本文以現(xiàn)代民用飛機的適航審定法規(guī)的范圍,分析飛行平臺的痛點與有效性,提出有關(guān)平臺頂層需求的指導建議。
關(guān)鍵詞:航空平臺,系統(tǒng)工程,適航審定,生命周期,痛點,有效性,案例分析。
民用航空適航審定和審核條例的分類與實踐,都是為了航空飛行運行的安全性,可靠性,完整性提供堅實的法律基礎(chǔ)。由于適航范圍是一個跨學科、多功能、多對象、多目標的法律體系,所以要對其相應(yīng)的范圍和有效性加以分析,為今后的平臺研發(fā)與運營提供指導。
民用航空器包括:固定翼航空器和旋翼航空器。通常又稱為民用飛機和民用旋翼機。
民用飛機是一種運人載物的交通工具。民用飛機分為商業(yè)飛機和通用飛機。商業(yè)飛機有國內(nèi)和國際干線客機、貨機或客貨兩用機以及國內(nèi)支線運輸機。通用飛機有公務(wù)機、農(nóng)業(yè)機、林業(yè)機、輕型多用途機、巡邏救護機、體育運動機和私人飛機等。
2中型機:指的是最大允許起飛全重大于7000千克,但小于136000千克的航空器;
指空機重量小于0.25千克,最大飛行線米,最大平飛速度不超過40千米/小時,無線電發(fā)射設(shè)備符合微功率短距離技術(shù)方面的要求,全程可以每時每刻人工介入操控的無人駕駛航空器。
指空機重量不超過4千克且最大起飛重量不超過7千克,最大平飛速度不超過100千米/小時,具備符合空域管理要求的空域保持能力和可靠被監(jiān)視能力,全程可以每時每刻人工介入操控的無人駕駛航空器,但不包括微型無人駕駛航空器。
指空機重量不超過15千克且最大起飛重量不超過25千克,具備符合空域管理要求的空域保持能力和可靠被監(jiān)視能力,全程可以每時每刻人工介入操控的無人駕駛航空器,但不包括微型、輕型無人駕駛航空器。
指最大起飛重量不超過150千克的無人駕駛航空器,但不包括微型、輕型、小型無人駕駛航空器。
適航審定的條例按不同的類型來劃分。比如,我國常用的23部是指7700kg以下的飛行器,而不是7000kg以下的飛行器(飛機)。
在中國民航局發(fā)布的《輕小型無人機運行規(guī)定(試行)》中,首次把無人機進行細化分類,共9個等級。
Ⅰ 類無人機,也稱微型無人機是指空機重量小于0.25千克,設(shè)計性能同時滿足飛行線米、最大飛行速度不超過40千米/小時、無線電發(fā)射設(shè)備符合微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)方面的要求且在視距內(nèi)運行的遙控駕駛航空器。
?、?類無人機,也稱輕型無人機指同時滿足空機重量不超過4千克,最大起飛重量不超過7千克,在視距內(nèi)運行的無人機,但不包括微型無人機。
?、?類無人機,既小型無人機是指空機重量不超過15千克或者最大起飛重量不超過25千克的無人機,但不包括微型、輕型無人機。
?、?類無人機,既中型無人機指空機重量大于15千克但不超過116千克,最大起飛重量超過25千克不超過150千克。
Ⅺ 類無人機是指空機重大于116千克不超過5700千克,最大重量大于150千克不超過5700千克的大型無人機。
實際運行中,Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ 、Ⅺ 類分類有交叉時,按照較高要求的一類分類。
地方政府(例如當?shù)毓膊块T)對于Ⅰ 、Ⅱ 類無人機重量界限低于本表規(guī)定的,以地方政府的具體實際的要求為準。
分類等級排列順序由低到高依次為:Ⅶ 、Ⅲ 、Ⅳ 、Ⅺ 、Ⅻ ,高分類等級執(zhí)照可行使低分類等級執(zhí)照權(quán)利(Ⅴ 、Ⅵ 分類等級不按重量級別劃分)。
5)國界線米范圍的上方,軍事管理區(qū)、設(shè)區(qū)的市級(含)以上黨政機關(guān)、監(jiān)管場所以及周邊100米范圍的上方;
7)射電天文臺以及周邊3000米范圍的上方,衛(wèi)星地面站(含測控、測距、接收、導航站)等需要電磁環(huán)境特殊保護的設(shè)施以及周邊1000米范圍的上方,氣象雷達站以及周邊500米范圍的上方;
8)生產(chǎn)、儲存易燃易爆危險品的大規(guī)模的公司和儲備可燃重要物資的大型倉庫、基地以及周邊100米范圍的上方,發(fā)電廠、變電站、加油站和大型車站、碼頭、港口、大型活動現(xiàn)場以及周邊50米范圍的上方,高速鐵路以及兩側(cè)100米范圍的上方,普通鐵路和省級以上公路以及兩側(cè)50米范圍的上方;
6)國界線米范圍的上方,邊境線米范圍的上方,軍事管理區(qū)、設(shè)區(qū)的市級(含)以上黨政機關(guān)、核電站、監(jiān)管場所以及周邊200米范圍的上方;
8)射電天文臺以及周邊5000米范圍的上方,衛(wèi)星地面站(含測控、測距、接收、導航站)等需要電磁環(huán)境特殊保護的設(shè)施以及周邊2000米范圍的上方,氣象雷達站以及周邊1000米范圍的上方;
9)生產(chǎn)、儲存易燃易爆危險品的大規(guī)模的公司和儲備可燃重要物資的大型倉庫、基地以及周邊150米范圍的上方,發(fā)電廠、變電站、加油站和中大型車站、碼頭、港口、大型活動現(xiàn)場以及周邊100米范圍的上方,高速鐵路以及兩側(cè)200米范圍的上方,普通鐵路和國道以及兩側(cè)100米范圍的上方;
未經(jīng)批準,微型及輕型無人機不得在上述管控空域內(nèi)飛行,管控空域外,無特殊情況均可劃設(shè)為微、輕型無人機適飛空域。
?。?)植保無人機適飛空域位于輕型無人機適飛空域以內(nèi),且線米,需在農(nóng)林牧區(qū)域上方。
這里的物流飛行平臺的經(jīng)濟性能指標是按民用航空飛行平臺的經(jīng)濟效益來評估的。民用客機的效益是按單位海里/座位的全飛機平臺生命周期的費用來折合的。比如,如果按波音公司民用飛機的設(shè)計性能指標,每位乘客運載重量是120千克,每單位海里/座位的成本是$0.19,則每千克海里的成本為:$0.19/120千克=$0.00159(海里/千克),近似為$0.855公里/噸,或者,$1 = ¥7.3,近似為¥6.24公里/噸。
如果按中國民航經(jīng)營成本估算,¥0.5公里/座位,近似為:¥0.5/120千克=0.00417(公里/千克),近似為¥4.17公里/噸。注意到這里的數(shù)據(jù)是經(jīng)營成本。如果再加上全生命周期的費用,估計可與波音飛機的性能指標接近或者持平。
至于民用大型貨機和客改貨,運營效率的提高和飛機成本的下降的差異,其基本的物流性能指標也在¥5.00公里/噸上下。
以上假設(shè)飛機平臺都是在民用機場的基礎(chǔ)設(shè)施條件下運營,也就是從機場到機場的物流運營性能指標。這個指標就決定了創(chuàng)新物流飛機平臺的基本生存空間。
不論民用客機,還是貨機,在平臺系統(tǒng)的頂層設(shè)計時就要驗卡這樣的頂層需求KPP(Key Performance Parameter,核心性能參數(shù))。
僅僅采用了這個頂層KPP還不夠,還要留有一定的增長空間。比如說,未來每隔3-5年,運營改進或者提效更新可以增長1-3個百分點。
從系統(tǒng)工程的全生命周期的分析來看,整個經(jīng)營成本由以下幾個方面構(gòu)成:設(shè)計開放,生產(chǎn)制造,運營管理,回收報廢。平臺的研發(fā)和制造是個大頭。
研發(fā)與制造選址:要考慮地域優(yōu)勢,人才優(yōu)勢,資本優(yōu)勢,環(huán)境優(yōu)勢,以及市場與法規(guī)方面的優(yōu)勢。比如,氣候、溫度、交通、基礎(chǔ)設(shè)施等。就像要建一個酒莊,那么土地、鹽堿度、氣溫、水源、緯度等等,是不是接近世界上最好的酒莊的環(huán)境條件,溫度是不是適應(yīng)產(chǎn)品的生存特性。
當物流端點不是在大機場,或者其一端沒有機場跑道時,物流的運營指標就另有判別方式。比如說,當需要有垂直懸停的物流條件下,我們就可能不能充分的利用飛機的升阻特性。如圖4所示。飛機的升阻特性能夠達到10-20多倍,效率遠大于旋翼機。
由圖4可知,對于這類旋翼機、飛行汽車、直升飛機、傾轉(zhuǎn)飛機,民用運輸機的成本大約在$0.75到$2.70(整機),飛行速度在147節(jié)到300節(jié)之間。換算成公制單位,也就是272.2千米/小時至555.6千米/小時。如果整機在1-2.5噸,經(jīng)營成本可以逼近民用固定翼大飛機的物流成本。但是,實際過程中,這么重的旋翼機很難達到這個運營指標。
如果特種無人機可以在成本、效益、方便、安全等方面得到充分的張顯,還是具有一定的市場潛力的。
新就是以創(chuàng)新為引領(lǐng),質(zhì)就是要在質(zhì)量上要有極大的突破。不是1+1,而是以10倍,百倍的數(shù)量級上有獨到的改進和增強。也就是從0到1,或者是從10到100的飛躍。
比如,防火滅火方面,反應(yīng)速度要快,樓層要探得高,覆蓋面要廣,減損要明顯,人員要安全,等等。這不妨也以10倍的效益提高為新質(zhì)指標。
微型化指標的含義是:如果用較小的飛行平臺能夠?qū)崿F(xiàn)的任務(wù),就不需要搞大而全的平臺;如果用1元錢可以搭建的就不要化2元錢。特別是如果成本效益比能夠達到1/10的產(chǎn)品就可以開發(fā)。經(jīng)濟賬是長期可持續(xù)發(fā)展的核心理念。小型化才能市場化。
比如,某省的小型衛(wèi)星,一旦它的造價降到原有的1/10,它就有了使用價值,市場化動力,擁有了廣闊的應(yīng)用場景。
在民用航空電子系統(tǒng)的頂層需求中,往往也非常強調(diào)系統(tǒng)的增長空間。比如老舊的航空電子系統(tǒng)的增長空間,會被一直更新的內(nèi)容漸漸吃掉。導航數(shù)據(jù)庫在不斷地增大,輔助功能在不斷地充填,以致飛行管理計算機的通道數(shù)、CPU機時、存儲器空間等增長空間慢慢的變少。其結(jié)果就是FMCS經(jīng)常不同步,飛行計劃計算延遲,屏幕相應(yīng)遲鈍,以致機毀人亡的事故逐漸增多。
歐寶
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