飛行數據分析在深航飛機維修控制中的應用

張海東

摘 要：該論文簡要介紹了飛行數據分析的應用原理及其在飛機研制、試飛、訓練、維護、及事故調查中的重要應用價值；重點闡述了飛行數據分析在深航維修控制中的實時監控，非實時監控，協助排故中的重要應用價值；并通過對比實行飛行數據分析和沒有實行飛行數據分析兩年的故障百事率，證明飛行數據分析在深航應用效果明顯，可以減少故障率，提高排故準確性、徹底性，進而保障公司的安全性和經濟效益。因此其重要的應用價值對其它的航空公司都具有重要的借鑒和推廣意義。

關鍵詞：飛行數據分析 監控 排故 維修控制

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（a）-0081-04

飛機維修是飛行安全的重要保障，因此提高飛機維修的準確性和徹底性可以極大的提高公司的安全性和經濟性。飛行數據分析基于大量原始、精確的飛行數據再結合具體的飛機機型原理知識，及具體的飛機維修經驗，能快速準確的協助飛機維修工程師找到故障根源。

1 飛行數據分析的簡介

隨著科學技術的發展，現代飛機航天系統越來越先進，自動化、科技化程度越來越高，對飛行數據采集的要求也越來越高。飛行數據的采集由原來的只能采集高度、速度、航向等數據到現在可以采集更多更全面的數據：發動機參數、導航參數、操縱桿及舵面位置、控制面板電門位置及各重要的活門位置信息等。由于這些技術的極大進步，對于飛行數據的的實時監控和事后分析成為可能。

1.1 典型的飛行數據處理設備

各種信號源把參數傳遞給DFDAU，DFDAU把這些數字信號、模擬信號、離散信號全部轉換成ARINC 429格式編碼，再送至數字飛行記錄器（DFDR）或者快速讀寫記錄器（QAR），記錄器再以ARICN747格式記錄到不同的載體上。DFDR有兩大類：磁帶記錄器（UFDR）和固態記錄器（SSFDR），這兩種形式占中國民航機群的90%以上。

1.2 飛行數據的空地傳輸

DFDAU把數據傳遞給數據管理組件DMU，它通過尋址報告系統ACARS由通訊系統（高頻或者甚高頻）傳輸給地面SITA或者ARINC網路，再由航空公司的計算機接收。這樣就完成了數據的空地傳輸。

1.3 飛行數據的譯碼分析

飛行數據一旦傳輸到地面計算機，就可以進行數據分析和譯碼，從而輸出曲線圖標、數據報表或者事件探測報告。這樣即使飛機還在空中按照既定航線飛行，地面維修人員也能夠實時了解和監控飛機的狀況和故障。

2 飛行數據分析的重要應用

飛行數據分析在飛機的研制、試飛、訓練、維護及事故調查中都有十分重要的應用價值，主要集中體現在以下幾個方面：

（1）利用飛行數據分析可以檢驗飛機的設計性能；

（2）利用飛行數據分析可以對飛機事故進行調查分析；

（3）利用飛行數據分析可以輔助評估飛行訓練質量和進行飛行考核；

（4）利用飛行數據分析可以協助飛機維修人員對飛機進行維護和監控。

3 飛行數據分析在深圳航空維修控制中的具體應用

飛行數據分析在深航廣泛應用于飛行部安全質量監查部和維修工程部等部門，分別用于輔助評估飛行訓練質量、運行品質監控、飛機故障實時監控及故障分析等。尤其是在維修工程部的維修控制中，其獨特的應用價值越來越被重視和其潛力越來越被挖掘。具體在深航維修控制中的應用有如下幾個方面。

3.1 對飛機狀態的監控：監控分實時監控和非實時監控兩種

實時監控部分如空客飛機的AIRMAN實時監控系統，ACARS報文系統等。

AIRMAN系統其全稱是Aircraft Maintenance Analysis，它可以實時下傳飛機的故障、狀態及關鍵飛行數據至地面飛機維護工程師。深航維修控制中心維護工程師運用此系統全天24小時不間斷監控深航A320機隊的66架飛機（截止到2014年9月）。這樣對于在空中出現的實時故障，深航地面維修控制中心可以提前做到心中有數，便于及時安排人手，調配資源，做好預案，有條不紊的解決飛機出現的故障，如圖1 AIRMAN實時監控：

非實時監控部分，如深航的發動機性能監控平臺。深航主要通過航后或過站下載QAR數據，然后通過譯碼軟件AIRFASE進行過濾，把所有異常事件導出到發動機性能監控平臺，深航維修控制中心的維護工程師對所有的異常事件進行具體的分析處理。主要對發動機引氣參數和發動機重要性能參數進行監控。

對發動機引氣參數的監控，深航走在國內航空公司的前列，其主要原理是根據波音的737-SL-36-024-A進行程序編譯。由于新構型的波音飛機其引氣壓力和引氣溫度等重要參數都傳給了DFDAU，這為對其監控提供了可能，深航是從注冊號B5671之后加裝此構型的。如對引氣壓力參數的監控就是比較實際的引氣壓力如果超過引氣壓力基準范圍，不在標準范圍內就會觸發二類三類等級別的報警。這樣我們就能夠根據其具體的報警級別，決定是立即排故，還是延后排故；根據報警進行具體的飛行數據分析，根據其具體的引氣參數有針對性進行具體的引氣健康系統測試，快速找到故障源，做到排故和預防性維護兼顧。

發動機重要性能參數的監控：發動機是飛機最重要的系統之一，它為飛機提供動力、氣源、電源等，因此加強對發動機系統的監控，一直是飛機維修領域最重要的任務。對發動機的監控主要是對其重要參數的監控，目前深航的AIRFASE軟件主要對以下一些重要參數監控：N1、N2的振動值，滑油壓力，滑油溫度，EGT。對發動機性能監控的重要意義主要有兩點：一、協助處理具體的故障：如果這些參數超過其報警值，深航的維修控制中心的工程師就會立即對其進行詳細的譯碼分析，判斷是瞬時故障還是真實故障。二、了解發動機的整體性能趨勢，便于工程對整個航空公司的機隊進行梯次管理。由于這種連續的監控，可以了解這個發動機性能趨勢（如EGT裕度），這樣在工程管理中可以做到梯次管理，把性能不好的發動機分開安裝在不同的飛機上，提高飛機的安全性。

3.2 協助排除故障

飛行數據分析在協助排除一些瞬時、疑難故障時往往能發揮其獨特作用，可以提供一些重要的線索，從而抽絲撥繭根據系統原理或者排故手冊迅速排除故障，如深航利用AIRFASE等譯碼軟件先進行譯碼然后再進行詳細的飛行數據分析，發現了一些重要故障線索，最終協助排除相關故障。

（1）空調系統故障舉例：深航B2692 （B737NG）飛機某一天下降過程中，機組反映左組件燈亮，按照QRH檢查單處置，關閉左組件，后續高度3900～2400 m時，高度警告響，機組快速下降，正常落地。整個故障從現象上分析怎么都看不明白，僅僅是單組件故障不可能導致客艙座艙高度急劇上升，接近釋壓。而且航后測試ZTC計算機也沒有代碼，開空調驗證也沒有再現出故障。后來對整個飛行數據進行譯碼，再進行飛行數據分析發現整個飛行航段右空調組件沒有打開，左空調組件一直處于高流量位，具體可見圖3。

最后排故證實故障是因右組件活門存在卡阻導致的。飛行過程中右組件活門沒有打開，導致左組件處于單組件自動高流量狀態，空中左組件突然故障（不管是左組件空調性能本身不好，還是全稱高流量負載太大導致），機組執行檢查單關閉左組件，從而導致左右組件同時處于關閉狀態，飛機沒有氣源增壓座艙，座艙高度很快上升最終導致座艙高度警告報警。因此使用飛行數據分析既還原了整個故障持續的全過程，又提供了重要線索排除了故障。

（2）電子系統故障舉例：深航B5361某一天機組反映起飛階段出現白色A/T LIMIT信息。CDU顯示垂直導航斷開，部分信息顯示空白，重置自動油門后正常。根據故障現象判斷為FMC的性能計算功能失效導致FMC無法正常計算N1 LIMIT，導致故障發生。FMC性能計算數據的信號源很多，且飛機沒有有效的排故線索跟蹤。在更換了FMC、DEU、ADIRU之后故障依舊，造成無準確排故方向。后續的譯碼分析，確認有空中TAT指示混亂的情況，如圖4。

最終，此故障在更換了TAT探頭后得到徹底排除，借助于飛行數據分析排除了一次重復疑難故障。

（3）發動機故障舉例：深航B5106 （B737NG）某一天接到GE遠程監控中心的CNR報告，其右發發動機滑油壓力突然上升，滑油溫度基本穩定。因為滑油壓力是發動機一個重要參數，如果滑油系統出現異常很可能導致發動機空中停車。于是我們仔細查看了這臺發動機滑油壓力趨勢，發現確實存在突變，如圖5。

借助于AIRFASE軟件進行譯碼和飛行數據分析：滑油壓力峰值96PSI，出現在N1值84%，N2值96%；比對了一下當日四個飛行航段的滑油壓力情況，第一航段基本正常，第二航段滑油壓力60多PSI，第三航段70多PSI，最后一段達到96PSI，滑油壓力有逐漸上升趨勢。

通過上述的飛行數據分析，判斷滑油壓力真實的可能性高，尤其是發動機滑油供油管路因高溫容易產生積碳情況，造成供油路狹窄，滑油壓力上升。最后排故結果發現供油管路存在嚴重積碳，更換供油管路后排除故障。又一次借助于飛行數據分析排除了重要系統故障。

4 飛行數據分析的應用效果

飛行數據分析在深航維修控制中既可以對飛機的狀態進行實時監控和非實時監控，提前發現故障，做到預防性維護；又可以協助排除重復疑難和重要系統排故，提高排故的徹底性；因此飛行數據分析在深航維修控制中取得了豐碩的成果，大幅降低了整個深航空客飛機和波音飛機的故障百時率，具體數據可見深航提供的2010年和2013年每月故障百時率數據趨勢。

5 結論

深航高度重視數據分析在維修控制中的應用和挖掘。通過AIRMAN軟件，ACARS報文系統對飛機進行實時狀態監控，這樣可以對故障做到提前發現，提前準備，快速排除，提高排故效率，減少延誤時間；通過對一些重要系統的重要參數設定報警值，對這些重要系統進行非實時監控，監控其故障、性能及趨勢。這樣既可以及時發現故障排除故障，又可以根據重要系統部件的性能趨勢做到梯次管理，提高飛機安全裕度；利用AIRFASE軟件對具體故障進行譯碼和飛行數據分析，找出有用的故障線索，快速、準確、高效的排除故障。所有這些應用對其他航空公司都具有重要的借鑒意義。

參考文獻

[1] B737NG aircraft maintenance manual REV 54.BOEING.

[2] A320 aircraft maintenance manual REV 36.Airbus.

[3] 以濤.飛行數據分析及譯碼[J].航空工程與維修，2000（1）：25-26.