機(jī)場(chǎng)及飛機(jī)維修區(qū)域外來物損傷的研究與預(yù)防

程榮　張睿

摘要：長(zhǎng)久以來，外來物損傷（FOD）一直是航空業(yè)常見風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致了許多嚴(yán)重的航空事故甚至死亡，由此造成了相當(dāng)高的直接和間接經(jīng)濟(jì)損傷。包括航空企業(yè)、機(jī)場(chǎng)等在內(nèi)的許多業(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)，采取了許多措施和方法以盡可能降低外來物損傷的發(fā)生。文章介紹了機(jī)場(chǎng)及飛機(jī)維修區(qū)域外來物損傷的研究與預(yù)防。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)；飛機(jī)維修區(qū)域；外來物損傷；航空安全；航空事故；常見風(fēng)險(xiǎn) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：V328 文章編號(hào)：1009-2374（2017）05-0011-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.006

1 介紹

外來物損傷（FOD）導(dǎo)致飛機(jī)安全水平降低，是航空維修業(yè)的一個(gè)大問題。所謂外來物損傷即為外來的物品，導(dǎo)致了如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等重要部件故障、損壞，人員傷亡等嚴(yán)重事件。目前，外來物損傷的事件較多，其原因也林林總總，通過分析發(fā)現(xiàn)，外來物損傷是導(dǎo)致災(zāi)難性航空失效事件的最大潛在地面原因。

1998～2008年，某航空當(dāng)局統(tǒng)計(jì)報(bào)告有116起外來物損傷事件，這些事件通常發(fā)生在各大機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的最繁忙時(shí)段。其中9起發(fā)生在機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪，12起發(fā)生在滑行道，另外的則發(fā)生在飛機(jī)推出階段。這其中包括輪胎扎傷、發(fā)動(dòng)機(jī)吸入外來物受損等。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，80%的外來物損傷未對(duì)飛機(jī)操作造成影響，但當(dāng)其發(fā)生時(shí)，最典型的后果就是復(fù)飛和起飛中斷。

2 外來物損傷分析

2.1 外來物損傷定義

外來物損傷即包括各類碎片在內(nèi)的物品，具有導(dǎo)致任何交通工具或系統(tǒng)損傷的潛在風(fēng)險(xiǎn)。換言之，即在飛機(jī)內(nèi)部或周圍，出現(xiàn)的不是飛機(jī)運(yùn)行所需的任何物品。外來物在尺寸上千差萬別，可能導(dǎo)致設(shè)備或人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。外來物主要指能對(duì)機(jī)場(chǎng)、人員、設(shè)備造成嚴(yán)重危害的物品。實(shí)際上，最嚴(yán)重的外來物損傷事件包括人員的受傷或死亡，很多發(fā)生在飛機(jī)即將滑出時(shí)，由于人員暴露在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)危險(xiǎn)區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)高速尾流吹起外來物，最終導(dǎo)致附近區(qū)域工作的人員傷害。

外來物通常可分為兩類：軟性和硬質(zhì)，軟性物質(zhì)的損傷主要來自諸如鳥類、冰塊和塑料質(zhì)品，其可能導(dǎo)致渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的變形。如金屬部件，混凝土、石塊的硬質(zhì)物品則可能導(dǎo)致如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片前、后緣的

斷裂。

2.2 外來物的來源和位置

2.2.1 外來物的來源。外來物有多種類型，并以多種形式出現(xiàn)，它們會(huì)給工作者，特別是機(jī)場(chǎng)工作的飛機(jī)維修人員帶來許多困難。許多外來物在材質(zhì)、色彩及尺寸上都有所不同。通常，有四種基本的外來物：金屬、石頭、鳥類及其他。超過60%以上外來物為金屬材質(zhì)，18%的外來物為橡膠材質(zhì)。

發(fā)動(dòng)機(jī)外來物損傷事件研究發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)本身部件為發(fā)動(dòng)機(jī)外來物損傷的主要來源。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)這些部件主要是發(fā)動(dòng)機(jī)反推組件、折流門及門組件銷釘?shù)龋湔嫉搅怂型鈦砦锏?3%。另外，機(jī)場(chǎng)的建筑活動(dòng)也是外來物的主要來源。冬季天氣環(huán)境原因，機(jī)場(chǎng)內(nèi)的外來物更易出現(xiàn)，主要是機(jī)場(chǎng)道面年久可能凍結(jié)，出現(xiàn)裂紋并最終破裂。大風(fēng)天氣，風(fēng)會(huì)帶來如沙子、紙屑、塑料袋等外來物品。

2.2.2 外來物位置。通過對(duì)收集的外來物尺寸、重量、類型、位置及每個(gè)外來物的圖片分析研究發(fā)現(xiàn)，大約55%的外來物位于飛機(jī)停放區(qū)域、30%的外來物位于滑行道、15%的外來物位于跑道。

2.3 外來物常見損傷

在航空業(yè)，外來物導(dǎo)致了許多災(zāi)難性的問題，其中最多的就是飛機(jī)部件的損壞，按損傷大小可分為兩類：小的損壞和大的損壞。小的損壞如飛機(jī)蒙皮表面凹坑，大的損壞如操作舵面故障、飛控系統(tǒng)卡阻、電氣短路及發(fā)動(dòng)機(jī)故障等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，11%的外來物會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)輪胎和發(fā)動(dòng)機(jī)的損傷。這些損傷會(huì)直接或間接增加運(yùn)行成本。

2.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)損傷。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)極易吸入外來物。吸入的外來物可能為軟性、也可能為硬質(zhì)，其形狀、尺寸不盡相同。一旦與轉(zhuǎn)子葉片、靜子葉片和其他發(fā)動(dòng)機(jī)部件撞擊的話，會(huì)使部件強(qiáng)度降低，從而造成嚴(yán)重問題。另外，吸入的硬質(zhì)物品會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件損傷，造成壓氣機(jī)前級(jí)振動(dòng)和喘振。研究表明，外來物是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件損傷的主要原因，一些嚴(yán)重的外來物損傷甚至造成了發(fā)動(dòng)機(jī)的更換。

1999～2008年，某航空當(dāng)局統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)44%的鳥擊損傷事件使得發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部、外部造成損傷，內(nèi)部損傷由于無法通過肉眼發(fā)現(xiàn)，可能造成更為嚴(yán)重的影響。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的外來物損傷根據(jù)嚴(yán)重程度可分為如下四類：（1）輕度損傷：只需進(jìn)行葉片打磨；（2）中度損傷：?jiǎn)渭?jí)壓氣機(jī)需更換葉片；（3）嚴(yán)重?fù)p傷：只需單級(jí)更換葉片；（4）重度損傷：除需更換葉片外，還需修理發(fā)動(dòng)機(jī)其他受損部位。

2.3.2 輪胎損傷。飛機(jī)輪胎的損傷通常是由于外來物扎入。最壞可能導(dǎo)致爆胎，發(fā)生無法意料嚴(yán)重后果，甚至人員死亡。外來物還可能造成前起落架、主起落架胎面脫離，如果發(fā)生在起飛和著陸階段，胎面脫離物會(huì)造成機(jī)身、機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、壓氣機(jī)等部位的損傷。

通常，外來物造成輪胎損傷有兩種：一種是輪胎已能明顯看見被外來物損傷需馬上更換；另一種是外來物嵌入輪胎，但檢查時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致輪胎故障翻新。

2.3.3 機(jī)體損傷。最易被外來物損傷的部位包括機(jī)身、機(jī)頭、雷達(dá)罩和風(fēng)擋。機(jī)翼損傷會(huì)造成蒙皮凹坑或翼梁的嚴(yán)重故障，在許多外來物損傷案例中，這些損傷會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)氣動(dòng)外形的改變，并使得飛機(jī)操縱困難和振動(dòng)。

在一些案例中，外來物會(huì)穿過風(fēng)擋并造成對(duì)飛行人員的傷害。大約13%的鳥擊事件會(huì)導(dǎo)致風(fēng)擋的嚴(yán)重?fù)p傷，為避免這種情況的發(fā)生，飛機(jī)制造廠家加強(qiáng)了風(fēng)擋的強(qiáng)度和耐久性。增壓區(qū)域的外來物刺入會(huì)導(dǎo)致快速失壓。座艙增壓的主要目的是為了確保機(jī)組和旅客的安全和舒適，飛機(jī)高空失壓會(huì)導(dǎo)致機(jī)組和旅客處于缺氧狀態(tài)，從而導(dǎo)致氣壓傷和減壓病等高空疾病。如果外來物擊中機(jī)頭雷達(dá)罩，還可能導(dǎo)致飛機(jī)雷達(dá)系統(tǒng)故障。

3 外來物損傷風(fēng)險(xiǎn)防控

外來物損傷風(fēng)險(xiǎn)的防控主要是為了降低機(jī)場(chǎng)及飛機(jī)維修區(qū)域外來物損傷的發(fā)生幾率，預(yù)防外來物損傷的發(fā)生，提升航空安全水平。目前，絕大多數(shù)機(jī)場(chǎng)和航空營(yíng)運(yùn)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到外來物損傷風(fēng)險(xiǎn)防控的重要性，外來物損傷風(fēng)險(xiǎn)防控得以成功的關(guān)鍵是頂層管理者的支持。

外來物損傷風(fēng)險(xiǎn)防控可以通過建立程序，構(gòu)建SMS安全管理體系來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)防控體系能幫助建立風(fēng)險(xiǎn)防控目標(biāo)，具備正確的態(tài)度及良好的安全文化氛圍。

外來物風(fēng)險(xiǎn)防控方法主要有以下三種：

3.1 建立外來物風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)控制

3.1.1 外來物敏感區(qū)。外來物敏感區(qū)域基于維修和其他存在外來物風(fēng)險(xiǎn)的工作進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，該區(qū)域并不能完全有效控制外來物風(fēng)險(xiǎn)。外來物敏感區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)重要風(fēng)險(xiǎn)因素，即風(fēng)險(xiǎn)的可能性和嚴(yán)重性。敏感區(qū)較少產(chǎn)生外來物，外來物風(fēng)險(xiǎn)不高，無需在該區(qū)域采取控制措施。

3.1.2 外來物識(shí)別區(qū)。盡管該區(qū)域外來物損傷飛機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)較低，但仍需重視，因?yàn)閾p傷可能變得很嚴(yán)重且干擾飛行操縱，甚至造成維修人員的傷害。該區(qū)域分為兩個(gè)部分：非作業(yè)區(qū)和作業(yè)區(qū)。在非作業(yè)區(qū)，無需進(jìn)行標(biāo)識(shí)，但在作業(yè)區(qū)，則需張貼提醒標(biāo)識(shí)，所有工具都應(yīng)根據(jù)其用途進(jìn)行適當(dāng)標(biāo)記。在該區(qū)域，秩序保持和“離開前清理”規(guī)定應(yīng)強(qiáng)制執(zhí)行。

3.1.3 外來物控制區(qū)。該區(qū)域外來物損傷的風(fēng)險(xiǎn)非常大。其通常發(fā)生在飛機(jī)組裝和主要部件連接操作過程。該區(qū)域必須以紅色進(jìn)行清晰標(biāo)識(shí)并且在地面設(shè)置白色的條紋帶，也可以采用隔離帶和其他經(jīng)批準(zhǔn)的標(biāo)記標(biāo)識(shí)該區(qū)域。另外，秩序保持和“離開前清理”規(guī)定必須遵守，所有維修人員必須使用單位提供的工具。飲料、食物及電子香煙只能在指定區(qū)域使用。任何進(jìn)入該區(qū)域人員都必須經(jīng)過外來物檢查或由專業(yè)人員陪同進(jìn)入。該區(qū)域所有工作人員必須著裝標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁佩戴首飾。

3.1.4 外來物關(guān)鍵區(qū)。該區(qū)域涉及飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和其他重要部件的分解和組裝，直接面對(duì)外來物損傷，因此可能造成飛機(jī)操縱性能的故障和惡化。在該區(qū)域，必須嚴(yán)格遵守“離開前清理”規(guī)定，除水以外，任何食物和飲料禁止帶入。另外，防外來物的相應(yīng)堵頭、堵蓋等應(yīng)置于打開管路、電氣插頭、開口處。與控制區(qū)相同，所有出入點(diǎn)都應(yīng)受控，并應(yīng)有明確目視標(biāo)識(shí)。私人工具禁止帶入，丟失工具必須報(bào)告并采取相應(yīng)措施。

3.2 提升外來物風(fēng)險(xiǎn)防控意識(shí)

外來物損傷防控的好壞與員工的認(rèn)識(shí)、理解程度有很大關(guān)系。為讓員工更好地認(rèn)識(shí)、理解外來物防控，應(yīng)讓相關(guān)要求在工作區(qū)域隨處可見。典型的做法就是在工作區(qū)域通過宣傳、可視設(shè)備等方式，讓員工隨時(shí)、隨地認(rèn)識(shí)到外來物的風(fēng)險(xiǎn)。

可視宣傳的方式必須易讀、易懂。在工作區(qū)域，可采用懸掛橫幅和張貼海報(bào)的方式。橫幅、海報(bào)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有創(chuàng)造性，以便吸引員工注意力。橫幅在尺寸和信息上不盡相同，一般長(zhǎng)期安裝于機(jī)庫或員工進(jìn)出必經(jīng)地，除了橫幅，海報(bào)也可以讓員工持續(xù)保持對(duì)FOD威脅的

警惕。

除了目視宣傳，組織溝通也可以識(shí)別出潛在的外來物風(fēng)險(xiǎn)并及時(shí)采取措施予以消除。外來物風(fēng)險(xiǎn)防控研討，發(fā)布通告，案例研究，通過郵件、網(wǎng)站公布各類外來物風(fēng)險(xiǎn)防控信息等都是組織溝通的方式。另外，與其他機(jī)場(chǎng)、公司等分享外來物風(fēng)險(xiǎn)防控相關(guān)信息也是一種積極的溝通方式。

3.3 實(shí)施機(jī)場(chǎng)外來物風(fēng)險(xiǎn)防控措施

對(duì)機(jī)場(chǎng)、通航運(yùn)營(yíng)人及其他管理人員來說，建立外來物風(fēng)險(xiǎn)防控程序，采取風(fēng)險(xiǎn)防控措施非常重要。維修、飛機(jī)勤務(wù)及其他人員都應(yīng)清楚外來物損傷的風(fēng)險(xiǎn)。外來物風(fēng)險(xiǎn)防控程序必須考慮到機(jī)場(chǎng)所有作業(yè)活動(dòng)。

飛機(jī)維修過程中，所有備件，如螺帽、螺桿、墊片和保險(xiǎn)絲都應(yīng)恰當(dāng)管控和處理。同樣，修理過程使用的手持工具也應(yīng)恰當(dāng)?shù)墓芾怼Ｋ芯S修工作結(jié)束后，上述所有物品都應(yīng)仔細(xì)檢查并放回原位。另外，他們還必須放入適當(dāng)?shù)墓ぞ呦湟苑纴G失。為方便所有備件和工具控制，可以使用帶嵌入槽式的工具放置托板以便定位并實(shí)施形跡化管理，同時(shí)還應(yīng)使用檢查清單。

大多數(shù)外來物發(fā)現(xiàn)于停機(jī)坪、勤務(wù)道面、行李區(qū)等，這些區(qū)域都進(jìn)行過飛機(jī)勤務(wù)活動(dòng)。為避免外來物造成的風(fēng)險(xiǎn)，機(jī)場(chǎng)必須配備專門清潔該類區(qū)域的人員，為減少行李區(qū)域外來物數(shù)量，行李每次裝卸過程必須嚴(yán)格進(jìn)行檢查。另外，機(jī)場(chǎng)還需建立程序檢查地面勤務(wù)設(shè)備以防其產(chǎn)生外來物。

機(jī)場(chǎng)其他外來物來源于瀝青和混凝土道面的鋪筑，為有效防范鋪筑過程產(chǎn)生外來物，必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和外來物損傷風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)管。在大風(fēng)天氣，如塑料、貨物包裝帶等物品容易隨風(fēng)吹起，從而產(chǎn)生貨物區(qū)的外來物風(fēng)險(xiǎn)。在貨物區(qū)，可在適當(dāng)區(qū)域通過設(shè)置隔離欄等方式防范外來物。

4 結(jié)語

盡管外來物防范措施并不能讓機(jī)場(chǎng)和維修區(qū)域絕對(duì)消除外來物損傷風(fēng)險(xiǎn)，但其發(fā)生幾率卻可以得到有效降低。為有效識(shí)別重大外來物風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)主動(dòng)進(jìn)行外來物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。這些評(píng)估包括風(fēng)險(xiǎn)類型識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)、風(fēng)險(xiǎn)可能性及風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性評(píng)估等。通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并建立相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，緩解、降低外來物風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，不斷提高航空安全水平。

參考文獻(xiàn)

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[3] NASA 2010 FOD Prevention Program（National Aeronautics and Space Administration）[S].

[4] FAA 1996 Debris Hazards at Civil Airports（U.S Department of Transport）[S].

作者簡(jiǎn)介：程榮（1976-），男，四川三臺(tái)人，中國民用航空飛行學(xué)院廣漢分院安監(jiān)科長(zhǎng)，工程師，研究方向：航空安全管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）