龍啟維特
(中國民航大學(xué),天津 300300)
作為民航部件深度修理單位,某MRO(Maintenance,Repair&Operations,維護、維修、運行)企業(yè)在執(zhí)行空中客車A320 飛機V2500 發(fā)動機進氣道部件的結(jié)構(gòu)修理工作過程中,需要根據(jù)進氣道不同程度的損傷,選擇不同的修理方案。
目前我國的航空器及航空器部件維修單位中,對發(fā)動機艙復(fù)合材料的修理經(jīng)驗非常少,修理能力欠缺。而國外的修理單位及一些國外獨資或國內(nèi)外合資的修理單位長期處于技術(shù)壟斷地位,導(dǎo)致修理價格非常高昂。民航局曾經(jīng)多次鼓勵并要求國內(nèi)各大航空公司及大修廠著重發(fā)展復(fù)合材料修理能力,盡早打破外方技術(shù)壟斷。
通過對A320/V2500 進氣道部件修理手冊、結(jié)構(gòu)修理手冊、標(biāo)準(zhǔn)施工手冊(Standard Practice Manual)等適航資料的學(xué)習(xí)和研究,確定了以進氣道消音鋼網(wǎng)分層損傷的修理(下文簡稱A修理)所涉及的拆卸和裝配做研究。
進氣道消音鋼網(wǎng)位于進氣道消音板內(nèi)表面,在發(fā)動機引氣氣道上提供一個光滑的氣動表面,同時對碳纖維消音蒙皮起到保護作用,并且也承擔(dān)著部分消音任務(wù)。消音鋼網(wǎng)最常見的損傷就是脫膠、鋼網(wǎng)表面劃傷、破洞等,對于消音鋼網(wǎng)修理,CMM(Component Maintenance Manual,部件維修手冊)與SRM(Structural Repair Manual,結(jié)構(gòu)修理手冊)中有很多臨時性修理方案,這些臨時性修理方案往往需要根據(jù)飛行循環(huán)、飛行小時、日歷時間等限制條件,按照先到原則進行檢查。而當(dāng)進氣道部件送往MRO 企業(yè)進行大修時,MRO 往往會根據(jù)超手冊方案,對整片消音鋼網(wǎng)進行更換,即為拆除舊有消音鋼網(wǎng),鋪貼新的消音鋼網(wǎng)。
上述更換消音鋼網(wǎng)的按照手冊維修,在從事進氣道深度修理的MRO 企業(yè)中應(yīng)用非常普遍。當(dāng)前的相關(guān)拆卸方法如下:
當(dāng)前尚未根據(jù)不同的修理制定單獨的拆卸方案,而是統(tǒng)一進行最深度的拆解工作。后隔板位于進氣道的后側(cè),材料為鈦合金鍍鉻板材及碳纖維“三明治”結(jié)構(gòu)。后隔板組件由458 個CR3523 蒙耐爾合金抽芯釘、227 個MBF2110 單面盲螺栓及連接角片固定在外蒙皮與內(nèi)消音板之間,拆掉后隔板組件首先需要使用氣鉆拆除。外蒙皮位于進氣道的外表面,由235 個HL11VF 緊固件或CR3522 緊固件固定在連接角片上,需要用緊固件鉗子或鉆槍拆除上述緊固件。發(fā)動機接合圈位于進氣道后端,由219 個CR3523 緊固件和182 個CSR902B6 緊固件連接在消音板后端,需要用鉆槍拆除。消音板位于進氣道內(nèi)側(cè),由212 個HL633 緊固件和HL585DU6AW(或HW54583-3DL)螺母連接到唇口蒙皮結(jié)構(gòu)上。將消音板整體拆下后,需要對其進行進一步的拆卸。以目前我國各大航空公司普遍使用的3 號構(gòu)型的進氣道為例,需要將整體消音板進一步分解成3片獨立的消音 板(Bond panel)。其中,需要拆掉3片消音板連接位置的連接片,以及3片消音板搭接位置的76個HL349 緊固件和76 個HL585DU6AW螺母,和每片蒙皮后側(cè)的200 個MBF2110 緊固件。
通過對進氣道消音鋼網(wǎng)分層修理方案的閱讀和學(xué)習(xí)(此方案為技術(shù)保密信息,不在文中詳述),發(fā)現(xiàn)可以將起工藝方法從原來的3 片蒙皮單獨鋪貼鋼網(wǎng),優(yōu)化成在圓形的消音板上整體鋪貼一張鋼網(wǎng)(圖1)。根據(jù)此項更新的修理方案,制定了有針對性的拆裝步驟。
圖1 新舊氣道消音鋼網(wǎng)分層維修對照
首先直接拆掉外蒙皮,然后將消音板、后隔板、發(fā)動機接合圈作為整體,直接從唇口蒙皮上拆下。這種方法只需要拆卸外蒙皮前后緣的緊固件(235 個HL11VF 緊固件或CR3522 緊固件),和消音板前緣的緊固件(212 個HL633 緊固件和HL585DU6AW或HW54583-3DL 螺母)。
對于裝配方法,采取反向執(zhí)行拆卸步驟,只需要將維修完的消音板整體連接到后隔板和接觸片上即可。
經(jīng)過評估及計算,梳理歸納當(dāng)前拆解及裝配工作需要的緊固件及數(shù)量,同時參考市場上部分主流航材供應(yīng)商的報價,得到了緊固件的采購價格,并以此作為學(xué)術(shù)研究參考。關(guān)于工時成本的研究,記錄了某MRO 企業(yè)現(xiàn)場技師的實際工作的工時數(shù)。由于各個MRO 的工時單價成本不一樣,所以無法找到行業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。為了方便進行學(xué)術(shù)研究,假定市場公認(rèn)的工時單價為100 美元/h。通過研究分析和統(tǒng)計計算,針對A 修理所設(shè)計出的新拆裝方法,拆裝方案航材成本對比見表1。
表1 A 修理拆裝方案航材成本對比
由表1 可知,方案優(yōu)化前消耗緊固件總成本14 763.22 美元,優(yōu)化后消耗緊固件總成本2329.84 美元,因此預(yù)計可以節(jié)省的航材成本12 433.38 美元。
通過研究分析和統(tǒng)計計算,針對A 修理所設(shè)計出的新拆裝方法,則方案成本對比見表2。
表2 A 修理拆裝方案工時成本對比(工時單價以100 美元/h 計)
由表2 可知,方案優(yōu)化前工時成本13 900 美元,優(yōu)化后工時成本6000 美元,因此預(yù)計可以節(jié)省的工時成本7900 美元。
根據(jù)研究成果,將方案A 在某MRO 企業(yè)進行抽樣時間觀測,并記錄了真實的數(shù)據(jù)信息。針對A 修理,選擇該企業(yè)的3 單工作進行觀測和記錄,平均航材成本為2346.67 美元(表3)。
表3 A 修理拆裝方案航材使用情況實際觀察記錄
針對A 修理,選擇了該企業(yè)的3 單工作進行觀測和記錄,平均實際工時成本為6100 美元(表4)。
表4 A 修理拆裝方案修理工時實際觀察記錄(工時單價以100 美元/h 計)
經(jīng)過研究與驗證,成功地按照受損程度進行評估設(shè)計并分別制定出并驗證了執(zhí)行進氣道消音鋼網(wǎng)分層損傷的修理所對應(yīng)的拆、裝方案的可行性,且得出針對進氣道消音鋼網(wǎng)分層損傷的修理方案,該拆裝方案預(yù)計可以節(jié)省航材成本12 433.38 美元,實測節(jié)省12 416.55 美元;預(yù)計可節(jié)省工時成本7900 美元,實測節(jié)省7800 美元。針對進氣道消音鋼網(wǎng)分層損傷的修理的拆裝新方案,降低了維修過程中的航材成本與工時成本,這使得某MRO 企業(yè)的維修成本顯著降低。并且,該MRO 企業(yè)還將這一有針對性的拆裝方法做成了標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書,在企業(yè)內(nèi)部進行推廣使用。
綜上所述,本文的研究成果具有很高的實用價值,可幫助更多的A320/V2500 進氣道消音鋼網(wǎng)分層損傷大修的MRO 企業(yè)縮減成本提高其凈利率。