淺談航空公司機(jī)隊(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)管理

楊霄　陳亞隆

【摘 要】航空器的可靠性數(shù)據(jù)成為了各航空公司保障飛行安全、降低維修成本的主要依據(jù)。航空公司迫切需要一套工程管理系統(tǒng)，可以通過系統(tǒng)收集相關(guān)數(shù)據(jù)并全面分析發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài)。在這種形勢下，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面分析處理的機(jī)隊(duì)管理就應(yīng)運(yùn)而生了。

【關(guān)鍵詞】維修思想；可靠性數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫；維修成本；性能參數(shù)；試車參數(shù)；振動(dòng)值；警戒值

1 機(jī)隊(duì)管理的由來

20世紀(jì)80年代后期，民用航空器的維修思想已由MSG-2變?yōu)镸SG-3，后者摒棄了以既定的維修方式對航空器進(jìn)行各級維修的概念，它的主要思想是通過分析航空器的使用可靠性水平，制定相應(yīng)的維修級別。它在考慮了相同型號的不同機(jī)型的維修差異性的同時(shí)，特別強(qiáng)調(diào)了對發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)的收集和分析。航空器的可靠性數(shù)據(jù)成為了各航空公司保障飛行安全，降低維修成本的主要依據(jù)。

2 機(jī)隊(duì)管理的實(shí)質(zhì)

機(jī)隊(duì)管理是建立在現(xiàn)代維修理論基礎(chǔ)上的信息科學(xué)管理。充分利用先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)、性能評估軟件、視情維修的各種手段，并對試車數(shù)據(jù)資源加以充分的利用。收集各種有價(jià)值的信息并建立數(shù)據(jù)庫。通過對這些數(shù)據(jù)資源的全面分析，根據(jù)營運(yùn)人的實(shí)際情況制定出相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的警戒值。并且根據(jù)數(shù)據(jù)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)所處的狀態(tài)，及時(shí)下發(fā)安全裕度不夠的發(fā)動(dòng)機(jī)以保證飛行安全。對于拆換下來的發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)其狀況制定合理的維修工作范圍，維修級別，恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)出廠時(shí)的可靠性，并且對發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本進(jìn)行優(yōu)化。

3 機(jī)隊(duì)管理的意義

飛行安全和營運(yùn)成本的降低已經(jīng)成為各個(gè)航空公司努力追求的目標(biāo)。而作為飛機(jī)心臟的發(fā)動(dòng)機(jī)更是在保證飛行安全和降低營運(yùn)成本方面起著重要的作用。按照美國普惠公司的觀點(diǎn)，在總的營運(yùn)成本中與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的有飛機(jī)間接營運(yùn)成本、燃油費(fèi)用和發(fā)動(dòng)機(jī)維修成本，它們分別占航空公司總運(yùn)營成本的14%、11%、2%。

3.1 飛機(jī)間接營運(yùn)成本

飛機(jī)間接營運(yùn)成本包括發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車、航班取消和延誤、空中返航和其他與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的事件的費(fèi)用。據(jù)普惠公司統(tǒng)計(jì)每次發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車大致會(huì)給航空公司帶來37萬美元的損失，每次航班延誤或取消帶來的損失為6.5萬美元。

3.2 燃油費(fèi)用

燃油成本既和發(fā)動(dòng)機(jī)性能相關(guān)也和飛機(jī)性能相關(guān)。例如可能是發(fā)動(dòng)機(jī)部件性能退化和系統(tǒng)故障造成燃油消耗增加，也可能是飛機(jī)部件的配平?jīng)]有做好，機(jī)身臟阻力太大造成的。

3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本

主要由維修航材的費(fèi)用、工時(shí)費(fèi)用、外委修理成本和限壽件費(fèi)用構(gòu)成。其中維修航材的成本占到80%以上。發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本可以看作是發(fā)動(dòng)機(jī)返廠成本和發(fā)動(dòng)機(jī)返廠率的乘積。

以上三項(xiàng)與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的營運(yùn)成本占到航空公司總運(yùn)營成本的27%，如能對航空公司的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行科學(xué)的管理和正確的維護(hù)可以減少空中停車、返航、延誤和取消，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用可靠性，降低返廠率，保持持續(xù)適航能力，避免備發(fā)緊張。這必然會(huì)改善航空公司的飛行安全并且降低航空公司的運(yùn)營成本，會(huì)給航空公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 信息的來源和進(jìn)行機(jī)隊(duì)

4.1 管理的途徑

如圖1所示，機(jī)隊(duì)管理所需的信息有七個(gè)方面的來源。這里我們以普惠公司的PW4000系列發(fā)動(dòng)機(jī)為例來進(jìn)行分析。

4.2 在翼狀態(tài)監(jiān)視

對于PW4000系列發(fā)動(dòng)機(jī)，我們利用普惠公司的ECM II（現(xiàn)已提升為EHM）軟件對在翼發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。該軟件主要是對EGT， FF， N1， N2等發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。正確地使用這個(gè)軟件可以使我們盡快地發(fā)現(xiàn)整個(gè)機(jī)隊(duì)性能變化趨勢或系統(tǒng)的故障。航空公司應(yīng)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而得到自己機(jī)隊(duì)的性能變化趨勢、健康狀態(tài)和確定參數(shù)的警戒值。例如我們可以根據(jù)壓縮歷史報(bào)告近似地算出發(fā)動(dòng)機(jī)EGT裕度的衰減率，從而估計(jì)下發(fā)的時(shí)間。但是在正常衰退情況下EGT裕度的衰減率是不斷減小的。我們?nèi)绻捎脡嚎s歷史報(bào)告的方法來計(jì)算產(chǎn)生的結(jié)果并不準(zhǔn)確，采用分階段計(jì)算估計(jì)下發(fā)時(shí)間可以更符合實(shí)際。如果發(fā)現(xiàn)機(jī)隊(duì)中某一發(fā)動(dòng)機(jī)的性能變化趨勢與整個(gè)機(jī)隊(duì)的變化趨勢有明顯的差異，那么很可能就是這臺發(fā)動(dòng)機(jī)的某部件發(fā)生了故障或者是飛機(jī)的指示系統(tǒng)出現(xiàn)了問題。

使用所有可能得到的信息來對機(jī)隊(duì)中的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行加權(quán)排隊(duì)，即將發(fā)動(dòng)機(jī)按性能從最壞到最好進(jìn)行排序。然后我們根據(jù)整個(gè)機(jī)隊(duì)的營運(yùn)情況對排名靠前的幾臺發(fā)動(dòng)機(jī)安排及時(shí)地維修。這樣我們可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用可靠性，提高備發(fā)利用率。它也克服用EGT指數(shù)排序只反映氣動(dòng)和熱力性能情況的不足。

4.3 航線和基地維護(hù)

需要對航線和基地報(bào)告的有偏差的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。這些偏差主要是由電子部件、飛行員報(bào)告和航線與基地維護(hù)人員報(bào)告的偏差。依據(jù)滑油消耗量的變化、滑油油樣的性能參數(shù)與微量金屬元素的分析結(jié)果和振動(dòng)值的監(jiān)測等發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，然后結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)在維護(hù)工作中孔探檢查的發(fā)現(xiàn)綜合判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。密切注意這些和偏差有關(guān)系的數(shù)據(jù)并且在采取適當(dāng)?shù)拇胧┲耙恢北３謱Πl(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)控。

4.4 目視檢查

通過目視檢查以及孔探、無損探傷檢查等，維修決策人可以利用檢查的結(jié)果來做出是否換發(fā)的決定，也可以利用這些信息來制定發(fā)動(dòng)機(jī)合理的維修工作范圍。

4.5 發(fā)動(dòng)機(jī)使用時(shí)間

對每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)隊(duì)建立發(fā)動(dòng)機(jī)使用時(shí)間跟蹤觀察表。其中包括發(fā)動(dòng)機(jī)單元體、限壽件的自新使用時(shí)間.SN/CSN）、翻修后的使用時(shí)間（TSO/CSO）、自上次修后時(shí)間（TSR/CSR）。營運(yùn)人根據(jù)這些信息，再依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)單元體、限壽件給定的軟時(shí)限和硬時(shí)限，結(jié)合各個(gè)單元體的工作狀況合理地制定出發(fā)動(dòng)機(jī)的維修工作范圍。這樣既可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性也可以對發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本進(jìn)行優(yōu)化。

4.6 試車數(shù)據(jù)

收集所有發(fā)動(dòng)機(jī)修后的試車參數(shù)，進(jìn)行單元體性能分析，判斷單元體的狀態(tài)，并建立試車臺發(fā)動(dòng)機(jī)單元體性能參數(shù)數(shù)據(jù)庫。比如利用普惠公司的MAPNET軟件。利用MAPNET可以了解單元體的效率和流通能力。因此我們依據(jù)試車數(shù)據(jù)建立自己的數(shù)據(jù)庫，并在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上建立自己機(jī)隊(duì)的基線，利用發(fā)動(dòng)機(jī)性能的匹配關(guān)系來對發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行分析。將進(jìn)行修理和大修的發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，建立車間修理的基線。通過對修后發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)數(shù)據(jù)與基線進(jìn)行對比，來評估發(fā)動(dòng)機(jī)的修理質(zhì)量。為裝機(jī)后的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控的初始狀態(tài)評估和下次車間修理性能恢復(fù)提供依據(jù)。

4.7 服務(wù)通告管理

對服務(wù)通告的內(nèi)容進(jìn)行評估，以確定是與安全相關(guān)的還是其他方面的，實(shí)施服務(wù)通告的收益是否大于投人。對實(shí)施每一項(xiàng)服務(wù)通告的費(fèi)用建立數(shù)據(jù)庫。

4.8 歷史記錄

建立發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史故障數(shù)據(jù)庫。為全面評估發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況和排除潛在的系統(tǒng)故障提供幫助。

有了以上關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的信息資料，我們可以對這些信息進(jìn)行綜合全面的評估以確定最佳下發(fā)時(shí)間，提高在翼發(fā)動(dòng)機(jī)的使用可靠性，降低空中停車率，降低航空公司的間接營運(yùn)成本。同樣我們也可以對下發(fā)進(jìn)廠的發(fā)動(dòng)機(jī)的信息進(jìn)行全面的分析，從而制定出合理的維修工作范圍。在恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的同時(shí)也使維修成本降低。

5 機(jī)隊(duì)管理實(shí)施的結(jié)果

廣州飛機(jī)維修工程有限公司（GAMECO）通過開展機(jī)隊(duì)管理工作后，不僅在發(fā)動(dòng)機(jī)的工程技術(shù)管理上取得了明顯的進(jìn)步，而且使南航發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)隊(duì)的可靠性水平得到了很大的提高。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在1995至1999年間機(jī)隊(duì)管理小組共發(fā)現(xiàn)一百余條發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)故障，比以前同期發(fā)現(xiàn)的故障數(shù)提高了一倍。大量事故在進(jìn)一步惡化之前就被根除了。由于發(fā)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)異常而采取相應(yīng)的措施，有效防止了7次發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車的發(fā)生，使南航的PW4000系列發(fā)動(dòng)機(jī)的空中停車率由1995年的0.023降低到1999年的0.0056，發(fā)動(dòng)機(jī)的使用可靠性水平得到了提高。

通過對發(fā)動(dòng)機(jī)試車數(shù)據(jù)的開發(fā)應(yīng)用和對發(fā)動(dòng)機(jī)維修工作范圍進(jìn)行評估，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)組裝標(biāo)準(zhǔn)在車間修理工作中的應(yīng)用，使發(fā)動(dòng)機(jī)的修理質(zhì)量有了較大的提高。例如，PW4001）系列發(fā)動(dòng)機(jī)的一號軸承漏油和HPT第一級葉片燒蝕等引起較高換發(fā)率的故障得到了解決。修后的主要性能參數(shù)EGT裕度有了明顯的提高。發(fā)動(dòng)機(jī)大修平均EGT裕度從1995年的13.20提高到1999年的22.3500。

由上可見開展積極的機(jī)隊(duì)管理工作對航空公司提高發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性，保證飛行安全，降低間接營運(yùn)成本，提高維修質(zhì)量起到了顯著的作用。

6 機(jī)隊(duì)管理的發(fā)展

隨著技術(shù)的發(fā)展，新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用了先進(jìn)的全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng)（FADEC），并且機(jī)載的維護(hù)計(jì)算機(jī)的功能和種類也不斷地完善和增多，使得現(xiàn)代飛機(jī)可監(jiān)控的參數(shù)不斷增加，有了更為方便的維護(hù)信息選取終端。隨著遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)，機(jī)載數(shù)據(jù)通過空地?cái)?shù)據(jù)傳輸鏈，及時(shí)和迅速地傳給地面。這樣就使得維修人員可以得到飛機(jī)飛行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可以迅速地利用這些信息分析發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，對發(fā)動(dòng)機(jī)故障提前做好維修準(zhǔn)備。航空公司應(yīng)當(dāng)利用不斷增多的可監(jiān)控參數(shù)進(jìn)一步完善自己的機(jī)隊(duì)的各種基線、警戒值。這樣可以對一發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況有更為精確的了解。這就要求我們進(jìn)一步完善機(jī)隊(duì)管理工作，使我們可以處理分析更多的信息，更為準(zhǔn)確地分析發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。隨著信息的不斷增多，要求機(jī)隊(duì)管理工作更加全面完整地運(yùn)用各種信息。為了作出最佳維修的決策，機(jī)隊(duì)管理小組還應(yīng)當(dāng)對各個(gè)方面的信息進(jìn)行統(tǒng)觀全局的考慮和分析。

隨著這個(gè)全新的發(fā)動(dòng)機(jī)管理力一式的發(fā)展，國內(nèi)民航發(fā)動(dòng)機(jī)維修將從被動(dòng)式維修過渡到主動(dòng)式維修。

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[責(zé)任編輯：湯靜]