淺析波音777-300ER 飛機配平空氣管路修理與維護成本控制

■ 肖曉暉/北京飛機維修工程有限公司

0 引言

近期某航司發生三起波音777-300ER 飛機公務艙后部噪聲大、壁板溫度高故障，嚴重影響旅客舒適度，導致航班晚點。地面維護人員排查后發現，故障原因是該區域地板下與空調混合管相連的配平空氣管路（TADS）損壞。

1 配平空氣管路原理

波音777-300ER 飛機的空調系統將客艙溫度控制分成若干區域，通過配平空氣管路中高溫高壓的熱空氣調節供給來改變溫度。空氣供給的改變由區域配平活門控制，高溫高壓的熱空氣通過配平空氣管路進行傳輸。一旦空調系統開始工作，配平系統就進行調節，使整個配平空氣管路中充滿高溫高壓的空氣，時刻為客艙環境溫度的調整提供保障。

配平空氣管路位于前貨艙后部壁板內（見圖1），位于公務艙后下部。每架飛機裝有8 根配平空氣管路，呈樹狀結構分布。本次故障的原因是管路接口破裂脫開（見圖2），導致從空調配平活門流過的熱空氣外漏，充滿整個混合總管外部區域；受熱傳遞影響，整個區域相鄰的客艙地板和兩側壁板溫度升高，直至客艙溫度過高影響旅客。

圖1 配平空氣管路位置

圖2 配平空氣管路破損

2 配平空氣管路的可靠性分析

2.1 配平空氣管路結構可靠性分析

查詢更換件信息，涉及的管路件號有4 種，分別是214W3220-3065、214W3220-3066、214W3220-3067 和214W3220-3068。通過結構分析，4 種件號的配平空氣管路材質相同，功能原理也一致。如圖2 所示，配平空氣管路由兩部分組成，即帶有隔層保護層的主管路（粗）和配平空氣分配管路（細），后者沒有隔熱層保護，復合材料裸露在外。當配平空氣分配管路承受的環境條件為高于客艙壓力5psi 和最高設計溫度71℃時，一旦出現破損，熱空氣很容易外漏。而配平空氣管路的主管道雖然與配平空氣分配管路處于同一種空氣環境中，但很少出現這種情況。

2.2 配平空氣管路時壽可靠性分析

從2020 年1 月至2023 年1 月的三年時間內，波音777 機隊發生配平空氣管路損壞37 件次。配平空氣管路破損有以下幾種情況：一是經過長時間的高溫，管路材料松脆，出現自然裂紋；二是濕空氣侵襲使管路材料軟化；三是管路處于高壓狀態時，材料一旦有裂紋或變軟就會爆裂；四是配平管路區域屬于高振區域，容易在接口處出現斷層或斷面。

對機隊時壽件可靠性的分析認為，本航司波音777-300ER 機隊的配平空氣管路的平均使用壽命為9 年，首次發生故障的時間一般在4 年機齡時，因此當機隊進入老齡化階段后，采取預防性措施勢在必行。

3 修理維護與成本控制

配平空氣管路破損一般發生在配平空氣分配管路部分，多表現為管口軟化和出現裂紋。在可持續維修方案（CAMP）中需要明確檢查配平空氣管路的條目，定期進行檢查。預防性維護可以在接口區域進行包扎，對接口起到保護作用。如果是臨時性修理，可以在內部加固并進行封膠處理，但該操作過程耗時較長，可靠性未得到確認。從成本角度，上述方法比更換新件具有顯著價格優勢，但從可靠性角度，對修理材料進行升級的意義更為重大。為兼顧成本與可靠性，波音公司針對配平空氣分配管路損壞的修理給出了永久解決方案，如圖3 所示。目前，該方案還未進行實際裝機驗證，新材料能否長時間承受管道設計的壓力和溫度有待修理完成后的可靠性驗證。該方案將配平空氣分配管路的輕質復合材料改為鋁質金屬復合材料，大大降低了維護成本，每根管路的修理費用約為2000 元（每根新件的購買均價為8000 美元）。從可靠性來看，鋁質金屬復合材料能更加有效地抗高溫、高壓，抵御濕度和高振動帶來的不良結果。經過技術評估，該永久解決方案對飛機的重量、平衡、結構強度、性能、動力操作、飛行特性和其他適航性能的影響很有限，能夠保證適航性，具有前瞻性意義。

圖3 波音公司提供的修理方案

4 結語

配平空氣分配管路的永久解決方案能夠從可靠性和成本兩個維度解決波音777-300ER 飛機機隊配平空氣管路破損疑難問題，保證飛機空調系統正常工作，使出行旅客擁有更加穩定舒適的空中環境，保障航班正常運行。