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浅析飞机维修常见故障分析和管理对策

2021-12-30黄彦清

科技信息·学术版 2021年5期
关键词:飞机维修管理对策常见故障

黄彦清

摘要:飞机基地级维修是按照技术标准对飞机进行全面恢复技术状态的修理,是保持乃至提高飞机装备能力的必要措施,属于飞机最高等级、技术最复杂的修理。新型飞机在进入服役的同时,在役的飞机至少还需服役20年,这对老龄化飞机的基地级维护、修理和大修提出了更高的要求。本文针对飞机基地级维修缺乏系统、规范的技术文件体系,造成飞机基地级维修修理质量无法统一的现状,提出了飞机基地级维修技术文件体系的构建原则、构建框架,给出了基地级维修技术文件体系运作流程,为飞机实现科学、精准、高效的基地级维修,保证飞机的修理质量奠定了技术基础。

关键词:飞机维修;常见故障;管理对策

引言

目前,国内飞机装备设计、制造、使用与修理相对独立,装备设计、制造有较为完整的国家标准和行业标准体系,而飞机装备修理由于维修企业长期“重生产、轻技术”,缺乏系统研究、归纳和总结修理的工程实践经验、核心技术和管理理念,没有形成相应的航空装备修理技术文件体系。为此,当前急需开展航空装备修理技术文件体系研究,建立飞机基地级维修技术文件体系,以适应国内航空装备修理的新要求,同时有机融入国家标准和航空行业标准体系,构建覆盖航空装备全要素、全过程的维修技术文件体系。

1飞机预防性维修研究现状

预防性维修是为降低产品故障的概率或防止功能退化按预定的时间间隔或按规定准则实施的维修。它以保证产品固有的安全性、可靠性、法律符合性以及最优化产品生命周期成本为目的,通过采取适当的措施将故障遏制在潜在故障时刻至退化为功能性故障时刻内。飞机作为一种运人载物的交通工具,其运营的安全性和经济性为首要的要求,且飞机的飞行环境复杂多样。因此,预防性维修在飞机整个生命周期中成为必不可少的要素。在理论研究方面,已有相关成果。基于成组维修策略提出了飞机成组维修方案的优化模型,以优化维修任务间隔和维修费用;采用不确定理论提出新型飞机结构的维修更新策略;通过考虑故障间隔时间建立基于维修成本的飛机附件预防性维修间隔的优化模型;提出一种基于状态的多部件系统非周期预防性维修计划的优化方法;以实时数据为表征,在归纳预测性维修框架基础上提出了航空器预测性维修技术自主化策略;考虑系统的可靠性、维护成本和剩余的使用寿命期内不确定的系统利润,提出了基于剩余使用寿命和系统剩余利润的预防性维修决策重要措施;针对单元失效服从威布尔分布的情形,考虑多单元联合的预防性维修模式,构建了基于可靠性约束的大规模系统全寿命周期成本优化模型;梳理了基于可用度的可修装备预防性维修间隔优化的现状,总结了相关要素、方法及间隔优化成果。上述理论研究成果分别立足于不同维修策略进行基于方法的预防性维修分析。

2飞机维修常见故障因素分析

2.1故障过程分析

(1)飞行员将襟缝翼手柄由巡航构型放至着陆构型,襟翼运动到中途停止,发生由“襟翼PDU过载打滑”而引起的“襟翼驱动故障”告警;(2)飞行员将襟缝翼操纵手柄由起飞构型放至着陆构型,襟翼向收起方向运动2.7°停止,运动方向与指令方向相反,“襟翼PDU驱动通道1”和“襟翼PDU驱动通道2”同时故障,CAS报“襟翼驱动故障”告警;(3)变角减速器存在异响。

2.2故障原因分析

(1)襟翼PDU过载打滑分析。为保证传动线系能够承受来自襟翼PDU的驱动扭矩,且不发生永久变形,系统中设计有过载保护功能。过载保护功能:当襟翼PDU输出轴负载大于设定的保护门限值时,襟翼PDU力矩限制器打滑,持续打滑超出设定时间范围,输出轴制动。此故障为可恢复故障,当襟缝翼操纵手柄发出新的控制指令后,故障清除并按照新控制指令进行运动。(2)“襟翼PDU驱动通道1、2故障”原因分析。襟翼PDU驱动通道1、2故障的监控逻辑为:襟翼PDU控制器中对驱动通道进行“过压”“转速闭环超差”“电机霍尔故障”监控,当某一通道出现任一故障后,襟翼PDU控制器将之综合为襟翼PDU驱动通道1或襟翼PDU驱动通道2故障,并上报襟缝翼控制器。(3)襟翼反向运动原因分析。第一,下吊式变角减速器中无返回机构故障,导致气动载荷反传驱动舵面运动。对无返回机构工作原理进行分析,得知至少需要两个下吊式变角减速器中无返回机构故障,才能导致在气动载荷的作用下舵面回收,该情况概率极低。第二,传动线系中卡滞,使得扭力杆发生形变。襟翼PDU输出轴打滑后襟翼防收制动装置WTB和襟翼PDU输出轴均制动,当新指令产生后,襟翼防收制动装置WTB和襟翼PDU均解除刹车后,形变恢复带动舵面运动。

2.3故障形成机理

由于变角减速器内部锈蚀导致摩擦力过大,输出轴与变角减速器之间的传动线系发生形变而积聚能量,襟翼PDU输出轴打滑,导致襟翼运动到中途停止,机理清楚。分析认为变角减速器内部锈蚀的原因为其内部存在进水,针对此现象对该型产品进行了普查,在其他飞机上并未发现类似问题。因此,对该架飞机前期的飞行及地面维护工作和使用环境进行了分析核查,发现该机在本次飞行前停放了50余天,除按维护要求完成发动机试车工作外未进行其他工作,且一直在户外停放,检看停放机场的天气情况,恰逢雨季。该机为初期设计制造产品,部分区域的漏水孔布局存在不合理情况,并未实施更改,易出现积水问题。变角减速器的换向轴安装位置正处于积水区域,分析认为这就是变角减速器内部锈蚀的主要诱因。

3飞机维修常见故障的管理对策

3.1基地级维修技术文件体系结构框架

飞机基地级维修技术文件体系的构建,分为行业级、企业级、专业级、作业级四个层级。行业级主要指由国家或本行业所颁布的标准及规范,一切活动必须在法规的约束下进行,不能与之相抵触。企业级属于手册层文件,这里指由型号总师单位编发的规划飞机基地级维修工作的顶层技术文件,以飞机基地级维修大纲为主导,作为指导和约束飞机基地级维修工作的纲领性文件。专业级属于规范层文件,这里指开展飞机基地级维修的修理要求类技术文件,按照飞机基地级维修的修理技术要求,指导修理深度、保证修理质量。作业级属于操作层文件,是最底层文件,用于指导直接参与飞机基地级维修生产活动人员所遵守的操作文件。

3.2技术文件体系层次机理关系

3.2.1基地级维修大纲

飞机基地级维修大纲是整个技术文件体系的基础,回答了“修什么”的问题,由飞机型号总师单位编制。飞机基地级维修大纲,明确了飞机基地级维修的工作项目,提出了检查及修理要求,是确定修理技术要求的纲领性技术文件,也是飞机基地级维修工作的核心。基地级维修大纲在飞机寿命周期内具有唯一性,任何使用和维修单位均需遵守其规定;根据后续维修实施的实际情况,对基地维修大纲规定的维修项目进行迭代更新,保持文件有效性。

3.2.2修理技术要求

修理技术要求是回答“修到哪”的问题,属于修理技术标准文件,由飞机型号总师单位编制。根据基地级维修大纲确定的工作项目,明确修到什么程度、满足什么要求,给出飞机、系统/设备、结构部附件修理后的合格判据。修理技术要求规定了修理方法、修理措施及修理后产品应满足的功能或性能指标要求,是维修实施单位对飞机大修修理的技术依据,也是确保飞机修理质量的技术保证。

3.2.3修理操作技術文件

修理操作技术文件是回答“怎么修”的问题,属于修理操作类文件,由维修实施单位编制。其主要包括修理总体技术方案、修理技术条件、修理工艺实施方案、修理工艺规程及技术通报转化等一系列修理实施操作类技术文件。修理总体技术方案主要包括修理的依据、目标、原则、翻修期给定、送修飞机要求、试修技术要求、技术状态控制和质量控制等内容。修理工艺实施方案主要包括修理的工作流程、工艺分工、工艺布局和工艺装备、工艺文件及工艺协调、技术问题处理、计划管理、质量控制及组织管理等相关要求。修理技术条件是基地级维修实施单位根据基地级维修大纲和修理技术要求,编制系统/设备、结构部附件的修理技术条件,并将之应用于飞机的基地级维修实施工作中;技术通报是对在役飞机实施技术改进(含改装、采用新技术)、排故和普查的指令性技术文件。

3.3基地级维修技术文件体系运作流程

技术文件体系内部各技术之间相互联系、相互作用,通过各技术之间的融合贯通,实现整个技术文件体系正常有序的运转。按照以可靠性为中心维修思想及结合视情维修理念,由飞机型号总师单位进行飞机基地级维修工作分析,确定飞机基地级维修的工作项目,编制飞机的基地级维修大纲;并按照基地级维修大纲规定的维修工作项目制定相应的修理技术要求。飞机维修实施单位应按照飞机维修大纲中工作项目和修理技术要求的规定,制定修理操作技术文件,编制相关的修理操作技术文件。

结束语

预防性维修是飞机运行支持必不可少的部分,其开展的合理性决定了飞机的使用寿命和运营能力。为飞机预防性维修分析提供了改进现有分析机制、提升分析水平及完善分析流程的参考,有利于建设维修与设计制造并驾齐驱的良好局面,进而推进国产飞机行业的发展。

参考文献

[1]李郑琦,陈跃良.飞机视情维修策略及模型研究[J].航空科学技术,2011,(3):28-30.

[2]刘斌,陈云翔,蔡忠义,车飞.主战飞机大修生产线能力评估方法[J].电光与控制,2015,22(2):88-91.

[3]曾天翔,张宝珍.飞机维修面临的挑战与发展前景[J].航空维修与工程2005,(1):28-31.

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