陳繼雄

摘 要：通過總結(jié)大量的飛行實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在遭受雷擊之后經(jīng)常會(huì)發(fā)生系統(tǒng)故障。文章主要針對(duì)當(dāng)前雷擊后飛機(jī)長時(shí)間多系統(tǒng)故障的相關(guān)性進(jìn)行分析，希望給大家一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；系統(tǒng)故障；相關(guān)性

1 概述

B-XXXX飛機(jī)在2013-7-24日，?？磕硻C(jī)場(chǎng)118號(hào)廊橋，被雷擊后，在BOEING等技術(shù)專家支持下完成了排故工作，但該機(jī)此后長達(dá)1年的時(shí)間，連續(xù)發(fā)生多起返航、備降等嚴(yán)重機(jī)械故障。期間，長時(shí)間、多維度、持續(xù)性的數(shù)據(jù)分析證實(shí)了該機(jī)后續(xù)發(fā)生的故障跟2013年的雷擊具備強(qiáng)相關(guān)性，為該機(jī)的系統(tǒng)故障排除提供了完整、全面的數(shù)據(jù)分析，并獲得成功。本篇文章將以時(shí)間軸為順序，重點(diǎn)闡述數(shù)據(jù)的多維度分析在飛機(jī)系統(tǒng)排故中的有效運(yùn)用，為飛機(jī)的機(jī)隊(duì)管理，為單機(jī)的長時(shí)間大跨度的離散型故障進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析提供樣板，不妥之處，歡迎交流指正。

2 背景材料

2013-7-24，B-XXXX飛機(jī)執(zhí)行MU5840航班，飛機(jī)在地面?？?18號(hào)廊橋，接通118號(hào)橋載地面電源，由于18：30開始雷雨天氣，118廊橋附近出現(xiàn)雷電現(xiàn)象，隨后飛機(jī)斷電，之后電源接不通。

2.1 現(xiàn)場(chǎng)情況

B-XXXX飛機(jī)短停停放118號(hào)廊橋，飛機(jī)短停放行工作已完成，飛機(jī)使用地面橋載電源并整機(jī)通電，APU未啟動(dòng)供電。機(jī)務(wù)在飛機(jī)客艙等待過程中突然發(fā)現(xiàn)機(jī)外強(qiáng)烈的閃電并伴隨巨大的雷聲，飛機(jī)客艙突然斷電，機(jī)務(wù)趕到駕駛艙，發(fā)現(xiàn)駕駛艙地面電源指示燈熄滅，地面電源脫開，立即關(guān)閉了飛機(jī)電瓶電源。

2.2 地面檢查發(fā)現(xiàn)多項(xiàng)故障

（1）飛機(jī)斷電，且無法恢復(fù)地面供電，檢查發(fā)現(xiàn)C811跳開關(guān)跳出，更換BPP。

（2）APU電源無法接上，檢查發(fā)現(xiàn)C6跳開關(guān)跳出，無法復(fù)位。更換APU GCU。

（3）右前風(fēng)擋加溫指示燈“ON”燈不管加溫電門在任何位置，綠色“ON”燈都點(diǎn)亮。更換右前加溫控制組件。

（4）正副駕駛的兩邊VHF只能發(fā)話不能收聽。更換故障的REU。

（5）加油站左主油箱的油量表指示為0，而駕駛油量指示正常。更換故障的左主油箱油量表。

（6）備用磁羅盤誤差較大，為13度。重新校準(zhǔn)備用磁羅盤。

由于飛機(jī)機(jī)身表面沒有雷擊損傷，考慮到故障特殊，完成以上故障處理后，將檢查和排故情況報(bào)告波音，波音建議對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，主要檢查內(nèi)容為：對(duì)地面電源面板及相關(guān)線路進(jìn)行檢查；對(duì)P6/P18板跳開關(guān)進(jìn)行檢查；對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查，至少應(yīng)包括空調(diào)、引氣、液壓、飛控、飛行管理、通訊、自駕、內(nèi)艙燈光、廚房供電、防滯剎車、慣導(dǎo)等系統(tǒng)。

根據(jù)波音的建議，對(duì)B-XXXX飛機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步檢查，完成了大量的工作。

3 雷擊知識(shí)及調(diào)查分析

雷擊是在對(duì)流旺盛的積雨云團(tuán)之間、云團(tuán)內(nèi)部上下或云團(tuán)與地面之間形成強(qiáng)的正負(fù)電荷放電及爆震的天氣現(xiàn)象。

雷擊是電場(chǎng)放電，電場(chǎng)感應(yīng)不能進(jìn)入金屬屏蔽層內(nèi)部，飛機(jī)是金屬薄壁結(jié)構(gòu)，電場(chǎng)只能影響飛機(jī)外部蒙皮等結(jié)構(gòu)，不能進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部。因此，飛機(jī)空中遭受雷擊，一般是外部損傷，因?yàn)槟軗舸┛諝獾碾妷毫恳苍跀?shù)萬伏特至上億伏特，雷電電流平均約為數(shù)萬安培，短時(shí)間如此大的電流通過金屬，會(huì)出現(xiàn)燒蝕，特別是進(jìn)入點(diǎn)和出點(diǎn)（此兩處電阻大），同時(shí)由于瞬間大電流產(chǎn)生磁場(chǎng)巨大，可能對(duì)附近金屬產(chǎn)生磁化，影響導(dǎo)航等設(shè)備（B-XXXX機(jī)身外表檢查未發(fā)現(xiàn)任何燒蝕損傷，判斷未直接遭受雷擊）。

當(dāng)雷擊在設(shè)備設(shè)施或動(dòng)力線路的附近發(fā)生，閃電釋放電荷，也就是雷電落在電力線路上造成的高電壓或雷電落在電力線路附近造成的感應(yīng)高電壓，在電源和數(shù)據(jù)傳輸線路及金屬管道金屬支架上感應(yīng)生成過電壓（雷電浪涌）。即：B-XXXX飛機(jī)，初步判斷為雷電直接擊在地面電源線上產(chǎn)生高電壓或者雷電擊在地面電源附近，地面電源線纜上感應(yīng)出高電壓（雷電浪涌），由于飛機(jī)當(dāng)時(shí)連接地面電源，高電壓進(jìn)入飛機(jī)電源系統(tǒng)造成損傷（據(jù)說發(fā)生在100米范圍內(nèi)的雷擊，浪涌電壓可達(dá)數(shù)千伏，浪涌電流達(dá)數(shù)千安培）。

分析認(rèn)為：根據(jù)本次事故的現(xiàn)象和飛機(jī)系統(tǒng)的故障，分析認(rèn)為雷擊的進(jìn)入點(diǎn)未直接發(fā)生在B-XXXX飛機(jī)機(jī)身上，但通過機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的橋載電源連接饋線，強(qiáng)大的雷電流流向B-XXXX飛機(jī)，飛機(jī)作為導(dǎo)體成為了雷擊放電路徑上一部分，電流經(jīng)機(jī)身各部份后排放到了外部，因此B-XXXX飛機(jī)的確遭遇了雷擊。

分析造成B-XXXX飛機(jī)多個(gè)電源跳開關(guān)跳出的原因是強(qiáng)大的雷電電流電源電路，同時(shí)造成匯流條保護(hù)面板BPP故障，APU GCU故障，飛機(jī)無法供電。同時(shí)電雷電流周圍會(huì)產(chǎn)生的電流磁場(chǎng)，這樣電磁場(chǎng)的沖擊性波動(dòng)會(huì)損壞飛機(jī)機(jī)載設(shè)備，電磁場(chǎng)也會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)部件中的鐵磁材料成為磁性，造成飛機(jī)通訊導(dǎo)航系統(tǒng)故障。這是造成本次事件中B-XXXX飛機(jī)主油箱油量表、加溫控制組件發(fā)生故障，正副駕駛的兩邊VHF不能收聽，REU故障，磁羅盤出現(xiàn)較大的誤差的原因。

4 單機(jī)數(shù)據(jù)及維度對(duì)比

首次在廠家的指導(dǎo)下，完成了全面的排故工作，但在該機(jī)后續(xù)數(shù)月的營運(yùn)中，多次發(fā)生故障，甚至導(dǎo)致了返航、備降等事件的持續(xù)發(fā)生，發(fā)生故障的類型也很分散，沒有規(guī)律，特別是此期間，該機(jī)隊(duì)已經(jīng)采取了重要部件送修OEM的措施后，該機(jī)單機(jī)整機(jī)狀況仍然改善不明顯。為此，長時(shí)間、多維度的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確認(rèn)了該件后續(xù)發(fā)生的故障跟2013年的雷擊有強(qiáng)相關(guān)性，并通過數(shù)據(jù)分析，指導(dǎo)進(jìn)行系統(tǒng)排故。典型分析如下：

圖1為單機(jī)及機(jī)群的發(fā)布情況、年度對(duì)比情況：BXXXX飛機(jī)電子、電氣、電源系統(tǒng)的不正常航班、SDR均在雷擊前后變化顯著。

雷擊前后（2013-7）航班不正常事件單機(jī)數(shù)量前后對(duì)比圖（雷擊前，月均1起不正常航班；雷擊后：月均3.5起不正常航班）如圖2所示。

關(guān)于ATA分布如下（雷擊前，月均1起不正常航班，ATA系統(tǒng)離散、無規(guī)律；雷擊后：月均3.5起不正常航班，ATA主要集中在22、34、24等電子電氣電源系統(tǒng)）如圖3所示。

SDR前后對(duì)比情況（雷擊前，3個(gè)月發(fā)生一起SDR；雷擊后：月均發(fā)生1.4起，上升非常明顯）如見圖4所示。

5 機(jī)隊(duì)數(shù)據(jù)分析

單機(jī)SDR與機(jī)隊(duì)SDR分布如圖5所示。

2014年機(jī)械原因航班不正常分布如圖6所示。

2013-7-24后，機(jī)隊(duì)整體情況分布圖如下（BXXXX均顯著變化）如圖7所示。

6 部件數(shù)據(jù)分析

按照ATA進(jìn)行分類，時(shí)間段：2013-1-1至今，被雷擊后、ATA22、24、34的部件拆換數(shù)據(jù)，并舉例典型部件進(jìn)行佐證。

典型部件，名稱：A/T計(jì)算機(jī)，件號(hào)：755SUE2-4，序號(hào)：6261，雷擊前后對(duì)比情況如圖8所示。

需要強(qiáng)調(diào)的是：已經(jīng)執(zhí)行了14項(xiàng)送OEM修理的要求，修后部件的裝機(jī)情況在其他飛機(jī)上使用情況均在可接受范圍，但BXXXX飛機(jī)除外，且集中體現(xiàn)為電子、電氣、電源系統(tǒng)部件，上述多圖從多個(gè)維度證明了雷擊后依然存在未知故障的相關(guān)性分析。

雷擊后部件送修報(bào)告分析佐證（GCU：PN：948F458-5，SN：TT7735），該件2013年因BXXXX遭雷擊后右發(fā)電源無法接通換下送修，2014-4-6裝于BXXXX（APU GCU），測(cè)試APU供電異常。后分析修理報(bào)告，更換了電容、二極管。此內(nèi)容符合電子電氣件的雷擊特征，且修后該件的固有可靠性將顯著降低。此時(shí)，質(zhì)量管理部直接下令報(bào)廢此部件。

7 排故過程

該機(jī)此后至2014-4-5，仍然存在電源、電氣、電路系統(tǒng)多部件故障高發(fā)，此后的一次排故，拆開AGB1外殼，觀察發(fā)現(xiàn)APU上電吸和AGB1時(shí)，AGB1內(nèi)部跳火嚴(yán)重，判斷為AGB1故障。（在此前，測(cè)試多次均好，后來重新測(cè)了幾次偶有不好，此后，連續(xù)幾十次測(cè)試均好?！侠讚艉蟮奶卣鳌＃?/p>

8 驗(yàn)證故障排除

自2014-4-8后，故障未再反映，并監(jiān)控至2014-6-4均正常。確認(rèn)故障已徹底排除。此后的繼續(xù)監(jiān)控正常。故障排除前后的對(duì)比如圖9所示。

9 排故成功后效果顯示

BXXXX被雷擊后專項(xiàng)工作的開展，自2014-4月排故成功后，至少避免了2起返航、或備降事件，至少避免了5起SDR事件，至少避免了7起航班不正常事件。

關(guān)于數(shù)據(jù)分析，需要工作者熟練掌握各種數(shù)據(jù)分析工具的運(yùn)用，并在實(shí)際工作中，保持高度的職業(yè)敏感性，對(duì)所有存在的可能性進(jìn)行排查，找出其中潛在的相關(guān)性，對(duì)工程部門、對(duì)一線部門提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。

對(duì)該事件分析過程的深度剖析，就是希望能給不同飛機(jī)維修工作者提供一個(gè)思路，隨著機(jī)隊(duì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)的處理及分析將在日常維護(hù)工作中使用更廣泛、更深入。