基于可靠性原理的A380飛機(jī)故障分級(jí)

■ 雷景波/中國(guó)南方航空股份有限公司

0 引言

飛機(jī)正常運(yùn)行航班出現(xiàn)故障時(shí)，營(yíng)運(yùn)人往往可根據(jù)《最低設(shè)備清單》或者《放行標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)故障進(jìn)行保留后放行飛機(jī)，以保證航班正常，然后在航后或者合適的維修站對(duì)故障進(jìn)行排除。

對(duì)于空客A380這樣的寬體遠(yuǎn)程客機(jī)，按照這樣的故障處理模式，往往出現(xiàn)故障按相關(guān)手冊(cè)可保留，而實(shí)際操作中卻無(wú)法保留的情況。例如，飛機(jī)計(jì)劃執(zhí)行洲際航線，航班前出現(xiàn)可保留時(shí)限為1天或者1個(gè)飛行循環(huán)的故障，而來(lái)回程航班需要3天時(shí)間，如果對(duì)此故障進(jìn)行保留，那么保留到期后排故變成了難題（因?yàn)轱w機(jī)停在國(guó)外)，所以此類故障要么在執(zhí)行原計(jì)劃航班前排除，要么將原計(jì)劃飛的洲際航線調(diào)整為國(guó)內(nèi)航線。這相當(dāng)于故障是不能被保留的，這種情況也是營(yíng)運(yùn)人不能接受的。為此，營(yíng)運(yùn)人提出強(qiáng)烈要求，空客A380必須減少間隔短的保留，或者讓營(yíng)運(yùn)人提前獲知故障情況，以便為排除故障留出足夠的時(shí)間。

在減少間隔短的保留方面，目前A380《最低設(shè)備清單》中的164個(gè)A類保留項(xiàng)目中，期限為1天或者1個(gè)飛行循環(huán)的保留只有44個(gè)項(xiàng)目。在故障預(yù)知和控制方面，A380采取了更為有效的故障分級(jí)模式和排故策略。

1 A380飛機(jī)故障的分級(jí)以及詳細(xì)說(shuō)明

為了研究飛機(jī)的故障，經(jīng)常按照不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)故障進(jìn)行定義，有功能故障和潛在故障，有單個(gè)故障和多重故障，有安全性后果故障、使用性后果故障、非使用性后果故障和隱患性后果故障，有早期故障、偶然故障和耗損故障等。而A380飛機(jī)系統(tǒng)探測(cè)到故障后，按照故障對(duì)于安全的影響、飛機(jī)是否可以繼續(xù)運(yùn)行，以及對(duì)于經(jīng)濟(jì)性的影響等后果對(duì)故障進(jìn)行分類，這種故障的分類方法充分體現(xiàn)了A380飛機(jī)對(duì)可靠性三要素即安全性、維修性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，方便了營(yíng)運(yùn)人對(duì)不同的故障采取不同的控制策略，以便合理安排人力、航材，準(zhǔn)備排故方案、機(jī)庫(kù)等要素，集中或分散地處理故障。

A380飛機(jī)將故障分為6類：駕駛艙故障/1級(jí)故障、客艙故障/3級(jí)故障、有時(shí)限的待處理故障（Pending Timelimited faults)/4級(jí)故障、待處理故障（Pending faults)/5級(jí)故障、6級(jí)故障、0級(jí)故障。A380飛機(jī)上沒有設(shè)置2級(jí)故障。

1.1 駕駛艙故障/1級(jí)故障

指涉及駕駛艙效應(yīng)，需要飛行機(jī)組進(jìn)行操作響應(yīng)的故障。這些故障都會(huì)警告機(jī)組人員，如ECAM警告、注意、咨詢；聲響或者缺少聲響等。為了能夠及時(shí)采取適當(dāng)?shù)木S護(hù)行動(dòng)，這些被檢測(cè)到涉及駕駛艙效應(yīng)的所有故障，都為1級(jí)故障，故障信息由相關(guān)系統(tǒng)發(fā)送到中央維護(hù)系統(tǒng)。

其中，部分1級(jí)故障對(duì)系統(tǒng)安全目標(biāo)產(chǎn)生一定的影響，屬于NO GO項(xiàng)目，必須在下一次飛機(jī)放行前解決；或者屬于GO IF項(xiàng)目，如果滿足某些條件的話則可放行飛機(jī)。此外，不帶附加條件的故障則可直接放行飛機(jī)。

1級(jí)故障信息，飛行過(guò)程中在當(dāng)前飛行報(bào)告（CFR)上顯示為Fault messages（故障信息)，飛行結(jié)束后，在航后報(bào)告（PFR)上顯示為Cockpit Items（駕駛艙項(xiàng)目)。

1.2 客艙故障/3級(jí)故障

3級(jí)故障無(wú)需飛行機(jī)組進(jìn)行操作響應(yīng)，但需要客艙乘務(wù)員進(jìn)行操作響應(yīng)。這級(jí)故障顯示在客艙乘務(wù)員面板上或警示燈上，對(duì)系統(tǒng)安全目標(biāo)沒有客觀影響，也不包含在最低設(shè)備清單（MEL)中，可無(wú)條件放行。大多數(shù)情況下，3級(jí)故障會(huì)影響乘客的舒適性。

3級(jí)故障信息，飛行中在CFR上顯示為Fault messages，飛行結(jié)束后，在PFR上顯示為Cabin Items。

1.3 有時(shí)限的待處理故障/4級(jí)故障

4級(jí)故障不會(huì)立即引起駕駛艙效應(yīng)和客艙效應(yīng)，無(wú)需飛行機(jī)組或客艙乘務(wù)員進(jìn)行任何操作響應(yīng)，但故障發(fā)生后，在一段時(shí)間（時(shí)限)結(jié)束前需要采取糾正措施。該時(shí)間段結(jié)束后，如果故障未排除，則該故障會(huì)對(duì)系統(tǒng)安全性分析產(chǎn)生影響。

在時(shí)限到達(dá)前，每次飛行結(jié)束后，4級(jí)故障會(huì)顯示在PFR的“Pending Items（待處理)”選項(xiàng)卡上；時(shí)限到達(dá)后，飛行中會(huì)有ECAM警告顯示，飛行結(jié)束后故障將在PFR的Cockpit Items選項(xiàng)卡上顯示。此時(shí)，故障是可按照MEL保留放行的GO項(xiàng)目，修復(fù)間隔為C類（10天)。

顯示4級(jí)故障信息的同時(shí)會(huì)顯示剩余時(shí)間，即在觸發(fā)ECAM警告之前，還剩余多少飛行時(shí)間。

1.4 待處理故障/5級(jí)故障

5級(jí)故障不會(huì)立即引起任何駕駛艙效應(yīng)、客艙效應(yīng)，對(duì)系統(tǒng)安全目標(biāo)沒有任何后果影響，在安全影響方面也沒有時(shí)間限制。但是如果一個(gè)5級(jí)故障與另一個(gè)5級(jí)故障相結(jié)合，可能會(huì)導(dǎo)致潛在的駕駛艙效應(yīng)、客艙效應(yīng)或者產(chǎn)生安全性影響。

只要不與其他相關(guān)故障結(jié)合，在飛行結(jié)束后，5級(jí)故障顯示在PFR的“Pending Items”選項(xiàng)卡上，在飛行過(guò)程中此類故障信息不會(huì)由CFR傳送給飛行員。

1.5 6級(jí)故障

6級(jí)故障對(duì)系統(tǒng)操作沒有影響，不會(huì)引起駕駛艙或客艙效應(yīng)，不需要飛行機(jī)組或客艙乘務(wù)員關(guān)注。這類故障對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)安全性沒有影響，也沒有時(shí)間限制，但可能有一定的經(jīng)濟(jì)性后果。

如果6級(jí)故障信息沒有關(guān)聯(lián)額外的更高級(jí)別的故障，在飛行結(jié)束后，故障信息將顯示在PFR的“Minor Items”選項(xiàng)卡上；在飛行期間，故障信息不會(huì)通過(guò)CFR傳送到飛行員。6級(jí)故障的排除沒有時(shí)間限制，可以一直存在，MEL也不適用于此類故障。

1.6 0級(jí)故障

某些故障可能對(duì)飛機(jī)操作產(chǎn)生影響，但飛機(jī)監(jiān)控單元無(wú)法知道這種故障的影響后果，如果系統(tǒng)監(jiān)測(cè)單元檢測(cè)出這種性質(zhì)的故障，就將其定義為0級(jí)故障，并傳輸?shù)街醒刖S護(hù)系統(tǒng)。

如果0級(jí)故障與其他較高級(jí)別的故障沒有關(guān)聯(lián)，在飛行結(jié)束后，故障信息將顯示在PFR的“Minor Items”選項(xiàng)卡上；飛行期間故障信息不會(huì)由CFR傳送給飛行員。

但大多數(shù)情況下，0級(jí)故障引起的受影響的功能會(huì)引發(fā)更高級(jí)別的故障。所有的這些故障信息（0級(jí)故障信息和更高級(jí)別的信息)將關(guān)聯(lián)在一個(gè)選項(xiàng)上。

當(dāng)上述不同效果和不同級(jí)別的故障產(chǎn)生關(guān)聯(lián)時(shí)，它們將顯示在與更高級(jí)級(jí)別相匹配的選項(xiàng)卡上。例如，當(dāng)1級(jí)和5級(jí)故障相關(guān)聯(lián)時(shí)，將顯示在PFR的“Cockpit Items”的選項(xiàng)卡中。

2 故障的分析及排故策略

從上述的故障分類可以看出，A380飛機(jī)故障分類充分考慮了飛機(jī)的安全性、維修性、經(jīng)濟(jì)性等可靠性原理。

0級(jí)故障往往引起高級(jí)別的故障，所以按照傳統(tǒng)的高級(jí)別的故障處理即可。

1級(jí)故障往往影響安全，A380飛機(jī)給出了NO GO、 GO IF、GO等幾種故障處理方式，營(yíng)運(yùn)人按照這些類別采取對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)排故方式即可。

3級(jí)故障影響旅客的感受，不同的營(yíng)運(yùn)人對(duì)于3級(jí)故障可采取不同的策略，甚至同一營(yíng)運(yùn)人在不同的航線上也可采取不同的策略。例如，長(zhǎng)航線和短航線旅客對(duì)娛樂系統(tǒng)故障的忍受度不一樣，有的公司允許執(zhí)行短航線時(shí)可以保留娛樂系統(tǒng)故障，但在執(zhí)飛跨洋等長(zhǎng)航線前，娛樂系統(tǒng)必須工作正常。

6級(jí)故障對(duì)于飛機(jī)系統(tǒng)安全性沒有影響，也沒有排除的時(shí)間限制，但可能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)性后果，所以營(yíng)運(yùn)人會(huì)通過(guò)權(quán)衡飛機(jī)停場(chǎng)和航班正常性來(lái)決定何時(shí)處理，一般情況下的處理策略是結(jié)合飛機(jī)的A檢或C檢來(lái)集中完成。例如，客艙再循環(huán)風(fēng)扇氣濾堵塞屬于6級(jí)故障，營(yíng)運(yùn)人會(huì)在A檢時(shí)排除此故障。

比較特殊的故障是4級(jí)、5級(jí)故障，單獨(dú)的4級(jí)、5級(jí)故障不會(huì)立即對(duì)系統(tǒng)安全目標(biāo)產(chǎn)生任何影響，同時(shí)不會(huì)引起駕駛艙效應(yīng)和客艙效應(yīng)。

通過(guò)對(duì)4級(jí)故障的描述可以看出，出現(xiàn)4級(jí)故障后，在允許的時(shí)間限制內(nèi)可繼續(xù)運(yùn)行飛機(jī)，在截止日期到來(lái)前可采取一些必要的糾正措施，如可以根據(jù)故障現(xiàn)象提前調(diào)撥航材、安排人力和飛機(jī)停場(chǎng)等。因這些故障會(huì)對(duì)系統(tǒng)安全性分析產(chǎn)生影響并導(dǎo)致ECAM警告，截止日期到達(dá)后，留給營(yíng)運(yùn)人處理故障的時(shí)間只剩下10天（C類保留)。因此，綜合考慮并結(jié)合營(yíng)運(yùn)人的運(yùn)行實(shí)際情況，建議每周（7天，目前的維修方案本身就有以7天為間隔的周檢)進(jìn)行一次4級(jí)故障的跟蹤，這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)4級(jí)故障，又為采取排故措施留足充分的準(zhǔn)備時(shí)間，如果營(yíng)運(yùn)人的排故器材、人力、排故方案、機(jī)庫(kù)、航班時(shí)刻很容易獲得的話，及時(shí)采取排故行動(dòng)，可以避免ECAM警告和在MEL下放行飛機(jī)。

通過(guò)對(duì)5級(jí)故障的描述也可以看出，5級(jí)故障可防止出現(xiàn)駕駛艙警告，避免在飛機(jī)過(guò)站期間進(jìn)行維修行動(dòng)。雖然5級(jí)故障不會(huì)直接引起駕駛艙效應(yīng)或者客艙效應(yīng)，沒有安全影響，沒有時(shí)間限制，但當(dāng)與另一個(gè)5級(jí)故障結(jié)合時(shí)，可能引起駕駛艙效應(yīng)或客艙效應(yīng)。所以，建議對(duì)于5級(jí)故障進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，以便情況發(fā)生變化時(shí)及時(shí)采取維修行動(dòng)。

3 結(jié)論

基于可靠性原理，A380飛機(jī)對(duì)故障產(chǎn)生的后果建立了故障分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)、制造、使用和維修環(huán)節(jié)指定故障糾正措施奠定基礎(chǔ)，對(duì)于保證飛行安全，減少飛機(jī)停場(chǎng)，提高飛機(jī)利用率均有重要意義。通過(guò)對(duì)不同故障級(jí)別的分析可知，A380飛機(jī)對(duì)于故障的處理策略完全依托可靠性原理，這不僅保證那些對(duì)安全產(chǎn)生即時(shí)影響的故障能夠得到及時(shí)處理，那些對(duì)安全沒有即時(shí)影響的故障如果在短期內(nèi)沒有解決，也不會(huì)進(jìn)一步惡化。

由于4級(jí)和5級(jí)故障不會(huì)立即對(duì)飛機(jī)的系統(tǒng)安全目標(biāo)產(chǎn)生影響，不會(huì)直接引起駕駛艙效應(yīng)和客艙效應(yīng)，這類故障可以不用立即處理，而是在飛行一段時(shí)間后再處理。在這段飛行時(shí)間內(nèi)，可以通過(guò)機(jī)上的空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)、地面維修站對(duì)飛機(jī)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，維護(hù)人員及時(shí)了解飛機(jī)的運(yùn)行情況，及時(shí)實(shí)施遠(yuǎn)程診斷，預(yù)先做好地面維修準(zhǔn)備服務(wù)，確保飛機(jī)可安全操控并預(yù)防飛機(jī)因故障停飛，這將極大地提高維修效率，有效解決飛機(jī)的航班延誤問題。