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作者:乔治·威廉姆斯
维护后试飞(Post-Maintenance Flight Testing, PMFT)、空中测试或维护检查飞行(Maintenance Check Flight, MCF)看似只是维护后一项简单的例行程序,但如果飞行员准备不足,则可能造成致命后果。飞机在未验证前应视为不可用,并以此态度对待。本文将探讨此类飞行的相关风险、应采取的策略以及可能出现的问题。
本文主要关注直升机的维护后试飞,但其中许多策略也适用于其他类型飞机的测试。本文不涉及研发或实验性飞行测试,因为它们的性质截然不同。
如果你已经了解维护后试飞的内容,并且想直接了解重点内容,请直接跳转至下文的“通用测试策略”。
目录
什么是维护后试飞?
法规
英国军方
欧洲航空安全局与英国民航局
A 级和 B 级维护检查飞行(MCF)
运营人对 MCF 级别的选择 -
一个存在问题的领域
方法
维护试飞员(MTP)
培训
其他试飞机组人员
经验
培训
飞行前测试规划
飞行测试计划/空中测试表
飞机制造商 vs 发动机制造商
选装设备
临时测试(空中检查)
“如何做”与“做什么”
去哪里飞
比例尺正确吗?
顺风缓慢漂移
风险管理
环境条件
质量与平衡
简报
通用测试策略
了解为什么需要进行这项测试
检查单
渐进式测试
计数法
应急措施
工具和测试设备
“舱内注意力分配”与分工
为失败做准备
具体操作指导
检查单与程序
锥体和振动测试
地面滑行测试
发动机系统测试
操作发动机控制装置
飞行中调整功率基准
N2 调整
油门护罩起源
低速测试
动力失效后的恢复
罗盘校准
空中罗盘校准
地面罗盘校准
高速测试
高空测试
自转
异常和应急系统测试
进入异常/紧急状态
退出异常/紧急状态
飞行后报告
结论
什么是维护后试飞?
维护后试飞(PMFT)或维护检查飞行(MCF)是一种在定期维护、故障排除后或定期进行的特定类型的飞行测试,旨在确认适航性。它不同于新型飞机认证或改装试飞,也不同于制造商在飞机制造完成后进行的验收测试,但两者之间存在许多重叠之处,尤其是在程序方面。
贝尔 429 在深度维护中
测试通常按照维修手册中的某种程序进行,且测试应设计成能获得一致的结果,以便确定飞机的适航性。
法规
如同航空领域的许多事情一样,维护后试飞的规则、条例和程序都是用鲜血写成的。在军方用和民用领域,往往某起事故会促使此类飞行的法规收紧。
英国军方
对英国军方而言,1999 年 2 月 4 日在拉尔布鲁赫附近损失了一架“鹞”式战机 ZD326(注 1),所幸飞行员安然无恙。这位经验丰富的飞行员在飞行前刚刚拿到试飞计划的更新,然后在新的测试点失去了对飞机的控制。
英国军方对试飞进行了全面审查,经验丰富的试飞员拉德利中校撰写了一份关于维护后试飞的报告。这份报告促使相关法规进行了更新,更新内容现已纳入第 2220 号法规条文(注 2)。报告中的一项建议是设立维护试飞课程,该课程在英国国防部博斯康比唐恩的帝国试飞员学校开设。
ZD326 在 1999 年 2 月 一次维护后的试飞中失事,当时飞行员在起飞前才拿到新的测试程序。Jet Photos
欧洲航空安全局与英国民航局
对于欧洲航空安全局(EASA)/英国民航局(CAA)而言,促使其做出改变的是 XL 航空德国公司 888T 航班 A320 坠毁事故(注 3),以及 2009 年 1 月 12 日 G-EZJK 发生的非致命事故(注 4)。888T 航班当时正在进行租赁期满检查飞行,机组人员试图在低空近似最优飞行条件下进行一项测试,但由于部件故障导致飞机进入备用控制律,最终未能改出。G-EZJK 的事故则是一次检查飞行,机组人员当时使用的是公司内部程序,而非维修手册中的程序。
D-AXLA,那架在佩皮尼昂附近失事的 A320 客机
EASA 的一项规则制定任务促成《航空运行规章 965/2012》引入了维护检查飞行规定。该规定细分为适用于小型飞机的 NCO 部分和适用于大型飞机的 SPO 部分。
A 级和 B 级维护检查飞行
规章将维护检查飞行(MCF)分为 2 种类型:
A 级 MCF - 预计需使用异常或应急程序,或需测试备份系统/安全装置功能的飞行测试。
B 级MCF - 除 A 级以外的飞行测试
两个级别对机组、培训和运营人规则的要求差异显著(尤其 SPO 部分)。这种要求上的巨大飞跃可能会引发问题。我们来深入探讨一下。
运营人对 MCF 等级的选择 - 一个存在问题的领域
飞机运营人负责确定哪些飞行测试属于 A 级 MCF(最高安全等级)。这造成了利益冲突,需要加以解决。一方面,运营人希望确保飞机和机组人员的安全;另一方面,实施 A 级飞行测试所需的必要培训和限制在时间和资源方面成本高昂。此外,还需要有 A 级飞行员在场:我们是否培训了足够的人员?他们的资质是否仍然有效?等等。
以上定义存在多种解读。欧洲安全促进网络 - 旋翼机小组(ESPN-R)在其网站上(注 5)提供了一系列优秀资源。他们提供了一份测试手册样本和风险评估,并就如何对飞行测试进行分类提出了一些建议。
MCF 手册示例 – ESPN-R
方法
他们提出了两种方法:
飞行手册部分 - 飞行手册“正常”部分之外的任何操纵均为 A 级 - 这实际上导致几乎所有操纵均为 B 级,只有少数例外(例如自转和故意关闭一半冗余系统,如液压系统)。
风险等级 - 另一种方法是根据系统故障时的风险等级来确定 - 这导致几乎每次测试都是 A 级。
例如,SAS 增稳是否属于备份系统?SAS 测试真的需要达到 A 级测试所需的培训水平吗?自转呢,飞行手册中将其列为应急程序,但自转 MCF 是否应被列为 A 级?它可是经常进行的训练项目。接近功率限制的操作(例如 EC135 N2 检查)是否属于 A 级?这需要一定的培训才能安全完成。这似乎需要 A 级测试,但它并非异常或紧急情况。
无论如何,责任在于运营人,需要仔细考虑并进行风险管理。A 级测试的台阶很高,但可能至关重要。
维护试飞员(MTP)
为任何维护试飞选择飞行员都可能是一项挑战。由于日程安排和排班的限制,有时可能仅有一人可选,但任务的要求,以及在某些情况下受到的法规约束,则需要更具体的人选。
这些要求可以分解为知识、技能和态度三个方面:
知识 - 飞行员需要非常清楚飞机在正常情况下的操纵表现,并且具备进行各项测试的必要知识。
技能 - 飞行员需要具备操纵该机型和执行相应任务的技能(例如,搜救绞车测试),并能清晰地向工程团队反馈结果(“有点晃”是不够的)。
态度 - 飞行员最好是自愿承担这一角色,并具备高度的诚信和严谨的工作态度。他们还必须能够在紧急情况下保持冷静和应对能力,因为在这项工作中遇到紧急情况更为常见。
根据 EASA / UK CAA 的规定,飞行员参加 SPO.SPEC.MCF.115 中(注 6)的 A 级 MCF 课程有一些具体要求(仅列出了 SPO 部分的要求 - NCO.SPEC.MCF.125 中(注 7)的 NCO 部分的要求则宽松得多):
MCF A 级飞行员要求:
直升机飞行时间 1,000 小时,复杂飞机机长飞行时间 400 小时,机型飞行时间 50 小时
完成了 MCF 培训课程(应包括模拟机训练),并观摩了一次 MCF 飞行
MCF 资质有效期为 36 个月,之后需复训
培训
法规规定了 MCF 机组培训课程(注 8)。该课程按类别划分(例如直升机或固定翼),而不按具体机型。课程应由 MCF 资质机构提供(如Euro Flight Test [注 9]),内容需包括:
法规
飞行计划和飞机准备
风险管理
设备与仪表
驾驶舱管理
测试项目所需技术
失败案例回顾
飞行后分析
CAA 曾发布指导文件 CAP 1083(注 10),其中涵盖了“检查飞行”的实施。但是,该文件现在包含以下警告:
“本手册将不再进行任何修订,因为 CAA 已无法提供飞行检查程序的最新指导。”
其他试飞机组人员
MCF 中,飞行的同时记录数据可能负担较重。如果条件允许,多一双眼睛和双手会很有帮助。在 EASA / CAA 的术语中,这个人被称为任务专员(Specialist)。这名人员可以是多机组驾驶舱中的另一名飞行员,也可以是工程师。
经验
额外的人员需要对飞机有深入的了解,并且必须具备执行测试所需的技能。能够操作所有测试设备,例如锥体和振动设备或传感器,这显然是必备条件,但不太明显的是,还需要能够成功地使用尺子测量飞行控制输入,同时又不妨碍飞行员!
RADS-AT 锥体和振动设备 - GE 航空航天
培训
所有任务专员的培训应与飞行员的培训类似,并尽可能包括模拟机培训。飞行员应核实任务专员的资质有效性,并进行安全简报(尤其是在配备双套操纵杆的驾驶舱座位上时)。从这张贝尔 412 飞行测试的照片可以看出,如果锥体和振动设备操作不当,可能会干扰飞行操纵。
贝尔 412 直升机驾驶舱内使用的锥体和振动设备
飞行前测试规划
许多完成 MCF 的风险都可以在上飞机前的地面阶段缓解。让我们来看看一些降低风险的方法。
飞行测试计划/空中测试表
测试机组和工程团队必须非常熟悉飞行测试计划,该计划通常包含在飞机维修手册中,或者作为单独的受控文件(军方通常如此)。重要的是,测试人员要清楚需要哪些数据、在什么条件下以及何时收集这些数据。
测试计划应在开始前得到充分理解和详细说明 - RUAG
遗憾的是,部分飞行测试计划表述不清。这可能是由于作者的背景(例如,由工程师为飞行员编写程序)或语言差异造成的(这种情况偶尔会在空客文件中出现)。
至关重要的是,每个运营人都应采取行动,与飞机制造商(例如通过空客的技术请求项目[Technical Request programme][注 11])进行沟通,以澄清此类问题并努力改进后续文件。与此同时,运营人应考虑根据完成测试的经验,为机组人员编写补充指南。这可以形成一套“单位知识库”,在飞机服役期间持续发挥作用。此外,与同类型飞机其他运营人建立联系,共享知识,也十分有益。
贝尔直升机公司提供技术支持,包括提出维护程序修改建议的机会 - 贝尔
飞机制造商 vs 发动机制造商
在发动机及其相关部件的测试中可能会出现一种奇特的现象。飞机制造商和发动机制造商可能针对同一发动机都提供了测试程序。他们提供的信息可能略有不同,能为机组提供有用参考 - 空客配备透博梅卡发动机的 EC135 的某些程序(例如现在已完全自动化的优先喷嘴检查)就属于这种情况。
发动机维修手册可能会提供有关发动机测试的额外信息。
选装设备
飞机制造商的测试程序仅适用于基本型飞机和制造商改装。飞机运营人和工程团队需要考虑加装的选装设备是否需要额外测试,或者加装的设备是否会改变现有的测试程序。
例如,绞车可能需要进行额外的测试。外部安装的设备可能会改变高速完成的测试,从而降低适用于测试点的速度。
绞车可能需要特定的维护测试飞行
临时测试(空中检查)
有些情况下,需要进行的测试或检查并非以常规方式记录。例如,可能需要进行一次飞行来向工程师演示故障(例如,系统错误会在关车时自动清除)。这类飞行需要比常规检查飞行更加严格地审查,因为缺乏规范的流程可能会导致“好点子”的出现。任何测试都必须严格在飞行包线内进行,并且任何条件都必须以循序渐进的方式进行处理。
“如何做”与“做什么”
许多书面程序虽然详细列出了需要测试的内容,但对于如何具体实现却语焉不详。例如,提总距的速度应该多快?油门应该转多快?自转着陆应在何种重量下完成?
这些问题一旦发现,就应纳入运营人指南。通过标准操作程序 (SOP) 或测试手册来积累单位知识,有助于标准化测试并提升安全。
飞行区域选择
测试地点的选择会直接影响试飞的风险。直升机通常在相对靠近地面的高度飞行,但试飞可能需要进行高空测试、长时间无转弯飞行或大范围盘旋。对相关程序的充分了解和掌握会影响飞行区域的选择。
比例尺正确吗?
例如,在英国,用于导航的地图比例尺在 MCF 时可能需要与正常飞行作业不同。通常情况下,直升机的目视飞行规则(VFR)运行高度低于地面 3,000 英尺(910 米),因此 1:250,000 的 CAA 航图较为合适。但有些测试点要求飞机爬升至 10,000 英尺(3,050 米)。1:250,000的航图上并未显示该高度的空域,因此 1:500,000 的航图更为合适 - 请注意格洛斯特郡机场(EGBJ)以北的空域,该空域在左侧(1:500,000)的航图上从 7,500 英尺(FL75)(2,290 米)开始,但在右侧(1:250,000)的航图上并未显示。如果矢量地图(例如Foreflight)在某个高度附近隐藏了空域,则也可能是类似的问题。
航图对比 - 左侧是 1:500,000 的航图,显示 Cotswold CTA 从 FL75 开始,但右侧的 1:250,000 图表中缺少这一部分(请注意,这是有意为之)。
顺风缓慢漂移
选择合适的空域进行飞行也至关重要。例如,格洛斯特郡机场以北的空域低空相对空旷,因此可以利用较长的直线航段进行锥体和振动测试。然而,空中罗盘校准需要较大的盘旋半径。北风可能导致飞机在盘旋过程中向南漂移,从而可能与机场的交通发生冲突。
最后一点,英国《空中航行规则》第 6 条规定,试飞期间禁止飞越人口稠密区域。但 MCF不属此列,因为飞机持有有效适航证。
风险管理
MCF 的风险管理可以针对每次飞行单独进行,也可以预先针对整个 MCF 飞行剖面制定,然后根据每个测试点的具体情况有选择地参考。务必关注当次飞行的特殊之处,以免通用风险管理掩盖 MCF 的特殊风险。尤其需要考虑以下几点:
注意力分散 - 读取仪表和记录数字可能会分散观察注意力。
电子显形(EC)(注 12)
应答机本身是否正在测试?
普通的随身携带式 EC 设备(例如 Sky Echo 2)是否可用于测试飞行?
执行异常或应急程序
关闭系统的风险是否已降低?
是否已完成充分的培训来降低风险?
起飞前面板是打开还是关闭的?由谁负责检查?
监督
持续适航管理组织(CAMO)是否知情?
是否需要高级别批准(如总飞行师)?
文件
飞行测试计划是最新版本吗?
所有修订是否已应用?
所有必要的维护程序是否已完成并签署(与CAMO确认)?
接近飞行包线边缘
对限制参数采取渐进的方法
强制改出动作(如超过特定坡度角)
降落伞、紧急信标、飞行跟踪?
飞机运行中,面板是被打开的还是关闭的?谁负责最后的检查?
环境条件
如前所述,MCF 的正常飞行条件应为白天、目视气象条件(VMC)。某些测试点可能还需要特定的飞行条件:
锥体和振动
太阳 – 当锥体和振动设备摄像机直对太阳时可能无法工作。飞行安排应尽量使航段与太阳垂直,以减少此类问题。
湍流 - 颠簸状况可能会影响结果
低速测试
方向 - 为将地速降至最低,最好在逆风条件下进行低速测试。是否有可用的跑道?
高空功率检查
云层 - 部分测试点需要长时间持续爬升。这可能需要一个没有显著云层的日子,否则可能要等到有良好天气条件时才能进行操作。由于在 MCF 期间必须保持目视气象条件,因此通常无法穿过云层爬升至晴空中。
通常,爬升穿过云层以达到云顶目视气象条件是不可取的,因为技术上不可用的飞机进行仪表气象条件飞行(IMC)是不明智的。
重量与平衡
为了满足 MCF 目标,需要仔细控制直升机的重量和平衡。对于某些测试点,必须将重量控制在一定的允许范围内。
在其他情况下,例如地面功率检查,飞机可能需要达到一定的最小重量,以防止在测试过程中离地。由于刚完成维护的飞机可能缺少许多功能设备,并且燃油量可能非常低,因此其总重量可能很轻。这可能导致仅在一台发动机处于测试功率设置时飞机就会离地。例如,对于 EC135 直升机,意味进行地面功率测试时需要压舱物。通常情况下,在场的工程师会负责压舱。即使 “仅地面试车”,也必须考虑紧急情况和乘客安全(例如座位安排)。
在进行地面功率检查时,可能会使用人员作为压舱物来防止飞机离地 - 不过可能不会用这么多人 - ChatGPT
简报
全面简报对于确保文件齐全、关键人员理解任务以及完成所有必要测试规划和风险管理至关重要。简报对象应包括机组人员(含任务专员)、相关工程团队以及任何可能需要申请空域或机场的运行人员。简报内容应涵盖以下方面:
工程背景
飞机来自哪里 – 直接从航线,还是刚刚完成深度维护?
采取了哪些纠正措施?
需要哪些测试程序?
各项测试是按照哪些规范进行的(例如,维修手册)?
天气
通常昼间,VMC
湍流水平 - 与锥体和振动测试密切相关
光照强度 - 一些锥体和振动设备需要适中的光照(既不能太强也不能太弱)。
基本条件 - 侧风、着陆面(以防紧急情况)
风 - 这可能会影响飞机在罗盘校准盘旋时顺风漂移
敌方行动 - 如果在部署环境中进行测试
风险管理(见上文)
在所需测试点存在哪些特定风险?
对相关测试点应用威胁与错误管理(TEM)
机组配置
为测试配备合适的人员 - 训练有素且经验丰富
飞机
任何额外安装的设备和改装状态
是否有面板缺失?
燃油或压载要求(例如用于地面功率检查)
限制
测试会触发飞行数据监控(FDM)事件吗?
测试地点及任何申请/空域要求
文件
技术日志 - 哪些维护项目处于开放状态
检查 A - 相关的飞行前检查是否已完成
需要记录哪些内容?由谁来记录?
飞行前简报需要所有相关人员参加 - 飞行员、任务专员、工程团队和运行人员。
注:
1. “鹞”式战机 ZD326:
https://www.ukserials.com/pdflosses/maas_19990204_zd326.pdf
2. 第 2220 号法规条文:
https://www.gov.uk/government/publications/regulatory-article-ra-2220-maintenance-test-flights-mtf
3. 888T 航班 A320 坠毁事故:
https://aviation-safety.net/wikibase/321604
4. G-EZJK 非致命事故:
https://www.gov.uk/aaib-reports/boeing-737-73v-g-ezjk-12-january-2009
5. 欧洲安全促进网络 - 旋翼机小组(ESPN-R)“维护检查飞行”:
https://www.easa.europa.eu/community/topics/maintenance-check-flights
6. NCO.SPEC.MCF.115:
https://regulatorylibrary.caa.co.uk/965-2012/Content/Document%20Structure/08%20SPO/2%20Regs/27350_SPOSPECMCF115_Flight_crew_requirements_for_a_Level_A_maintenance_che.htm
7. NCO.SPEC.MCF.125:
https://regulatorylibrary.caa.co.uk/965-2012/Content/Document%20Structure/07%20NCO/2%20Regs/22360_NCOSPECMCF125_Crew_composition_and_persons_on_board.htm
8. A 级MCF 机组培训课程:
https://regulatorylibrary.caa.co.uk/965-2012/Content/Document%20Structure/08%20SPO/2%20Regs/27380_SPOSPECMCF120_Flight_crew_training_course_for_Level_A_maintenance_check_fl.htm
9. Euro Flight Test:
https://www.euroflighttest.com/training-courses/maintenance-check-flight-level-a
10. CAP 1083:
https://www.caa.co.uk/publication/download/14695
11. 空客Technical Request programme:
https://www.aircraft.airbus.com/en/contact-us/get-technical-assistance
12. 电子显形(Electronic Conspicuity)是一个统称,指的是可以帮助飞行员、无人机用户和空中交通服务人员更好地了解周围空域运行情况的技术。
来源:Post Maintenance Flight Tests – How to avoid fatal traps. By George Williams. Rotary Wing Geek, 05 January 2026.非原文配图及视频来源于网络。
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