況薇

【摘 要】維修性分析作為民用飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一， 其分析方法是否合理與正確事關(guān)飛機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本及安全。選擇了目前被廣泛應(yīng)用和接受的MSG-3方法對(duì)座艙溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了維修任務(wù)分析，通過(guò)分析過(guò)程展示了該方法在系統(tǒng)中應(yīng)用的合理和正確性。

【關(guān)鍵詞】座艙溫度控制系統(tǒng)；維修性分析；MSG-3

1 座艙溫度控制系統(tǒng)介紹

當(dāng)旅客機(jī)在萬(wàn)米高空巡航時(shí)，機(jī)艙外的高空氣溫會(huì)降到零下50℃以下[1]，飛機(jī)要在此高度安全飛行，必須要保證飛機(jī)座艙的溫度能滿足乘員的需要。

座艙溫度控制功能主要由組件溫度控制和區(qū)域溫度控制功能共同實(shí)現(xiàn)。組件溫度控制通過(guò)溫度傳感器和溫度控制活門來(lái)調(diào)節(jié)組件出口溫度。設(shè)計(jì)工況下，制冷組件出口溫度通過(guò)溫度控制活門可以在-9℃到79℃范圍內(nèi)調(diào)整。區(qū)域溫度控制主要通過(guò)配平系統(tǒng)來(lái)確保駕駛艙和客艙區(qū)域溫度的獨(dú)立控制。因?yàn)榻M件溫度控制屬于制冷組件的子功能，一般單獨(dú)在制冷系統(tǒng)中進(jìn)行分析，因此在民用飛機(jī)上座艙溫度控制系統(tǒng)通常僅指區(qū)域溫度控制[2]。

配平空氣系統(tǒng)作為區(qū)域溫度控制的重要組成部分，其功能是允許駕駛艙和客艙獨(dú)立溫度控制。配平空氣活門由綜合空氣系統(tǒng)控制器（IASC）控制。綜合空氣系統(tǒng)控制器控制根據(jù)駕駛艙和客艙的加熱或冷卻需求在混合室出口對(duì)冷、熱路的混合進(jìn)行控制。配平空氣活門根據(jù)綜合空氣系統(tǒng)控制器的指令輔助加熱。制冷組件能提供滿足最低溫度需求區(qū)域的調(diào)節(jié)空氣，并將調(diào)節(jié)好的新鮮空氣分配到混合腔，在混合腔出口根據(jù)駕駛艙和客艙的不同溫度需求利用配平系統(tǒng)的熱引氣對(duì)各空氣分配管路中的氣體進(jìn)行加熱。目前主流機(jī)型上的座艙溫度控制系統(tǒng)主要包含配平空氣壓力調(diào)節(jié)活門、配平空氣活門、熱空氣單向活門、管路溫度傳感器、通風(fēng)溫度傳感器、混合腔溫度傳感器等設(shè)備，其構(gòu)型如圖1所示。

2 座艙溫度控制系統(tǒng)維修任務(wù)分析

座艙溫度控制系統(tǒng)作為民用飛機(jī)上一個(gè)重要系統(tǒng)，能為駕駛艙及客艙提供溫度控制功能。適宜的溫度是座艙舒適性的重要保證，也是旅客在選擇乘坐機(jī)型時(shí)一個(gè)重要的衡量指標(biāo)。而作為航空公司，在選擇機(jī)型時(shí)除了要考慮乘客的需求，還要在安全保障的前提下盡可能選擇維修性好，可靠性高的飛機(jī)以提高經(jīng)濟(jì)性，降低維護(hù)成本。因此必須按照要求對(duì)座艙溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行維修性分析。

早期，維修工作主要是由飛行員和機(jī)械師來(lái)制定，他們?cè)谠u(píng)估維修性需求和編寫(xiě)任務(wù)時(shí)主要依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)，并且這些維修工作以定期全面翻修為主?，F(xiàn)代維修以安全、可靠、經(jīng)濟(jì)為中心，通過(guò)可靠性分析和控制，來(lái)制定維修計(jì)劃。目前被廣泛采用的MSG-3方法是面向任務(wù)的維修，主要針對(duì)飛機(jī)的系統(tǒng)/分系統(tǒng)的維修工作。采用至上而下或者故障結(jié)果的邏輯方法，從飛機(jī)的上層而非部件層面進(jìn)行故障分析，確定合適的計(jì)劃維修任務(wù)，以防止故障發(fā)生和保障系統(tǒng)的固有可靠性水平。對(duì)系統(tǒng)而言，MSG-3分析的主要目[3]的在于：（1）保持航空器的固有安全性和可靠性水平；（2）當(dāng)航空器的技術(shù)狀態(tài)發(fā)生惡化時(shí)，把安全性和可靠性恢復(fù)到固有水平；（3）為固有可靠性差的項(xiàng)目實(shí)施設(shè)計(jì)改進(jìn)提供必要的信息；（4）以最低的總費(fèi)用（包括維修費(fèi)用及由于故障所造成的費(fèi)用）達(dá)到上述目的.

下面將簡(jiǎn)要說(shuō)明利用MSG-3方法對(duì)座艙溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行的維修分析。

在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行具體的MSG-3邏輯分析之前，必須先確定飛機(jī)的重要維修項(xiàng)目（MSI），即重要系統(tǒng)和部件。首先把飛機(jī)劃分成幾個(gè)主要的功能模塊：ATA系統(tǒng)和子系統(tǒng)[4]。這個(gè)程序一直進(jìn)行到航線上所有可單獨(dú)更換的部件（LRU）為止。接下來(lái)應(yīng)按照自上而下的邏輯分析方法制訂一個(gè)MSI候選項(xiàng)目清單，該清單包括所有需要進(jìn)行是否屬于重要維修項(xiàng)目判斷的項(xiàng)目。

是否為MSI項(xiàng)目應(yīng)按下面的問(wèn)題判斷[5]：

1）在正常職責(zé)范圍內(nèi)，故障對(duì)空勤人員來(lái)說(shuō)是無(wú)法發(fā)現(xiàn)或不易察覺(jué)的嗎？

2）故障影響安全性（地面或空中）嗎？包括安全/應(yīng)急系統(tǒng)或者裝置。

3）故障有無(wú)重要的運(yùn)行性影響？

4）故障有無(wú)明顯的經(jīng)濟(jì)性影響？

對(duì)于這些項(xiàng)目，只要有一個(gè)答案為“是”，那么該項(xiàng)目就被考慮作為最高可管理層，并需要進(jìn)行MSG-3分析。若對(duì)于上面四個(gè)問(wèn)題回答都是否定的，那么就不需要對(duì)此項(xiàng)目進(jìn)行MSG-3分析，也不需要對(duì)該項(xiàng)目的更低層次進(jìn)行MSI選擇分析工作。另外，要將低層次的項(xiàng)目列出來(lái)，表示它們不需要再進(jìn)行評(píng)定。這個(gè)清單必須由制造廠提交給ISC審查并得到批準(zhǔn)。

座艙溫度控制系統(tǒng)的是否為MSI項(xiàng)目的判斷分析如下：

圖 2 溫控系統(tǒng)MSI分析

經(jīng)過(guò)以上分析，四個(gè)問(wèn)題中有兩項(xiàng)答案為“是”，因此溫度控制系統(tǒng)需考慮作為最高可管理層，并進(jìn)行MSG-3分析。

當(dāng)溫度控制系統(tǒng)確定作為MSI項(xiàng)目時(shí)，需要進(jìn)行以下MSG-3分析步驟。

首先需要對(duì)溫度系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，功能及設(shè)計(jì)特征進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。系統(tǒng)構(gòu)成應(yīng)將溫度控制系統(tǒng)的設(shè)備組成及安裝位置進(jìn)行描述；功能描述可包含系統(tǒng)運(yùn)行的基本原理以及相關(guān)性能等；設(shè)計(jì)特征則是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)計(jì)要素（控制系統(tǒng)，控制面板，故障防護(hù)等）的說(shuō)明分析。

MSG-3分析的第二步需要提供溫度控制系統(tǒng)的組成（部件）及其相關(guān)資料，內(nèi)容一般包含其項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目（部件）名稱、單機(jī)安裝數(shù)量、供應(yīng)商、相似機(jī)型、過(guò)去的MTBUR、預(yù)測(cè)的MTBUR、MTBF、安裝區(qū)域及MMEL。

接下來(lái)需要進(jìn)行功能故障分析。分別對(duì)功能、功能故障、故障影響及故障原因進(jìn)行分析說(shuō)明。功能：需要對(duì)溫控系統(tǒng)預(yù)期設(shè)計(jì)功能目標(biāo)和其存在的原因進(jìn)行描述；功能故障：溫控系統(tǒng)不能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)性能的故障；故障影響：溫控系統(tǒng)發(fā)生上述功能故障的后果；故障原因：對(duì)溫控系統(tǒng)出現(xiàn)該功能故障的原因進(jìn)行說(shuō)明。分析流程如圖3所示：

圖3

以溫度控制系統(tǒng)其中一個(gè)功能為例，如表1所示：

表1 功能、故障、故障原因和原因分析

在故障分析完成后，需要確定溫控系統(tǒng)的維修大綱，而用來(lái)確定系統(tǒng)維修大綱的程序分為兩層邏輯圖。該邏輯分析以MSI的技術(shù)評(píng)估和所擁有的技術(shù)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。上層分析需要用功能故障評(píng)價(jià)來(lái)確定故障影響的類別。下層分析是在上層分析的基礎(chǔ)上，考慮故障影響類別、故障原因以及對(duì)每項(xiàng)工作的適用性和有效性來(lái)確定合適的維修工作。每個(gè)功能故障和故障原因都要按照邏輯圖進(jìn)行分析，以便對(duì)工作的必要性做出判斷。如果一個(gè)工作是必要的，必須根據(jù)擁有的數(shù)據(jù)確定該項(xiàng)工作的時(shí)間間隔。如根據(jù)表1中所列的控制溫度功能及其功能故障和故障影響進(jìn)行上層分析，得出其故障影響類別為第七類即明顯經(jīng)濟(jì)性影響。表2為溫控系統(tǒng)的控制溫度功能進(jìn)行的影響類別分析。

表2 影響性分析

屬于控制溫度功能下的設(shè)備需要在表3分析所得影響類別的基礎(chǔ)上進(jìn)行，例如通風(fēng)溫度傳感器，對(duì)其同樣進(jìn)行以上幾個(gè)問(wèn)題的分析，得出其故障類別，并判斷是否存在維修任務(wù)。

經(jīng)過(guò)完整過(guò)程的MSG-3分析，示例構(gòu)型下的座艙溫度控制系統(tǒng)所有功能下的部件均不存在維修任務(wù)。而對(duì)于存在維修任務(wù)的MSI項(xiàng)目，還需要進(jìn)一步對(duì)維修任務(wù)進(jìn)行說(shuō)明和定義。

3 總結(jié)

本文采用MSG-3方法對(duì)某民用飛機(jī)座艙溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了維修性分析，并通過(guò)分析步驟及流程明確了該方法在民用飛機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用的合理性和必要性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]壽榮中，何慧珊.飛行器環(huán)境控制[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[2]雷世豪，主編.飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)第15冊(cè)《生命保障和環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)》[M].北京：航空工業(yè)出版社，1999.

[3]ATA MSG-3 Operator/Manufacturer Scheduled Maintenance Development[S]. Revision 2005，1.

[4]ATA Specification 2200 （iSpec 2200） Information Standards for Aviation Maintenance[S]. Air Transport Association of America， Inc. Revision 2000，1.

[5]P.brochain.MSG-3 Process Introduction Part 1[Z].2008.

[責(zé)任編輯：鄧麗麗]