他航空技术委员会一样，技术委员会F39有国际会员组织，旨在制定全球航空业的通用标准。截至目前，该技术委员会已经为飞机的电负荷和电容量分析、设计、改造和飞机电路系统的认证编写了标准指南，这是将飞机维护带入21世纪所迈的关键的第一步。

      现在和未来将有巨大受益
      现在评估飞行器电路配线协调标准或UAS行业为时尚早，但对于LSA来说，这项工作产生的影响是惹人注目的。“我们的年收入已经从80万美元增加到9百万美元，”Tom Peghiny谈及其公司LSA的销售时说。按照Eric Tucker的说法，Rotax公司的引擎订单已经增加了30%。“我们设想飞行学校有一架、两架，甚至10架这种飞机供飞行员训练。毫无疑问这个ASTM 程序和它的整个规则本身对我们的事业是非常有利的。”
      Peghiny认为LSA标准是航空业复兴的开端。“它不仅会将人们带入航空业从而使其他类型的飞机有销路，而且还会使小型民用机场开放，使那些因花费高可能退出飞行的人留下。ASTM国际组织帮助创立了一个史无前例的行业，它将为航空业注入新的生命。”
      LSA标准已经对新制造商和新发明敞开了大门，与FAR第23章相比，协调一致标准能够化不断修订和改进。“他们是活生生的文件，”Tucker说。“它们富有戏剧性地变化。我们编制了引擎文件，2004年制定，2005年修订，2006年又修订，并且要求我们每两年审查一次。这是自这些文件经过法规程序审查后的最主要的变化，这对该行业来说极为有利。”
      协调一致标准初期的成功— — 不论从底线还是从安全角度看— — 使业界许多人希望FAA的运用能扩展到其他类飞机。“我希望这会发生，”Ellsworth说。“我认为只要业界认真遵守这些标准就有可能实现。如果人们坚持质量控制，并且每件事都按照标准的要求做，我相信将来FAA会考虑简化其整个程序。”
      一些公司已经在期待这一天。在Ballistic Recovery Systems(BRS)公司，为制定LSA降落伞标准所作的试验比80年代公司为普通航空飞机制定降落伞标准所作的试验提供的数据要完整。公司用该数据重新设计整个产品线。今天BRS销售的每个降落伞都符合ASTM标准。

      使航空业乘着变革的翅膀前进
      由于航空协调一致标准还处于幼年，还有好多工作要做，需要好多人手做这项工作。“有一点是明确的，”F37主席Earl Lawrence说：“那就是，我们所有人都要从事非政府部门的标准化工作，并且鼓励政府管理人员在政策框架方面使用非政府部门的标准。”
      “F38工作人员的才干庇佑着我们，”Mike Howell说。“我鼓励他们拓展事业并且让自己的伙伴们也加入这项事业，因为今后二三年对该行业会有巨大的影响，我们需要所有对此感兴趣的人们为此项事业做出贡献。”
      “我所知道的，”Greg Ellsworth说， 他最初对制定LSA协调一致标准的可能性持很强的保留意见，“就是这个程序是怎样的有趣，我的想法是怎样转变的。它使我有机会与整个行业的人合作。与FAA合作真的是太好了。他们来自政府机构，我们来自产业界，之前，各自关心各自的工作，各自只想自己的事。突然，这个程序发挥了作用，让我们走到了一起。如果没有ASTM国际组织这样的标准化机构的帮助，这种事情永远不会发生。”

(刑立新 译)