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航空发动机适航专业建设

范文

摘 ?要：目前我国航空发动机适航人才在数量和能力上与国家战略发展规划不匹配，急需开展专业建設。文章通过调研国内飞行器动力工程专业、法国航空安全航空器适航“高级硕士”的成功经验，分析国内航空器适航专业现状，初步探讨航空发动机适航专业建设内容，从人才培养目标、主干学科、专业技能、课程体系四个方面提出建议，为航空院校开设相关专业提供参考。

关键词：适航;航空发动机;专业建设

中图分类号：G640 ? ? ? ?文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）04-0048-05

Abstract： The quantity and capability of aero-engine airworthiness talents could not match the national strategic development. Specialty construction should be done urgently. In this paper， the specialty construction of aero-engine airworthiness was discussed preliminarily by means of the investigation of aircraft power engineering specialty in China and senior master of aircraft safety management in France as well as the current status analysis of aircraft airworthiness specialty. The suggestions on four aspects were pointed out， which were the talents training goal， the major disciplines，the professional skills and the curriculum system. Those could provide the information for the relevant specialty construction.

Keywords： airworthiness; aero-engine; specialty construction

适航在我国航空发展中占有举足轻重的地位，然而我国却面临航空发动机适航人才紧缺的现状。国内尚未有高校建立航空发动机适航专业，通过借鉴国内外适航人才培养经验，打造具有中国特色的航空发动机适航专业，探讨专业人才培养目标、主干学科、专业技能和课程体系并形成课程地图，为国内航空院校完善适航专业建设提供参考，为推进航空发动机适航专业建设提供支持。

一、航空发动机适航人才培养迫在眉睫

适航性，简称适航，是在预期的使用环境中和在经申明并被核准的使用限制之内运行时，航空器（包括其部件和子系统、性能和操纵特点）的安全性和物理完整性[1]。适航是一项复杂的系统工程，包括适航技术和适航管理两部分，这两部分紧密结合，不可分割。《中国民航人才建设中长期规划（2010-2020）》指出人才是民航发展的第一资源，提出加强高层次适航审定人才培养，支持民航院校建设适航审定专业等要求[2]。《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》指出加快航空发动机自主发展，依托航空发动机及燃气轮机重大专项，突破大涵道比涡扇发动及关键技术，支撑国产干线飞机发展[3]。

调研我国航空发动机适航能力，目前我国在小型航空发动机方面具有一定的型号取证经验，但在大型航空商用发动机方面尚处于探索阶段，特别是在综合性、跨专业条款的适航符合性验证方面存在较大技术难度。

适航从业人员数量和能力均显不足。当前航空企业适航验证设施建设较快，但与之配套的试验人员能力并未实现同步增长，验证人员能力不满足需求，适航工程技术人员严重短缺。随着民用航空工业的快速发展，大批高校毕业生开始走上适航相关工作岗位。然而这些人暂不具备适航从业人员的基本素质，不能马上融入到实际的适航设计、验证或适航审查工作中去，往往需要花大量的人力和物力对他们进一步培养，培养周期很长。

航空发动机为航空器提供动力，既是飞机上安装的一个复杂系统，又是作为一个产品单独取得型号合格证、生产许可证和单机适航证。从专业角度，航空器适航涉及气动、机械、结构和强度、电子和电气、安全性专业，航空发动机适航也涉及气动、结构与强度、电子、安全性专业。从适航规章角度，航空发动机与航空器是分开取证，有各自适用的适航标准，两者之间有一定交联。综上，航空发动机适航应作为一个单独的专业进行建设和规划。

北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学为代表，开设航空器适航技术专业，涵盖气动、结构、强度、发动机等方向。目前国内高校尚未建设单独的航空发动机适航专业，这一现状与航空发动机快速自主发展的战略规划不匹配。建议急需开展航空发动机适航专业建设。

二、学习借鉴国内外成熟专业经验

不同于传统航空发动机相关专业——飞行器动力工程专业，航空发动机适航专业具有鲜明的行业特色：需要从政府适航部门、航空发动机制造商及其供应商的适航人才需求出发，设定专业人才培养目标;需要从航空发动机适航标准的要求出发，规划课程体系;与飞行器动力工程专业在主干学科上有交集，在公共基础、专业基础课及部分核心课程方面具有相似之处，建议在飞行器动力工程专业课程体系基础上进行修改和完善。法国航空安全航空器适航“高级硕士”课程，被国内外认可且评价很高，其成功运作经验对航空发动机适航专业建设具有重要借鉴意义。本节重点针对上述两个专业进行调研和分析。

（一）飞行器动力工程专业

针对国内4所知名985、211高校能源与动力学院中的飞行器动力工程專业[4-7]，开展培养目标、课程结构、专业方向、实验设施及师资情况梳理，探索专业建设经验。这四所航空院校基本代表目前国内飞行器动力工程专业的建设水平。分析得出：

1. 专业定位大体相同，培养目标兼具特色。立足高层次拔尖创新人才培养目标，体现出层次和水平较高大学重点专业人才培养目标的定位。培养目标体现各自特色和优势，南京航空航天大学专业领域涉及航空、航天、航海等多个领域;西北工业大学专业重点学科;北京航空航天大学突出创新型人才培养，面向航空系统;哈尔滨工业大学突出新能源。

2. 课程结构相似，培养方案兼具特色。总体上包括公共基础课、专业基础课、专业课、个性化发展和实践课，强化通识教育在人才培养中的重要作用。培养方案充分体现各高校的优势学科及特色。

3. 专业方向较全面，师资力量强，配套实验设施较完备。专业方向主要包括气动和性能、结构与强度、发动机控制、燃烧和流动覆盖发动机设计四大方向，并配备数值仿真、实验、教学中心，师资队伍结构中高端人才辈出，整体水平较高，教授、副教授、其他教师的比例约为3：3：2。

特色的专业定位、合理的课程规划、强大的师资力量和完备的配套实验设施条件，为飞行器动力工程专业成为特色、重点专业奠定坚实基础。

（二）法国航空安全航空器适航“高级硕士”（Advanced Master）

作为法国独一无二的精英教育，法国工程师学校在法国的高等教育体系中占有重要位置。作为欧洲顶尖的航空精英大学，法国国立民航大学（ENAC）开设“高级硕士”计划（programs），包括：机场管理、航空安全航空器适航、空中交通管理、航空安全管理等多项计划，要求申请人必须具备硕士学位或本科学位并具有三年工作经验。

伴随欧洲航空运输市场的开放，亚洲市场的发展以及全球航空公司机队日趋老龄化，制造商和航空公司越来越关注由此而来的风险，从而增加了对技术监控和质量控制方面的需求。航空器适航“高级硕士”针对此需求，将大学和欧洲、全世界航空领域巨头公司的优势完美结合。

航空安全航空器适航“高级硕士”计划包括课程学习和专业论文撰写两部分。

第一学期为课程学习及考核，分两部分，共历时6个月：

1. 航空学技术和航空器学习

每周1个模块，共8个模块，覆盖：

（1）飞行性能

（2）飞机结构

（3）发动机及动力装置

（4）航电

（5）飞机通用系统

（6）鉴定试验

2. 机载设备和系统

每周1-2个模块，共8个模块，覆盖：

（1）审定程序

（2）飞机系统审定

（3）飞机系统安全性分析

（4）机载软件、复杂电子硬件

（5）空中交通安全和人为因素

（6）制造组织批准

（7）运行程序

（8）维修程序

（9）持续适航

第二学期为专业论文撰写及答辩，历时6个月：

学生必须在ENAC或法国国立航空航天大学（ISAE）教授和实习单位导师的监督下完成专业论文撰写。

作为国际公认且具有较高声誉的适航专业课程，其课程建设具备如下特点：

1. 入学门槛高。定位具备硕士学位或本科学位并具有三年工作经验的学员。整个“高级硕士”计划安排时间紧凑，内容饱满，强度较大。第一部分中每个课程模块结束后都要进行考试，需要学生具有较全面扎实的航空知识储备。模块中涉及审定、运营、维修等方面内容需要学生具备一定的分析能力和工作经验。

2. 汇集适航专家，突显适航特色。学校安排的近一半老师来自欧洲乃至世界航空巨头公司专家、局方审定专家，为学生带来最前沿的航空知识和实战经验，让学生全面了解世界航空领域的现状、发展趋势及存在的挑战。

3. 学以致用。第二部分专业论文撰写是对学生的知识、技能和能力的挑战。学生需要结合实习单位（一般多为航空企业）在适航方面涉及的工程问题开展研究，分析、论证的结论要应用到公司实际工作中，真正解决工程实际问题，学以致用。

三、打造具有中国特色的航空发动机适航专业

目前，国内高校开设有适航技术专业[8-10]，在适航专业建设方面做出贡献。然而，作为新兴专业，在课程体系、生源、师资、实验设施、考核和管理方面仍需进一步完善。尚未有高校建立航空发动机适航专业。打造航空发动机适航专业是国家战略发展规划的需要，是具有中国特色的。

专业建设应以本科生培养为主。本文结合对国内外成熟专业经验的分析，国内现有适航专业问题的剖析，试从专业人才培养目标、主干学科、专业技能和课程体系四个方面探讨航空发动机适航专业建设的实施。

（一）专业人才培养目标

普通高校专业建设的一般指导思想是“以学科建设为基础、以基础学科专业为依托、以社会需求为导向、以课程建设为核心”[11]。适航专业不同于一般的普通高校专业，其工程性更强。航空发动机型号合格证申请人需要依据政府适航部门制定的航空发动机适航标准，开展型号设计、适航符合性验证活动，如何正确解读适航条款要求，选择适当的符合性验证方法，使产品设计达到安全目标，是目前航空发动机研制单位面临的现实困难和挑战。生产批准书申请人需要开展制造符合性活动，确保生产的每一个零部件、机载设备、结构、材料都满足经批准的设计，需要申请人团队基础扎实、经验丰富，具有足够规模来完成这项数量庞大的任务。航空发动机投入航线运营后，具有资质的维修组织需要对其进行持续的维护和检查，保证其持续适航性。同时，航空发动机适航专业与传统专业不同，是伴随着航空产业的快速发展，人类对安全的深刻理解而产生的新兴专业、特色专业。

航空发动机适航专业培养应符合国家发展需求，培养航空发动机适航领域高层次专门人才，从事适航领域工作，毕业后经过几年的实际工作，能达到：

1. 胜任航空发动机适航设计、符合性验证、制造符合性检查、持续适航、适航审查工作。

2. 运用航空宇航科学与技术、动力工程及工程热物理、安全科学与工程学科知识，开发、选择和使用恰当的工具分析并解决复杂工程问题。

3. 具有良好的修养和职业道德，良好的沟通和交流技能，发挥团队带头人作用。

4. 富有社会责任感，具有国际视野、创新精神、实践能力和竞争力。

5. 具有终身学习的意识和能力。

（二）主干学科

大学专业应该是若干学科子集的并集，主干学科一般由1-3个一级学科构成。航空发动机适航专业主干学科应为：航空宇航科学与技术、动力工程及工程热物理、安全科学与工程。此外，还涉及力学、物理学、材料学、控制科学、机械工程等相关理论与方法，以保证航空发动机安全为目标，针对航空发动机设计、制造和使用维修过程中，发动机性能、控制和振动等问题，主要开展航空发动机气动性能的危险传播机理、航空发动机控制系统的适航设计与符合性验证、航空发动机振动适航设计与符合性验证等方面的研究。

（三）专业技能

航空发动机适航专业应侧重于知识的应用，即专业型、应用型人才培养，应侧重对学生实践能力（岗位操作技能与实务经验）、沟通能力（理解、表达与团队合作）、创新能力（理论应用）的锻炼和培养[12]。

（四）课程体系

《国际教育标准分类法》指出大学本科专业，通常是为了给参加者提供中等程度的学术和/或专业知识、技能和能力，使其获得第一学位或同等资格证书。本科课程一般以理论为基础，但可包括实践的成分，传授研究的最新发展水平和/或最好的专业实践[13]。因此，在课程设置上要分层次、分阶段体现知识、技能和能力的培养。

通识教育是课程体系中非常重要的一部分，对大学生树立正确的人生观、价值观，培养健全的人格具有重要意义。通识教育指给予使学生能在一个自由社会里正确、完满生活所需要的价值观念、态度、知识和技能的那種教育[14]。根本在于其承载了大学教育的根本目标，也就是以通识培育通人，而非通才，即培养完整的人[15]。

根据工程教育认证标准[16]，应用课程地图方法，绘制航空发动机适航专业课程体系，如图1所示。

建议整个课程体系分为：文理通识、公共基础、专业基础、专业核心、专业选修、创新、实践和全校选修课。其，文理通识、公共基础、专业基础、专业核心、实践为必修课，专业进修、全校选修为选修科，创新为限选课。

建议学生在一、二年级需要完成文理通识、公共基础和专业基础课。专业基础课中工程制图、电工与电子技术、材料力学、理论力学、机械原理、工程热力学、传热学、空气动力学、自动控制原理课程参考国内飞行器动力工程专业设定，适航管理、可靠性理论、系统工程结合适航专业特点设定。由于专业基础课目较多共12门，在课时上适当缩短，单门学分适当缩减，以满足本科专业学分比例要求。

建议学生在三、四年级需要完成专业核心、专业选修和创新、实践课程。专业核心和专业选修课程主要依据CCAR33部[17]和CCAR34部[18]适航标准要求，凝练形成。专业核心课程紧密结合目前适航工作的重点、难点设定。创新课程要求学生利用寒暑假期完成。创新研修课程由学院老师或外聘专家向学生讲授航空发动机适航前沿技术和理念。创新实验要求学生结合航空发动机研究所、企业或审定部门在实际工作中遇到的一些科研问题，自主设计小实验、解决问题和分析问题。创新实践是对毕业实习等方式的改进，让学生接触设计一线或生产一线，理论与实践相结合。实践课程应突显适航特色与适航一线的工作实践相结合，包括四部分：毕业设计、金工实习、专业课程设计和专业实验。学生在一至三年级可以在全校范围内选修课程。

四、结束语

打造具有中国特色的航空发动机适航专业任重道远。突破航空发动机适航瓶颈，非一朝一夕。按照科学发展规律，分阶段、分层次推进适航专业建设目标，整合国内外优势力量，逐步打造适航专家团队及配套实验设施，构建合理、有效的质量监控体系为专业建设保驾护航。

参考文献：

[1]中国民用航空总局航空器适航司.中国民用航空器适航管理[M].中国民航出版社，1994.

[2]中国民用航空局.中国民航人才建设中长期规划（2010-2020）[N].中国民航报，2011-2-17.

[3]中华人民共和国中央人民政府网.“十三五”国家战略性新兴产业发展规划[Z].国务院，2016-11-29.

[4]北京航空航天大学官网.飞行器动力工程专业培养计划[Z]. http：//sepe.buaa.edu.cn/rcpy/bks/pyjh1/index.html.

[5]南京航空航天大学官网.飞行器动力工程专业介绍[Z].http：//cepe.nuaa.edu.cn/index.php/Index/newsshow/caid/185/id/172.

[6]西北工业大学官网.飞行器动力工程专业培养方案[Z].http：//dongneng.nwpu.edu.cn/info/1276/3405.html.

[7]哈尔滨工业大学官网.本科生培养[Z].http：//power.hit.edu.cn/5707/list.html.

[8]三亿文库.北京航空航天大学交通科学与工程飞行器适航工程系简介[Z].http：//3y.uu456.com/bp_3y95e7zqyg25ui718i00_

1.html.

[9]南京航空航天大学招生网.飞行器适航技术[Z].http：//zs.nuaa.edu.cn/News_View.asp？NewsID=780.

[10]吴江浩，何田，张曙光，等.航空器适航技术全日制专业硕士培养模式研究[J].教育教学论坛，2013（5）：186-189.

[11]张正国.本科专业建设的比较、思考与实践[J].中国高等教育，2002（3）：34-36.

[12]董玉婷，赵秀鸟.创新教育教學模式，培养应用型、复合型、创新型人才[J].科技信息（科学教研），2008（17）：537-538.

[13]百度文库.国际教育标准分类法[Z].http：//netpsy.iblog.cn/post/1255/51138.

[14]U.S.PRESIDENT COMNISSION ON HIGHER EDUCATION. Higher Education for American Democracy， a Report of the President's Commission on Higher Education [M]. New York：Harper&Brothers Publisher， 1947：2.

[15]刘铁芳.大学通识教育的意蕴及其可能性[J].高等教育研究，2012，33（7）：1-5.

[16]中国金属学会官网.工程教育认证标准[Z].http：//www.csm.org.cn/jyrz/rzjs_3.aspx.

[17]中国民用航空局.CCAR-33R2 航空发动机适航规定[Z].http：//www.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/MHGZ/201606/t20160622_38639.html.

[18]中国民用航空局.CCAR-34涡轮发动机飞机燃油排泄和排气排出物规定[Z].http：//www.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/MHGZ/201511/t20151102_8524.html.

基金项目：中国民航大学教育教学改革与研究项目“《航空发动机适航验证技术》课程建设”（编号：2018-C2-151）

作者简介：杨坤（1980-），女，汉族，天津人，硕士研究生，副教授，研究方向：航空发动机适航审定、驾驶舱人为因素适航审定。

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