張海東

摘 要：該論文簡(jiǎn)要介紹了飛行數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用原理及其在飛機(jī)研制、試飛、訓(xùn)練、維護(hù)、及事故調(diào)查中的重要應(yīng)用價(jià)值；重點(diǎn)闡述了飛行數(shù)據(jù)分析在深航維修控制中的實(shí)時(shí)監(jiān)控，非實(shí)時(shí)監(jiān)控，協(xié)助排故中的重要應(yīng)用價(jià)值；并通過對(duì)比實(shí)行飛行數(shù)據(jù)分析和沒有實(shí)行飛行數(shù)據(jù)分析兩年的故障百事率，證明飛行數(shù)據(jù)分析在深航應(yīng)用效果明顯，可以減少故障率，提高排故準(zhǔn)確性、徹底性，進(jìn)而保障公司的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。因此其重要的應(yīng)用價(jià)值對(duì)其它的航空公司都具有重要的借鑒和推廣意義。

關(guān)鍵詞：飛行數(shù)據(jù)分析 監(jiān)控 排故 維修控制

中圖分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（a）-0081-04

飛機(jī)維修是飛行安全的重要保障，因此提高飛機(jī)維修的準(zhǔn)確性和徹底性可以極大的提高公司的安全性和經(jīng)濟(jì)性。飛行數(shù)據(jù)分析基于大量原始、精確的飛行數(shù)據(jù)再結(jié)合具體的飛機(jī)機(jī)型原理知識(shí)，及具體的飛機(jī)維修經(jīng)驗(yàn)，能快速準(zhǔn)確的協(xié)助飛機(jī)維修工程師找到故障根源。

1 飛行數(shù)據(jù)分析的簡(jiǎn)介

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代飛機(jī)航天系統(tǒng)越來越先進(jìn)，自動(dòng)化、科技化程度越來越高，對(duì)飛行數(shù)據(jù)采集的要求也越來越高。飛行數(shù)據(jù)的采集由原來的只能采集高度、速度、航向等數(shù)據(jù)到現(xiàn)在可以采集更多更全面的數(shù)據(jù)：發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、導(dǎo)航參數(shù)、操縱桿及舵面位置、控制面板電門位置及各重要的活門位置信息等。由于這些技術(shù)的極大進(jìn)步，對(duì)于飛行數(shù)據(jù)的的實(shí)時(shí)監(jiān)控和事后分析成為可能。

1.1 典型的飛行數(shù)據(jù)處理設(shè)備

各種信號(hào)源把參數(shù)傳遞給DFDAU，DFDAU把這些數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)、離散信號(hào)全部轉(zhuǎn)換成ARINC 429格式編碼，再送至數(shù)字飛行記錄器（DFDR）或者快速讀寫記錄器（QAR），記錄器再以ARICN747格式記錄到不同的載體上。DFDR有兩大類：磁帶記錄器（UFDR）和固態(tài)記錄器（SSFDR），這兩種形式占中國(guó)民航機(jī)群的90%以上。

1.2 飛行數(shù)據(jù)的空地傳輸

DFDAU把數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)管理組件DMU，它通過尋址報(bào)告系統(tǒng)ACARS由通訊系統(tǒng)（高頻或者甚高頻）傳輸給地面SITA或者ARINC網(wǎng)路，再由航空公司的計(jì)算機(jī)接收。這樣就完成了數(shù)據(jù)的空地傳輸。

1.3 飛行數(shù)據(jù)的譯碼分析

飛行數(shù)據(jù)一旦傳輸?shù)降孛嬗?jì)算機(jī)，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和譯碼，從而輸出曲線圖標(biāo)、數(shù)據(jù)報(bào)表或者事件探測(cè)報(bào)告。這樣即使飛機(jī)還在空中按照既定航線飛行，地面維修人員也能夠?qū)崟r(shí)了解和監(jiān)控飛機(jī)的狀況和故障。

2 飛行數(shù)據(jù)分析的重要應(yīng)用

飛行數(shù)據(jù)分析在飛機(jī)的研制、試飛、訓(xùn)練、維護(hù)及事故調(diào)查中都有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，主要集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）利用飛行數(shù)據(jù)分析可以檢驗(yàn)飛機(jī)的設(shè)計(jì)性能；

（2）利用飛行數(shù)據(jù)分析可以對(duì)飛機(jī)事故進(jìn)行調(diào)查分析；

（3）利用飛行數(shù)據(jù)分析可以輔助評(píng)估飛行訓(xùn)練質(zhì)量和進(jìn)行飛行考核；

（4）利用飛行數(shù)據(jù)分析可以協(xié)助飛機(jī)維修人員對(duì)飛機(jī)進(jìn)行維護(hù)和監(jiān)控。

3 飛行數(shù)據(jù)分析在深圳航空維修控制中的具體應(yīng)用

飛行數(shù)據(jù)分析在深航廣泛應(yīng)用于飛行部安全質(zhì)量監(jiān)查部和維修工程部等部門，分別用于輔助評(píng)估飛行訓(xùn)練質(zhì)量、運(yùn)行品質(zhì)監(jiān)控、飛機(jī)故障實(shí)時(shí)監(jiān)控及故障分析等。尤其是在維修工程部的維修控制中，其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值越來越被重視和其潛力越來越被挖掘。具體在深航維修控制中的應(yīng)用有如下幾個(gè)方面。

3.1 對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的監(jiān)控：監(jiān)控分實(shí)時(shí)監(jiān)控和非實(shí)時(shí)監(jiān)控兩種

實(shí)時(shí)監(jiān)控部分如空客飛機(jī)的AIRMAN實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，ACARS報(bào)文系統(tǒng)等。

AIRMAN系統(tǒng)其全稱是Aircraft Maintenance Analysis，它可以實(shí)時(shí)下傳飛機(jī)的故障、狀態(tài)及關(guān)鍵飛行數(shù)據(jù)至地面飛機(jī)維護(hù)工程師。深航維修控制中心維護(hù)工程師運(yùn)用此系統(tǒng)全天24小時(shí)不間斷監(jiān)控深航A320機(jī)隊(duì)的66架飛機(jī)（截止到2014年9月）。這樣對(duì)于在空中出現(xiàn)的實(shí)時(shí)故障，深航地面維修控制中心可以提前做到心中有數(shù)，便于及時(shí)安排人手，調(diào)配資源，做好預(yù)案，有條不紊的解決飛機(jī)出現(xiàn)的故障，如圖1 AIRMAN實(shí)時(shí)監(jiān)控：

非實(shí)時(shí)監(jiān)控部分，如深航的發(fā)動(dòng)機(jī)性能監(jiān)控平臺(tái)。深航主要通過航后或過站下載QAR數(shù)據(jù)，然后通過譯碼軟件AIRFASE進(jìn)行過濾，把所有異常事件導(dǎo)出到發(fā)動(dòng)機(jī)性能監(jiān)控平臺(tái)，深航維修控制中心的維護(hù)工程師對(duì)所有的異常事件進(jìn)行具體的分析處理。主要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)重要性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣參數(shù)的監(jiān)控，深航走在國(guó)內(nèi)航空公司的前列，其主要原理是根據(jù)波音的737-SL-36-024-A進(jìn)行程序編譯。由于新構(gòu)型的波音飛機(jī)其引氣壓力和引氣溫度等重要參數(shù)都傳給了DFDAU，這為對(duì)其監(jiān)控提供了可能，深航是從注冊(cè)號(hào)B5671之后加裝此構(gòu)型的。如對(duì)引氣壓力參數(shù)的監(jiān)控就是比較實(shí)際的引氣壓力如果超過引氣壓力基準(zhǔn)范圍，不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)就會(huì)觸發(fā)二類三類等級(jí)別的報(bào)警。這樣我們就能夠根據(jù)其具體的報(bào)警級(jí)別，決定是立即排故，還是延后排故；根據(jù)報(bào)警進(jìn)行具體的飛行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)其具體的引氣參數(shù)有針對(duì)性進(jìn)行具體的引氣健康系統(tǒng)測(cè)試，快速找到故障源，做到排故和預(yù)防性維護(hù)兼顧。

發(fā)動(dòng)機(jī)重要性能參數(shù)的監(jiān)控：發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)最重要的系統(tǒng)之一，它為飛機(jī)提供動(dòng)力、氣源、電源等，因此加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控，一直是飛機(jī)維修領(lǐng)域最重要的任務(wù)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)控主要是對(duì)其重要參數(shù)的監(jiān)控，目前深航的AIRFASE軟件主要對(duì)以下一些重要參數(shù)監(jiān)控：N1、N2的振動(dòng)值，滑油壓力，滑油溫度，EGT。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能監(jiān)控的重要意義主要有兩點(diǎn)：一、協(xié)助處理具體的故障：如果這些參數(shù)超過其報(bào)警值，深航的維修控制中心的工程師就會(huì)立即對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的譯碼分析，判斷是瞬時(shí)故障還是真實(shí)故障。二、了解發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能趨勢(shì)，便于工程對(duì)整個(gè)航空公司的機(jī)隊(duì)進(jìn)行梯次管理。由于這種連續(xù)的監(jiān)控，可以了解這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能趨勢(shì)（如EGT裕度），這樣在工程管理中可以做到梯次管理，把性能不好的發(fā)動(dòng)機(jī)分開安裝在不同的飛機(jī)上，提高飛機(jī)的安全性。

3.2 協(xié)助排除故障

飛行數(shù)據(jù)分析在協(xié)助排除一些瞬時(shí)、疑難故障時(shí)往往能發(fā)揮其獨(dú)特作用，可以提供一些重要的線索，從而抽絲撥繭根據(jù)系統(tǒng)原理或者排故手冊(cè)迅速排除故障，如深航利用AIRFASE等譯碼軟件先進(jìn)行譯碼然后再進(jìn)行詳細(xì)的飛行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)了一些重要故障線索，最終協(xié)助排除相關(guān)故障。

（1）空調(diào)系統(tǒng)故障舉例：深航B2692 （B737NG）飛機(jī)某一天下降過程中，機(jī)組反映左組件燈亮，按照QRH檢查單處置，關(guān)閉左組件，后續(xù)高度3900～2400 m時(shí)，高度警告響，機(jī)組快速下降，正常落地。整個(gè)故障從現(xiàn)象上分析怎么都看不明白，僅僅是單組件故障不可能導(dǎo)致客艙座艙高度急劇上升，接近釋壓。而且航后測(cè)試ZTC計(jì)算機(jī)也沒有代碼，開空調(diào)驗(yàn)證也沒有再現(xiàn)出故障。后來對(duì)整個(gè)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，再進(jìn)行飛行數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)整個(gè)飛行航段右空調(diào)組件沒有打開，左空調(diào)組件一直處于高流量位，具體可見圖3。

最后排故證實(shí)故障是因右組件活門存在卡阻導(dǎo)致的。飛行過程中右組件活門沒有打開，導(dǎo)致左組件處于單組件自動(dòng)高流量狀態(tài)，空中左組件突然故障（不管是左組件空調(diào)性能本身不好，還是全稱高流量負(fù)載太大導(dǎo)致），機(jī)組執(zhí)行檢查單關(guān)閉左組件，從而導(dǎo)致左右組件同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，飛機(jī)沒有氣源增壓座艙，座艙高度很快上升最終導(dǎo)致座艙高度警告報(bào)警。因此使用飛行數(shù)據(jù)分析既還原了整個(gè)故障持續(xù)的全過程，又提供了重要線索排除了故障。

（2）電子系統(tǒng)故障舉例：深航B5361某一天機(jī)組反映起飛階段出現(xiàn)白色A/T LIMIT信息。CDU顯示垂直導(dǎo)航斷開，部分信息顯示空白，重置自動(dòng)油門后正常。根據(jù)故障現(xiàn)象判斷為FMC的性能計(jì)算功能失效導(dǎo)致FMC無法正常計(jì)算N1 LIMIT，導(dǎo)致故障發(fā)生。FMC性能計(jì)算數(shù)據(jù)的信號(hào)源很多，且飛機(jī)沒有有效的排故線索跟蹤。在更換了FMC、DEU、ADIRU之后故障依舊，造成無準(zhǔn)確排故方向。后續(xù)的譯碼分析，確認(rèn)有空中TAT指示混亂的情況，如圖4。

最終，此故障在更換了TAT探頭后得到徹底排除，借助于飛行數(shù)據(jù)分析排除了一次重復(fù)疑難故障。

（3）發(fā)動(dòng)機(jī)故障舉例：深航B5106 （B737NG）某一天接到GE遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的CNR報(bào)告，其右發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油壓力突然上升，滑油溫度基本穩(wěn)定。因?yàn)榛蛪毫κ前l(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)重要參數(shù)，如果滑油系統(tǒng)出現(xiàn)異常很可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車。于是我們仔細(xì)查看了這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油壓力趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)確實(shí)存在突變，如圖5。

借助于AIRFASE軟件進(jìn)行譯碼和飛行數(shù)據(jù)分析：滑油壓力峰值96PSI，出現(xiàn)在N1值84%，N2值96%；比對(duì)了一下當(dāng)日四個(gè)飛行航段的滑油壓力情況，第一航段基本正常，第二航段滑油壓力60多PSI，第三航段70多PSI，最后一段達(dá)到96PSI，滑油壓力有逐漸上升趨勢(shì)。

通過上述的飛行數(shù)據(jù)分析，判斷滑油壓力真實(shí)的可能性高，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)滑油供油管路因高溫容易產(chǎn)生積碳情況，造成供油路狹窄，滑油壓力上升。最后排故結(jié)果發(fā)現(xiàn)供油管路存在嚴(yán)重積碳，更換供油管路后排除故障。又一次借助于飛行數(shù)據(jù)分析排除了重要系統(tǒng)故障。

4 飛行數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用效果

飛行數(shù)據(jù)分析在深航維修控制中既可以對(duì)飛機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和非實(shí)時(shí)監(jiān)控，提前發(fā)現(xiàn)故障，做到預(yù)防性維護(hù)；又可以協(xié)助排除重復(fù)疑難和重要系統(tǒng)排故，提高排故的徹底性；因此飛行數(shù)據(jù)分析在深航維修控制中取得了豐碩的成果，大幅降低了整個(gè)深航空客飛機(jī)和波音飛機(jī)的故障百時(shí)率，具體數(shù)據(jù)可見深航提供的2010年和2013年每月故障百時(shí)率數(shù)據(jù)趨勢(shì)。

5 結(jié)論

深航高度重視數(shù)據(jù)分析在維修控制中的應(yīng)用和挖掘。通過AIRMAN軟件，ACARS報(bào)文系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，這樣可以對(duì)故障做到提前發(fā)現(xiàn)，提前準(zhǔn)備，快速排除，提高排故效率，減少延誤時(shí)間；通過對(duì)一些重要系統(tǒng)的重要參數(shù)設(shè)定報(bào)警值，對(duì)這些重要系統(tǒng)進(jìn)行非實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控其故障、性能及趨勢(shì)。這樣既可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障排除故障，又可以根據(jù)重要系統(tǒng)部件的性能趨勢(shì)做到梯次管理，提高飛機(jī)安全裕度；利用AIRFASE軟件對(duì)具體故障進(jìn)行譯碼和飛行數(shù)據(jù)分析，找出有用的故障線索，快速、準(zhǔn)確、高效的排除故障。所有這些應(yīng)用對(duì)其他航空公司都具有重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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