航空飛行器維修技術及發展

史禮學

（中航西安飛機工業集團股份有限公司，陜西西安 710089）

0 引言

航空飛行器是航空運輸高效運行的重要因素，一旦飛行器產生故障會影響航空運輸的安全性和穩定性。我國現階段采用的維修技術在實際應用的過程中仍然存在一定的局限性，有必要展開更深層次的探究。

1 航空飛行器維修技術分析

1.1 定時維修

在當前航空飛行器維修領域，定時維修是比較常見的維修方式。維修人員需要綜合考慮飛機的使用年限、飛行時間等相關因素確定具體的維修時間，定期組織維修工作，全方位落實潛在故障隱患的排查工作，從源頭上科學預防安全事故的發生。但飛機在飛行階段有著相對復雜的特點，飛行過程始終面臨多種不穩定因素，導致航空飛行器故障的產生有一定的隨機性。定時維修工作存在嚴重的滯后性，無法高效預防潛在的事故隱患。同時，定時維修工作往往進行局部的拆解工作，長此以往勢必影響飛機結構的精密度。尤其是針對發動機，該類設備有相對復雜的結構，若是長久使用定時維修的方式，對其正常的使用年限會造成負面影響。

1.2 視情維修

結合已有的飛行事故案例，不僅包含受到不穩定因素影響的意外故障，還存在著諸多從一個安全隱患逐漸擴大進而爆發的故障。視情維修會在故障產生之前采取一系列的事前控制措施，從根本上降低故障出現的可能性，減少維修成本，為飛機的安全飛行提供充足保障。維修人員應用各種特殊監測儀器，針對線路、設備和零件呈現出的異常工況，及時發出預警信息。技術人員在預警信息的基礎上，針對信號來源和故障具體內容等展開深層次的分析工作，精確定位其中的問題。為技術人員更加高質量地開展針對性的故障維修工作創造良好的條件，以免故障大范圍擴大，對其他正常運行的部位造成負面影響[1]。

近年來，研究人員在視情維修方案的基礎上進一步更新、升級，充分結合可靠性理論優化，制定了全新的航空飛行器維修方案，相對于固有的視情維修具有更高的成熟性和穩定性，得到了大范圍的推廣和應用。

AI 診斷技術、無線傳輸技術等新型技術的提出和完善，從技術層面為航空飛行器電氣系統的故障診斷和巡檢提供了保障。飛機電氣系統在不斷發展的過程中，對高精度微處理器和微型傳感器的應用，進一步加速了其朝著智能化、自動化診斷方向發展的進程。機載控制中心可以在任何狀態下實時動態地了解各項設備的使用情況，明確飛行參數，并參考標準參數進行分析，若發現二者不匹配便第一時間發出警報，向相關人員告知異常工況。

1.3 基于飛機健康管理系統的維修

基于飛機健康管理系統的維修技術是當前航空飛行器維修領域關注度比較高的技術之一，對于現階段的飛機系統設計和應用，飛機故障預測和健康管理技術是其中比較關鍵的內容。飛機健康管理系統的應用能夠實現對于該技術設計情況的全面預測、綜合測試和診斷（圖1）。

圖1 飛機健康管理系統組成

飛機健康管理系統使用當前最先進的傳感器技術，應用相關算法和智能模型，針對飛機當前的工作狀態展開實時的監控、預測、診斷和管理。結合實踐中的應用成效進行分析，不僅能夠動態化地落實對飛機發動機和相關設備的監測工作，還可以從視情維修理論出發，在具體的監測結果和故障判斷的基礎上，自動生成與實際情況相適應的維修方案，合理使用發動機調動系統針對性地開展故障維修工作，確保飛機整體處在平穩運行的狀態。

我國大力發展無線通信技術，正迎來5G 時代，未來的航空飛行器呈現出遠程在線監測發展的趨勢。諸多的航空公司、科研院所開始聯合高校開展對航空飛行器遠程故障診斷的探索，以南京航空航天大學為例，其在研究過程中提出一種遠程診斷發動機故障的技術，并在相關理論的基礎上構建起了相對健全完善的體系結構，同時基于診斷設備網絡化設計提出了協同診斷和專家系統遠程故障診斷的新型技術方案。該方案在應用過程中能夠充分展現網絡數據庫技術和COM（Component Object Model，組件對象模型）技術的優勢和價值，讓知識存儲在Web 服務器中，并展開集中統一的管理工作。

2 航空飛行器維修技術未來發展方向

2.1 基于維修導向的設計

未來航空飛行器維修技術的更新和升級勢必會朝著基于維修導向設計（Design For Maintenance，DMF）的方向發展，在產品設計之初便始終從用戶的基本需求出發，通過對產品壽命周期中所呈現出的特征展開全方位的評價和權衡，促進產品本身測試性、保障性和可靠性的提升，在很大程度上保障產品本身的可維修性，一旦產生故障就可以最大限度降低設備、費用、人力和時間等維修成本的投入。在飛機整個使用期限范圍內都應充分落實維護和修理工作，從問題的根源著手解決涉及到的問題，而不能沿用過去在完成飛機研制后再對其進行改善的維修觀念[2]。

在航空發動機維修工作中展現出了基于維修導向的設計理念，早在開展設計工作時，相關工作人員需要針對其總體方案展開詳細全面的論證工作，明確其維修的普遍性特點。但當發動機設計完成并定型，在飛機上進行裝備后便會導致固有屬性被逐漸凍結，難以在后續使用中對其進行優化改進。近年來，我國已經開始嘗試性地采用基于維修導向的設計方案，在新型號航空發動機研發之初便會安排專門的工程師，針對整機和相關零件展開相應的設計工作，形成全面完善的設計方案，強化落實FMECA（Failure Mode，Effects and Criticality Analysis，故障模式、影響分析和危害性分析）和維修性驗證，在此基礎上制定維修性計劃。為了充分展現出維修控制指標，保障航空發動機設計中體現可維修性，工程師應當結合以往的經驗，科學預測未來可能產生的故障。

2.2 強化過程管理和經濟性控制

過程管理和經濟性控制是當前針對航空飛行器展開維修的重要手段，也是未來著重發展的方向之一。其中，針對維修過程所開展的管理工作主要是合理控制維修費用的支出。飛機和發動機維修工作主要涉及維修技術、生產和質量管理等內容，以下兩方面會影響飛機和發動機維修保障所需的費用：①在航空飛行器維修階段花費在檢測、航材和維修等方面的費用，屬于直接維修費用；②與維修工作密切相關的人力資源、管理和庫存周轉等費用，該類費用屬于間接費用。為了能夠進一步實現航空飛行器維修效率和經濟性的提升，勢必要在原有的基礎上綜合控制直接和間接費用[3]。

結合當前我國民航業發展的實際情況，對航空飛行器所使用的維修技術與西方發達國家相比依然存在一定差距，需要在維修方面額外支出大量費用，未能高質量控制直接維修費用。在民航業重組剛剛告一段落的現階段，內部管理仍面臨諸多挑戰，企業整體的運行效率遲遲無法穩步提升，而在間接維修費用控制方面則始終存在不足，整體存在著巨大的發展潛力。

航空器維修的維修費用控制工作，不應局限在微觀層面，如果僅是把控最優更換和維修間隔，在短期時間內雖然降低維修費用，但無法提升長期維修的經濟性。所以，在設計工作初期就應注重分析維修工作，以獲得最低的全生命周期成本。在開展維修管理工作的過程中，應適當強化對維修質量的優化把控。以往的工作忽視了對維修質量的有效衡量和優化改善，大多將精力放在結構性的維修層面，沒有充分保障維修工作的全面性和實效性。

維修質量的控制措施：①最大限度降低人為操作失誤引發的維修故障，在當前的航空飛行器維修領域，人為操作失誤是客觀存在的，相關工作人員應積極對高風險區域進行分析、總結，避免人為錯誤，并盡可能增強維修過程中的容錯性；②制定維修方案，保障固定檢查點的全面性，在相應位置上張貼醒目的標簽；③實時、動態地記錄維修過程以方便工程師查詢，繼而向維修人員提供正確、專業的指示。

針對維修過程實施管理需要合理把控效率，質量、速度和成本之間有密不可分的聯系，而在現代社會迅速發展的過程中，速度有了更關鍵的作用。以往的航空公司側重從維修價格的角度選擇維修公司，現今則將重點轉移到了維修周轉時間層面。由此可見，未來航空飛行器維修技術的發展應更加注重提升效率[4]。

3 結論

積極探究航空飛行器的維修技術，能夠充分發揮出現代科技的實質性作用，進一步支撐航空飛行器的高質量運行，對于飛機安全性和穩定性的提高有著積極的促進作用。早在設計階段便應考慮維修的相關問題，并持續加大對維修過程的控制力度，采取科學的措施提升其整體的經濟性。