面向民航特色的“航空发动机安全性设计”课程建设
洪志亮，贾惟，何文博
（中国民航大学安全科学与工程学院，天津300300）
适航审定贯穿基础科学、技术科学和工程技术，是保障航空器整体系统和各部件安全可靠性及结构完整性的重要途径。航空发动机作为独立获得型号适航证的航空产品，其安全性优劣直接决定该型号能否取得投入商业运营前的放飞证。然而，当前美国联邦航空管理局（FAA）和欧洲航空安全局（EASA）占据了国际适航领域的绝对主导权，尽管我国在规章要求层面与国际标准基本一致，但缺少相应的工业实践和验证技术支撑，在国际市场上几乎没有话语权，这已成为制约我国航空发动机发展的“卡脖子”技术［1-2］，亟须突破。
众所周知，安全性指标的满足并不是靠局方审出来的，而是靠工业方设计出来的。航空发动机的安全性与适航性的技术本质是“一个硬币的两个表面”，即安全性直接的载体和对象是工业方，适航性是局方对安全性的确认［3］。因此，民用适航规章隐含的技术内涵是与我国航空发动机水平和技术特点相适应的安全性设计技术，安全性与适航性的关键问题在于如何从设计角度赋予安全性，二者相互融合、密不可分。然而，从当前中国民航大学安全科学与工程学院发动机方向研究生的课程设置上看，仍存在以下三个突出问题。
当前，中国民航大学安全科学与工程学院发动机方向研究生的生源质量不高，跨专业的学生较多。以2020年入学的研究生为例，发动机方向的13名新生中跨专业的学生超过半数。由于一些学生缺乏发动机方面的基础知识，尽管要求非航空类专业的新生补修2门专业课程，但对于这种需要大量专业课做基础的航空发动机专业而言，仅通过补修课程无法使学生形成系统性认知。因此，有针对性地加强发动机方向的专业课程建设对提升学生的知识水平具有重要意义。
目前，安全科学与工程学院研究生发动机设计方面的专业课由航空工程学院教师主讲，内容多侧重航空器原理、结构等，与适航审定技术的关联性不强［4-7］；而适航规章类课程往往仅注重对规章条款的解读，较少涉及工程设计技术方面的内容，容易使学生在对规章条款和验证技术的理解上产生脱节，这一点从在工业方适航审定部门从事适航工作的毕业生给予的反馈中得到了证实。所以，缺乏对航空发动机的系统性认识，特别是从设计角度理解适航，是当前安全科学与工程学院发动机方向的毕业生普遍存在的问题。
教材是学科建设的载体。目前，我国的适航类专业教材种类偏少，且多数教材仅以适航条款解读、适航管理等内容为主，容易使学生在学习过程中无法将条款与航空器的设计流程相关联，这也就导致了前文提到的工业方适航工程部门与试验验证部门对接不畅的问题。因此，要解决此问题还要从教材建设和教学方法改革入手。
基于上述分析，笔者提出建设“航空发动机安全性设计”课程。在教学内容上，从安全性设计出发，结合规章条款内容，让学生理解发动机的设计与条款内涵之间的关联，特别是适航对航空器的设计约束，帮助学生在熟悉航空器总体和子系统设计理论与方法的同时，理解通过设计“赋能”航空器适航性的技术内涵，以提高研究生的专业知识水平，有助于学生系统性地理解发动机安全与适航性，为今后从事相关的科研工作奠定基础。
“航空发动机安全性设计”课程明显有别于传统航空发动机专业所讲授的发动机设计、原理和构造等课程，其特色主要体现在以下几点。
着重突出专业特色，从适航规章出发，结合航空器设计流程，介绍总体和部件设计的理论及方法，使学生全方位了解适航规章背后的技术内涵，并由此推导出为了保证发动机的安全性，通过设计赋予其适航性的方法，从而培养学生从设计的角度分析和理解航空器适航要求的能力。
鉴于当前国内发动机专业相关教材侧重原理、构造和总体性能，缺乏安全性相关内容，在课程建设中，对比总结国内外典型教材的优缺点，深入梳理知识脉络，博众家之长，自主开发了与课程目标、教学内容、学生水平相契合的讲义，既突出了适航特色，又兼顾了发动机设计的基本理论、方法，同时结合学科发展趋势、课堂教学效果、课程考核结果和学生反馈情况等持续完善教学资料。
在课程教学环节中，适当突破教师讲授的传统授课方式，强化学生的主观能动性，利用小组讨论、案例分析等形式培养学生对适航规章的理解和运用能力，同时培养学生的协调沟通和表达能力，以更好地做到教材建设和教学方法的融合与配套，最大限度地发挥教材的载体作用。在课程考核方面，弱化考试，通过平时作业、课程设计、开放性问题研究、案例解析等方式，加大对学生分析问题和解决问题能力的考核。
目前，国内开设航空器适航专业的院校主要有北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学等，专业课程对比如表1所示。可以看出，目前国内相关高校的适航专业均开设了发动机方向的专业课程，但从课程内容来看，现有课程多侧重传统飞行器动力工程专业的发动机原理、构造、测试、设计与维修等，缺乏从发动机