民機延程運行計劃維修要求的制定

孫鐵源 孫見忠

摘要：主制造商需要為具備延程運行（ETOPS）能力的飛機制定符合延程運行要求的維修大綱（MRBR）。為確保飛機交付客戶后能夠達到并保持延程運行所必需的性能和可靠性.MSG-3分析需要結合所申請級別的ETOPS能力開展。基于新研飛機常規運行系統MSG-3分析邏輯決斷流程，重點從ETOPS關鍵MSI選擇、ETOPS功能失效影響分析、失效影響類別判定等方面，說明ETOPS系統計劃維修要求的制定過程。

關鍵詞：延程運行；MSG-3分析：關鍵維修項目；失效影響類別；計劃維修和檢查要求

0 引言

延程運行[1]（ETOPS）一般應用于跨洋飛行或者偏遠的內陸飛行，允許飛機在距離機場更遠的地方規劃航線，擴大了雙發及雙發以上飛機的運行范圍，使航線的規劃更為靈活，航線距離得以縮短。

飛機主制造商主要依據國際規范ATA MSG-3 Rev.2015.1[2]為新研飛機制定系統和動力裝置初始最低計劃維修和檢查要求（SMR）[3]。

國產單通道干線客機和雙通道遠程寬體客機都將申請獲得不小于120分鐘延程運行型號設計批準。ETOPS運行對于飛機系統的安全性以及維修性提出了更高的要求。本文將結合ETOPS運行特點及SMR編制過程，進行ETOPS運行下MSG-3分析過程的解讀。

1 分析原則

ETOPS運行下的MSG-3分析基礎是ETOPS關鍵系統清單，主制造商一般在計劃維修要求制定政策和程序手冊（PPH）中以附錄形式給出，與ETOPS適航審定過程中其他支持性材料一起，為工作組（WG）評審MSG-3分析提供依據。

如果通過MSG-3分析確定的任務類型、任務數量或任務間隔與ETOPS和NON-ETOPS運行有差異，則應該在分析過程中分別控制并分別填寫分析表格。SMR對僅適用于ETOPS運行的任務進行了單獨適用性說明，否則SMR中的計劃維修任務同時適用于ETOPS和NON-ETOPS運行。

2 分析流程

結合常規運行飛機系統/動力裝置MSG-3分析流程[4]和ETOPS運行適航審定過程，ETOPS運行系統SMR制定過程采用的分析流程如圖1所示。3分析對象的選擇及描述

ETOPS關鍵系統[5]是指包括動力系統在內的飛機系統，當其失效或發生故障時會危及延程運行安全，或危及飛機在延程運行改航時的持續安全飛行和著陸，因此ETOPS對飛機安全至關重要。ETOPS根據是否與飛機的發動機數量相關又分為I類和II類延程運行關鍵系統。

ETOPS運行下分析對象的選擇，主要基于ETOPS關鍵系統清單確定ETOPS關鍵MSI。如果待分析MSI的某個功能與ETOPS關鍵系統相關或屬于ETOPS運行相關的功能（如預防改航或備降發生，或改航備降發生后保證飛行安全運行的功能），則視為ETOPS關鍵MSI。如果是ETOPS關鍵MSI，應在MSI選擇表中進行備注。保守起見，如果確定分析對象時有爭議，可先按ETOPS關鍵MSI進行分析并備注，在上層分析中再確認。

ETOPS關鍵MSI設計特征及功能描述除應該包括縮略語、系統分解、設計概述、功能描述、指示、與其他MSI接口、簡化維修的設計、部件規范、IBIT、CBIT、PBIT、分析假設、設計更改、參考文件和原理圖、實物安裝圖等信息外，還必須增加ETOPS運行相關設計特征的描述，包括但不限于ETOPS構型下部件、功能、設計準則等的詳細說明，同時增加該分析覆蓋ETOPS運行的聲明。

在系統組成及可靠性數據描述中，必須列出主制造商為滿足所申請級別ETOPS運行要求而進行增強或改進設計以提高可靠性的ETOPS構型下相關系統或部件的可靠性數據。

4 上層分析

4.1 功能失效分析

ETOPS關鍵MSI中并不是所有功能都是為滿足ETOPS運行而設計的。因此，為滿足飛機交付后進行ETOPS運行的安全性、運行性和經濟性要求，以及充分考慮飛機研制中構型控制、設計更改和需求管理與追溯等方面的因素，必須無遺漏地識別出所有ETOPS運行相關的功能、功能失效、失效影響和失效原因，并進行標識。

將ETOPS運行功能按如下層級進行細化：

a.該功能是為減少改航備降的發生進行設計；

b.該功能是為了在發生改航備降時保障改航備降運行的安全而設計。

分析中只考慮ETOPS運行的功能失效（若存在）和失效影響（更嚴格）。

4.2 失效影響類別判定

失效影響類別決斷流程如圖2所示，在ETOPS運行和NON-ETOPS運行條件下，失效影響類別會有不同。下面結合工程經驗，重點描述ETOPS運行失效影響類別判定標準。

Ql針對ETOPS運行，需要重點關注執行ETOPS運行時飛行機組正常職責中是否增加了航前駕駛艙檢查項目。

Q2針對ETOPS運行，需要考慮單點失效引起改航備降是否會在改航備降期間產生安全性影響，同時需要結合發動機獲取的ETOPS能力進行判斷。

Q3針對ETOPS運行，需要結合典型改航場景如單發IFSD（CCAR-121.561）等事件引起的改航等，同步考慮單發高度的飛機運行條件限制，包括溫度、高度、空氣濕度等影響。分析中尤其需要注意，為滿足ETOPS運行要求按照CCAR-121.725條要求設計的時限系統的隱蔽功能失效事件，如貨艙滅火系統和氧氣系統等。在ETOPS改航情況下某些對時間有依賴性的失效場景嚴酷度將增加。因此，在涉及8類隱蔽安全性判定工作中，必須考慮在所申請級別（如120分鐘）ETOPS改航時間情況下，由嚴酷度增加所造成的各種失效影響。

Q4針對ETOPS運行，功能失效引起改航視為有運行性影響；MMEL中存在ETOPS運行限制視為有運行性影響。分析中基于FCOM，確認在ETOPS改航時間內，因操作程序或飛行條件以及備降機場不熟悉等因素，機組工作負擔是否增加。

5 下層分析

5.1 維修任務確定

ETOPS運行與常規運行相比，計劃維修任務類型確定過程無差異，依然遵循適用性和有效性原則。分析中重點關注因失效影響類別判定不同可能新增的維修任務，如圖3所示。

對于常規運行影響類別7類轉化為ETOPS運行6類，任務選擇過程無影響。

對于常規運行影響類別9類轉化為ETOPS運行8類，將新增任務。

5.2 間隔確定

同一條維修任務，ETOPS運行時任務間隔可能需要調整。尤其是為滿足所申請級別ETOPS運行要求，ETOPS構型下對某些子系統或部件進行了增強或改進設計以提高可靠性，其可靠性指標如MTBF和MTBUR值可能發生變化。如果任務間隔不同，用任務適用性予以區分，對只適用ETOPS運行任務進行明確標識。

6 結論

從飛機主制造商的角度，對制定ETOPS運行計劃維修要求的過程進行詳細解讀，可以確保應用MSG-3分析方法建立覆蓋延程運行要求SMR的全面性和有效性。在制定滿足CCAR-121.719條ETOPS運行維修方案中，除應包含SMR中的計劃維修任務外，主制造商和運營人也需要依據適航規章要求進行其他附加維修要求的制定，如延程運行放行前維護檢查（PDSC）等。

參考文獻

[1]AC-121-FS-2012-009R1延程運行和極地運行[S].

[2] ATAMSG-3 0perator/ManufacturerScheduled Maintenance Volume l FixedWing Aircraft[M].WASHINGTON， DC：AirTransport Association ofAmerica， Inc.2015.1.

[3] AC-91-26航空器計劃維修要求的編制[S].

[4]孫鐵源.系統MSG-3分析的工程化應用及數據需求[J].航空研究，2016專刊，193-195.

[5] CCAR-121R4大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規則[S].