民机飞控系统试飞风险评估方法研究

发布时间：2020-11-16 20:12

　　 飞行试验是一项复杂的系统工程,它的目的是为了验证所研制飞机的安全性。飞行控制系统是保障民用飞机安全运行、提高运行可靠性的关键系统,需要在真实的环境下进行飞行试验,对飞控系统的工作状态、功能、逻辑、性能等进行验证。研究民机飞控系统试飞风险评估方法,建立相应的风险评估流程,对于民机试飞的安全性有着重大的意义。研究了民机飞控系统的电传飞控系统、高升力系统、自动飞控系统的构成和功能,分析了飞控系统主要的失效模式。确定了飞控系统飞行试验的需求和验证的内容,以及在研发飞行试验、审定飞行试验、功能和可靠性飞行试验三个阶段的工作内容。分析了电传飞控系统、高升力系统、自动飞控系统飞行试验验证的规章条款,为民机飞控系统试飞风险评估流程和评估方法的建立奠定了基础。运用风险评估理论,结合民机飞控系统试飞风险评估的要求,建立了民机飞控系统试飞风险评估流程,分为试飞前、试飞过程中、试飞后三个阶段,其中试飞前要进行初始风险评估以及详细风险评估。确定了不同阶段试飞风险评估流程,并对各个分析阶段的风险评估方法以及选取原则进行了研究。参考了与风险评估有关的适航规章以及标准,结合层次分析法和灰色模糊综合评价法,计算出飞控系统试飞风险发生的可能性指数,然后结合层次分析法以及模糊综合评价法计算了飞控系统试飞风险的后果严重性指数,基于这两个指数,运用风险评估矩阵和ALARP风险接受原则来判断飞控系统试飞风险事件的风险水平。将基于概率风险分析的贝叶斯网络技术应用于飞控系统试飞风险评估中,以湾流G650试飞事故为例,利用贝叶斯建模软件GeNIe建立了基于故障树的贝叶斯网络试飞风险评估模型,并对其进行了定量的概率推理计算,找出了试飞风险的主要致因。运用了故障树的方法与贝叶斯网络模型对比,验证了基于贝叶斯网络模型的风险评估方法的有效性和优点。本文提出的适用于民机飞控系统试飞风险评估的方法和流程,能够有效地保持和提升民机试飞过程中的安全性。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V217
【部分图文】：

减少事故发生的可能性，降低后果严重度。国际民航组织（International Civiation，ICAO）以及美国联邦航空局（Federal Aviation Administration，FAA）、欧EuropeanAviation SafetyAgency，EASA）、中国民用航空局（CivilAviationAdmia，CAAC）均颁发了规章条款、咨询通告（Advisory Circular，AC）、适航指令系统试飞过程中应满足的安全要求。根据适航规章 CCAR21《民用产品和零部件》的要求，在型号合格审定期间，申请人要通过符合性验证试验来表明并证实产用的适航要求，并且需要向适航部门演示这种符合性。而 FAR/CCAR/CS25.130咨询通告也规定了飞机以及系统的安全性要求[3,4,5]。SAEARP4754/4761 等标准提合性验证方法[6,7]。图 1.1 所示，我国自主研制的民机 C919 正处于密集研发试飞阶段。随着我国民机试飞的风险控制也愈发重要。由于我国民机研发相对发达国家较晚，我国在试飞缺乏，技术能力相对薄弱。在适航验证、探索性和原理性试飞、试飞体系以及试质等方面还有待提高。在飞控系统飞行试验的过程中，存在着许多风险因素，这飞安全。因此，如何在试飞过程中识别影响飞控系统试飞安全的风险因素，建立法，并制定风险管理控制措施，是需要解决的问题。

图 5.6 G650 试飞事故图 基于故障树的试飞风险评估实例据航空专家给出的建议以及美国国家交通安全委员会（National Transportation，NTSB）对此次事故的调查分析，以“试验机失控坠毁”作为顶事件，从各个方飞事故的因素，可以建立如图 5.7 所示的故障树，其中各个事件的定义如表 5.3 所TB1 B2 B3A1 A2 A3 A4 A5 A6A7 A8

南京航空航天大学硕士学位论文表 5.5 底事件概率重要度概率重要度 事件 概率重要度 事件 概率重要度 事件 0.19 A30.21 A50.52 A70.23 A40.44 A60.11 A8于贝叶斯网络的试飞风险评估实例 5.7 的故障树转换为飞控系统试飞风险评估的贝叶斯网络模型。首先将故障件（A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8）对应转换为贝叶斯网络中的根节点验概率赋值给贝叶斯网络中对应的根节点作为它的先验概率，并按照图 5.4转换方法，将故障树输出事件转换为贝叶斯网络的中间节点，连接节点的有树中输入/输出关系相对应。利用 GeNIe 软件，构建试飞风险评估的贝叶斯网示。
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本文编号：2886609