民用飛機試飛過程中的維修方案制定

羅世明

摘 要：該文簡要介紹了民用飛機維修的基本概念和主要作用，詳細說明了目前世界民用飛機主要采用的維修項目分析方法MSG-3的發展歷程，分析了民用飛機試飛飛機的主要使用特點，涉及到獨特的技術狀態、獨特的使用環境以及獨特的飛行特征，對試飛過程中需要進行的維修工作進行了歸納總結，重點探討了如何結合試飛飛機的使用特點制定針對性強的維修方案，結合某型民用支線客機在試飛過程中的維修實踐，對如何制定更合理的維修方案提出了見解。

關鍵詞：民用飛機 試飛 維修 方案制定

中圖分類號：V26 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0108-02

安全和經濟是民用飛機運營的基本要求，實施合理的維修既是確保飛機飛行安全和航線營運經濟效益的重要手段，又是飛機持續適航的重要保證。一個有效的維修大綱的實施、對飛機性能和可靠性參數的連續監控、維修方針政策的正確制訂和維修手段的合理選用，不但可防止新研民用飛機投入航線使用后固有安全性、可靠性水平的下降，而且可大大降低飛機的維修費用。

民用飛機在取得型號合格證并交付用戶前一般有較長時間的試驗飛行，在這段時間對飛機進行合理有效的維修，既可以保證飛行安全，又能高效保障試飛任務的完成，同時可以在試飛飛機上結合驗證飛機的維修類文件，以便于為后續飛機的航線運營制定一個合理的維修大綱打下良好基礎。

1 維修的概念和分類

維修（maintenance）是指“為使產品保持或恢復到規定狀態所進行的全部活動”，飛機維修是指對飛機進行維護或修理的過程，在該過程中要實施一種或多種基本的維修作業或工作步驟（如故障定位、隔離、修理和飛機勤務檢查等），以使飛機保持或恢復到規定的狀態。可以將維修分為兩類：一類為預防性維修（preventive maintenance），是指為消除產品的故障征兆，使飛機保持在規定狀態所進行的全部活動；另一類為修復性維修（corrective maintenance），是指在產品發生故障后，使其恢復到規定狀態所進行的全部活動。國內某型支線客機在試飛過程中還處于飛機構型未凍結狀態，修復性修理主要由飛機的制造部門依據飛機圖紙以及工藝文件進行修理，故本文不對修復性修理工作進行探討，主要針對試飛飛機的預防性維修工作進行探討。

2 民用飛機維修分析方法

人類自從發明了飛機，有了維修實踐活動之后，就在不斷的探索新的維修方式，從“預防性維修為主”的維修方式到MSG1、MSG2維修思想，逐步發展到了科學的“以可靠性為中心”的MSG3維修方式。可靠性為中心的維修方式是建立在性能數據分析的基礎上的，通過收集數據、分析數據，找出數據發展變化趨勢，以判斷系統、部件的可靠性水平，從而采取動態的控制方式進行有針對性的維修工作，以保持系統和部件固有的安全性和可靠性水平。

1967年，美國聯合航空公司以書面形式發表了《應用決斷圖制定維修大綱的邏輯分析方法》，形成了MSG1的雛形。1968年，美國幾家航空公司和飛機制造廠商的代表組成了一個維修指導小組（Maintenance Steering Group，簡稱MSG），制定了名為《維修評審和大綱修訂》的MSG1文件。MSG1顛覆了“以預防性維修為主”的傳統維修思想理念，成為第一個采用邏輯決斷方法和程序指導制定維修大綱的文件。

1970年，為了制定一個能適用于各種飛機制定維修大綱的邏輯分析規則，美國各航空公司各飛機制造廠的代表又組成了第二個維修指導小組，制定了《航空公司/制造廠維修大綱計劃文件》，即MSG2文件。主要針對飛機的每類組件（系統、部件或設備）采用“從下往上”的分析方法，其分析結果是為指定的各組件確定適宜的維修方式。作為20世紀70年代制定新飛機維修大綱的指導文件，MSG2確定了三種維修工作方式，即：定時（HT）、視情（OC）和狀態監控（CM）。

1993年末，美國聯邦航空管理局（FAA）批準為新型運輸類飛機制定定期維修需求，這就是MSG-3。目前民用支線飛機進行維修分析主要采用的為MSG-3分析方法，根據MSG-3制定的維修大綱，主要針對飛機的系統/分系統的維修工作。采用“從上往下”或稱“故障結果”邏輯方法，從飛機系統的最高管理層面而不是在部件層面進行故障分析，確定適合的計劃維修任務，以防止故障發生和保證系統的固有可靠性水平。它所采用的“從上往下”的邏輯方法，著眼于系統功能失效時的潛在影響、確定故障的能力和故障維修的成本。基于這個原理的目標是以下幾方面。

（1）確保實現飛機固有的安全性和可靠性水平。

（2）當偏離發生時能恢復到固有的安全性和可靠性水平。

（3）能夠從固有的可靠性不適合的項目中獲得改進設計。

目前某型支線客機研制過程中也采用了國際通用的MSG-3分析方法，組建維修工作組和維修審查委員會，由飛機研制企業維修工程師、用戶代表和適航當局維修檢查代表組成的“維修指導小組（MSG）”指導飛機研制企業編制“建議的初始維修大綱”，并上報適航當局“維修審查委員會（MRB）”審批。該大綱經審查批準后，以“維修審查委員會報告”的形式頒發，作為該型飛機“初始維修大綱”，飛機制造企業則以“維修審查委員會報告”為依據，編制“維修計劃文件（MPD）”。并將“維修審查委員會報告”和“維修計劃文件”提供用戶，作為用戶編制“航線維修大綱（MP）”和“維修工作卡”的依據。

制定的維修計劃文件主要由系統維修大綱，結構維修大綱以及區域檢查大綱組成，將包含系統維修檢查，結構維修檢查和區域檢查的項目及檢查間隔。

3 民用飛機試飛使用過程中的主要特點

飛行試驗在飛機研制過程中處于十分重要的環節，是對飛機在真實環境下性能及系統功能的驗證，通過飛行試驗也可以充分暴露飛機的設計制造問題，繼而進行完善改進。就和飛機維修相關的主要特點，主要歸納為以下三點。

3.1 飛機的技術狀態不成熟

試飛的飛機由于是新研制的飛機，相對于民航運營客機存在獨特之處。首先飛機的技術狀態不成熟，存在設計及制造缺陷，主要有：飛機結構件由于強度不足出現裂紋，飛機系統軟件存在缺陷出現虛警，飛機各個部件之間安裝間隙過小出現磨損，飛機系統設備不完善造成的功能失效，因此適當加強維修檢查很有必要。

3.2 飛機的利用率低

新型號飛機飛行試驗過程中，首先，需要按照適航規章進行飛行，會由于技術儲備不足或飛機狀態不到位導致飛機長期停場；其次，大量的測試改裝工作也會導致飛機長期停場；最后，由于試飛過程中對氣象條件要求嚴格，也會導致飛機存在停場時間較長的現象。以某型民用支線客機為例，在4架飛機累計5年多的試飛過程中，單架飛機的年平均利用率最高也不足500飛行小時，而按照航線運營飛機的維修計劃文件，一般將年利用率1500飛行小時以下的都列入低利用率飛機。

3.3 飛機的邊界飛行科目多

相對于航線運營的民用飛機，試飛機存在較多邊界條件下的飛行及部分超包線飛行，例如高速特性試飛、失速試飛、顫振試飛、最大剎車能量試飛以及最小離地速度試飛；另外，很多飛行科目是在極端氣象條件下進行，例如高寒試飛、高溫高濕試飛以及大側風試飛等科目，因此需要制定詳細的邊界科目專項檢查方案。

4 如何制定有針對性的維修方案

針對以上總結的主要使用特點，完全照搬航線運營飛機的維修方案不能很好的達到預防性維修目的，需要有針對性的開展試飛維修方案制定工作，一方面需要參照目前民航通用的MSG-3分析方法得出維修項目；另一方面需要結合試飛機特點有針對性的進行調整。需要從以下4個方面進行考慮.

4.1 加強航前航后檢查內容

試飛飛機的航前航后機務檢查直接關系飛行安全，作為日常工作頻次較高，因此檢查內容需要詳細合理，需要逐條列出并合理安排次序，建議機上驗證檢查所需時間，目前民用飛機系統設備具備了完善的機上自檢測功能，因此航前航后檢查需重點關注駕駛艙內操作檢查，通過飛機的綜合顯示系統檢查各個系統狀態、查看是否出現告警信息，某型支線客機是按照每日航前檢查、每日航后檢查、再次飛行前檢查及預先準備檢查進行分類，主要參考航線運營飛機的航前檢查、航后檢查及過站檢查內容進行方案制定，預先準備檢查主要考慮到試飛飛機的技術狀態不成熟，一般在飛機大于72 h停場或機上存在狀態變更，在準備飛行的前一日進行預先機務準備可以提高試飛任務的完成率。同時對于航前航后的區域目視檢查項目，建議，凡是通過快卸口蓋可達區域都進行檢查。

4.2 合理調整預防性維修間隔

試飛機利用率低，對于維修間隔只有飛行小時和飛行循環的維修項目，會導致檢查內容的日歷間隔時間過長，建議按照飛機的正常利用率換算出相應的日歷間隔執行。以某型支線客機為例，飛機利用率指標為平均8飛行小時/d，6.15飛行循環/d，但實際試飛過程中，由于科研試飛難度大，對氣象條件要求高，同時會穿插進行大量機上測試改裝工作，平均日飛行時間不超過1 h/d。

對于維修項目建議進行優化組合，安排維修檢查項目相對集中。例如將區域檢查項目和結構檢查項目進行合并，能大量減少維修口蓋拆卸工作。另外由于設計制造不完善會出現結構裂紋以及部件之間干涉導致的磨損，尤其是機上導線可能出現磨損，因此結構及區域預防性維修檢查工作必須予以加強，建議每年至少進行一次全機性區域和結構檢查。

4.3 科學制定飛機長期停放的檢查項目

試飛過程會出現飛機停場時間較長，需制定飛機長期停放的維修程序，按照現有民航主要客機的規定，對停場一周及以上時間的飛機執行長期停放維修程序，維修周期按照每周、每兩周、每月及每兩月進行，主要為防止飛機結構及系統退化，定期進行通風、通電、操縱舵面、燃油箱排水以及拖動飛機等操作，定期給機內通風去除潮氣，防止機內霉菌的生長，從而更好的保護飛機內部設備；定期給飛機上電防止用電設備性能退化；定期操縱舵面更好的潤滑傳動機構，同時防止飛控系統的電子設備性能退化；定期燃油箱排水可以防止燃油箱內微生物生長；定期拖動飛機可以防止起落架輪軸卡滯。

4.4 詳細制定邊界科目的專項維修方案

試飛飛機在邊界條件下的飛行次數多、飛行難度大以及不可預見的情況較多，因此制定飛機專項檢查內容很有必要，建議至少包含以下內容：飛機硬著陸、重著陸、失速、抖振、超過限制速度、鳥撞、高能剎車、尾部擦地、剎車卡滯等情況下的檢查內容。需要重點關注的有硬著陸、重著陸、失速、抖振、超過限制速度、尾部擦地等內容，主要與飛機的結構強度有關，對每一種失效情況有針對性的進行強度分析，可參考相似機型的內容制定，但需要根據飛機自身的布局特點，結合相應的強度校核報告及靜力試驗數據進行調整。制定專項維修方案時建議每個檢查項目詳細繪制檢查示意圖，檢查方式將目視檢查方式和無損檢測方式相結合。對于關鍵件和重要件尤其重點關注。

5 結語

根據某型支線客機在試飛過程中的維修方案制定以及具體操作實施，總結了相應的優點和不足之處，認為在新機型研制過程中規劃一份針對試飛飛機的特殊維修方案很有必要，合理的維修方案可以保障飛機更安全的飛行，同時最大限度的節約人力物力及減少停場時間，該方案的制定需要進行廣泛的技術調研，同時充分分析飛機的技術要點和聽取試飛執行單位的意見，需要在執行試飛維修方案的過程中不斷結合具體情況進行修改完善，在試飛完成后需要及時進行經驗總結，將相關內容合理嵌入航線運營飛機的維修計劃文件中，更好地支持飛機航線運營從而創造更大的價值。

參考文獻

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