淺析QAR數據分析對民航機務維修的作用和影響

王維 陳嘯

摘 要：民用飛機快速存取記錄器中記錄的飛行數據、系統參數已經在運行控制和飛行技術管理工作中成為了基本依據，同時也對機務維修工作產生了深遠影響，直接改變了機務維修的發起模式和執行模式。該文以航空公司和國產民機試飛的實際案例為基礎分析了QAR數據對民航機務維修的作用和影響，介紹了機務維修相關的數據分析技術發展趨勢。

關鍵詞：快速存取記錄器 機務維修 維修計劃文件 視情維修

中圖分類號：V35 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（c）-0030-03

民用飛機的快速存取記錄器（Quick Access Recorder，QAR）記錄了飛行過程中各主要系統的關鍵數據，用于監控飛行機組行為和航空器系統工作狀態。通過對QAR數據進行分析能夠及時發現機組操作、機載系統工作狀況以及航空器性能等方面存在的問題，通過分析比對查找原因，準確掌握飛機和機組的運行動態，使得航空公司能夠采取針對性的維修和飛行技術改進措施，消除安全隱患，提高運行效率，確保航空安全。

QAR數據分析在民航飛機日常維護中的作用主要體現在兩個方面：其一為改變了維修工作的發起模式，由“計劃維修”和“故障后維修”逐步發展為“視情維修”和“故障預測維修”；其二為改變了維修排故工作的執行模式，由QAR數據為故障定位和分析提供技術支持。

1 飛行安全監控改變維修發起模式

傳統意義的民機的維修主要包括兩種工作：計劃性維修和非計劃性維修。計劃性維修指根據飛機維修計劃的規定，定期執行的一系列維修任務。非計劃性維修指在飛機維修計劃之外，由于故障、外力破壞等原因導致必須執行的維修任務。在傳統民機維修工作中，計劃性維修所占比重能夠達到80%之多。其原因出自民機的適航管理理念。為確保飛行安全，民機在設計階段即需要考慮運行后的故障率和故障影響。以MSG-3分析為基礎，主制造商在民機交付運行之前就要通過一系列完整的工作流程確定全機的維修任務、程序和間隔，并在MPD（維修計劃文件）中體現。相關工作流程如圖1所示。

民機交付航空公司后，航空公司會以主制造商提供的MPD文件和其他維修手冊為基礎編寫自己的維修計劃MP及相應的工卡。傳統的計劃性維修體現了民機全壽命適航管理的理念，對確保民機的飛行安全起到了不可替代的作用，但不可避免的帶來了維修資源和成本的浪費。隨著民機飛行安全監控技術的成熟與應用，維修發起模式正在從傳統的“計劃性維修”改變為“視情維修”。QAR中記錄了大量的飛機系統運行數據。對采集的數據進行分析判斷后，維修人員能夠及時了解飛機系統的性能變化，探測系統內部的異常工作狀態，并按需采取必要的安全措施以防止系統出現故障。基于QAR數據分析的“視情維修”能夠節約維修成本，縮小維修范圍，增大維修間隔，減少維修工作量，提高設備和人力資源的利用效率，從而大大降低民機維修成本。

以某航空公司機隊空調散熱器清洗為例。該航空公司的737NG機隊目前有超100架飛機。為保持空調性能，需要定期清洗散熱器，清洗間隔為2A（每兩次A檢清洗一次）。平均年度在翼吹洗任務260次，每次吹洗大約單側3個工時/一架飛機6個工時。通過引入“視情維修”理念后，對空調不同段部位部件進行溫度參數的DFDAU數據采集，利用采集的溫度數據監控不同段的部件性能，達到趨勢監控的目的，至少減少了30%的重復工作，大大降低了公司運行成本。

對非計劃性維修工作，QAR數據也能夠改變民機維修的發起模式。傳統的非計劃性維修主要是在飛機機載系統出現故障時開展。由于機載系統的可靠性與監控技術的不斷提升，故障已經具有一定的可預見性。機載系統故障一般都和QAR數據之間有一定的因果關系。只要能夠確定故障預測的數學模型，就能根據QAR數據對飛機何時會出現何種故障做出預測，提前開展維修工作，就能避免潛在故障的出現。目前民航工業中已經開發出了一些故障預測模型。以上例航空公司為例，往年機隊因飛機空調故障導致的延誤每年均有20起左右，其中類似散熱器臟導致故障大概6起。引入“視情維修”理念后，通過監控空調系統溫度，在觸發故障前及時清洗或更換散熱器，已基本杜絕了散熱器臟導致的空調故障。下圖2為該航兩架飛機更換散熱器前后空調系統某傳感器的溫度對比。圖中各點為每隔4 d觀測記錄的系統溫度。

2 飛行安全監控為維修提供支持數據

飛機系統的故障分析和診斷過程中往往無法重現故障現象，僅能憑借機載維修系統的信息和飛行員口述進行排故分析。多數的現有機型上，機載維修系統記錄的參數數量、種類、定制化靈活性都不如QAR。而在飛行駕駛過程中，飛行員需要監控、分析的信息量非常大，只能將精力集中在保證飛行安全的參數上，因此事后的口述也不能給機務維修提供足夠的支持。QAR對飛機飛行參數和系統運行參數的全程記錄就能彌補機載維修系統和飛行員口述的不足，為維修人員提供客觀全面的飛機運行參數，以數據再現飛行過程中故障出現的狀況。結合機載維修系統的故障代碼等信息，基于系統原理進行理論分析，即可定位故障源頭，做到對癥下藥。

國產某型號民機的飛行排故工作中多次體現了QAR數據的支持意義。如2015年7月17日，據飛行員口述：西安至南通飛行中，接近南通時開始下降，在10 800 ft平飛時，左側PFD氣壓標準基準指示“STD”為黃色，而同時右側為藍色，后經更改氣壓基準為當地QNH后，該現象消除。排故工作在QAR數據譯碼完成后展開。QAR數據顯示，當日11：48：58，飛機由下降開始改平，左側高度首次低于10 800 ft，且當時左側氣壓基準為29.92，即STD。而右側高度未低于10 800 ft，氣壓基準同為STD。此時條件符合飛行機組操作手冊01.31.40的說明“在下降時，飛機當前的氣壓高度接近轉換高度層還有500 ft時，并且氣壓基準是STD，氣壓基準顯示會變黃并閃爍提醒更改氣壓基準設置。”即左側高度10 800 ft時，左側氣壓基準仍為STD，因此左側PFD顯示黃色STD提醒機組更改當地QNH。而右側恰好未低于限制值，因此顯示正常。該現象是由于左右ADC數據存在誤差，且標準值恰好在警告基準上導致，為正常現象。機務通過QAR數據支持證明了飛行員所報故障為系統正常現象，無需新增維修任務。

又如2008年11月21日，B-2202飛機執行航班時右發發生超溫故障。機務在落地后的排故中進行了發動機試車，結果正常。根據AMM手冊中發動機超限使用檢查部分，對EGT超溫后是否更換發動機取決于超溫的數值和持續時間。機組報告中相關數據均為大約數值，不能準確反映發動機狀態。因此機務人員調出QAR數據，根據飛行時間、飛行高度、左右發N1、N2、EGT、燃油流量等參數值的變化曲線，完整分析了故障發生過程。飛機離地28 s后右發N1快速上升至102.5%，EGT最高值972℃，且在965 ℃和972 ℃的高值范圍內維持了3 s。而后飛行員收回右發油門，EGT回歸正常。機務根據QAR數據認為，EGT超溫時間已達到了換發標準，最終決定更換發動機。事后對發動機進行拆解檢驗，發現高壓渦輪葉片已經燒蝕變形無法修復。此次排故事件中的QAR數據作為主要依據，促使機務更換發動機，避免了更嚴重的飛行事故。

3 結語

民機飛行安全監控在民機排故工作中發揮著日益重要的作用。QAR數據的分析結果不僅能提高故障定位的準確性，而且可以從根本上提高民機維修工作的效率，減少航材和人力資源的浪費。隨著數據分析技術的不斷提高，對QAR數據、運行數據、商載數據的綜合大數據分析將會對民機維修和排故工作帶來更大的影響，有望進一步提高民機的安全水平，降低運行維護成本。

參考文獻

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