楊霄　陳亞隆

【摘 要】航空器的可靠性數(shù)據(jù)成為了各航空公司保障飛行安全、降低維修成本的主要依據(jù)。航空公司迫切需要一套工程管理系統(tǒng)，可以通過系統(tǒng)收集相關(guān)數(shù)據(jù)并全面分析發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)。在這種形勢下，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)信息進行全面分析處理的機隊管理就應(yīng)運而生了。

【關(guān)鍵詞】維修思想；可靠性數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫；維修成本；性能參數(shù)；試車參數(shù)；振動值；警戒值

1 機隊管理的由來

20世紀80年代后期，民用航空器的維修思想已由MSG-2變?yōu)镸SG-3，后者摒棄了以既定的維修方式對航空器進行各級維修的概念，它的主要思想是通過分析航空器的使用可靠性水平，制定相應(yīng)的維修級別。它在考慮了相同型號的不同機型的維修差異性的同時，特別強調(diào)了對發(fā)動機數(shù)據(jù)的收集和分析。航空器的可靠性數(shù)據(jù)成為了各航空公司保障飛行安全，降低維修成本的主要依據(jù)。

2 機隊管理的實質(zhì)

機隊管理是建立在現(xiàn)代維修理論基礎(chǔ)上的信息科學(xué)管理。充分利用先進的發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)、性能評估軟件、視情維修的各種手段，并對試車數(shù)據(jù)資源加以充分的利用。收集各種有價值的信息并建立數(shù)據(jù)庫。通過對這些數(shù)據(jù)資源的全面分析，根據(jù)營運人的實際情況制定出相應(yīng)的發(fā)動機參數(shù)的警戒值。并且根據(jù)數(shù)據(jù)判斷發(fā)動機所處的狀態(tài)，及時下發(fā)安全裕度不夠的發(fā)動機以保證飛行安全。對于拆換下來的發(fā)動機根據(jù)其狀況制定合理的維修工作范圍，維修級別，恢復(fù)發(fā)動機出廠時的可靠性，并且對發(fā)動機的維修成本進行優(yōu)化。

3 機隊管理的意義

飛行安全和營運成本的降低已經(jīng)成為各個航空公司努力追求的目標。而作為飛機心臟的發(fā)動機更是在保證飛行安全和降低營運成本方面起著重要的作用。按照美國普惠公司的觀點，在總的營運成本中與發(fā)動機相關(guān)的有飛機間接營運成本、燃油費用和發(fā)動機維修成本，它們分別占航空公司總運營成本的14%、11%、2%。

3.1 飛機間接營運成本

飛機間接營運成本包括發(fā)動機空中停車、航班取消和延誤、空中返航和其他與發(fā)動機相關(guān)的事件的費用。據(jù)普惠公司統(tǒng)計每次發(fā)動機空中停車大致會給航空公司帶來37萬美元的損失，每次航班延誤或取消帶來的損失為6.5萬美元。

3.2 燃油費用

燃油成本既和發(fā)動機性能相關(guān)也和飛機性能相關(guān)。例如可能是發(fā)動機部件性能退化和系統(tǒng)故障造成燃油消耗增加，也可能是飛機部件的配平?jīng)]有做好，機身臟阻力太大造成的。

3.3 發(fā)動機的維修成本

主要由維修航材的費用、工時費用、外委修理成本和限壽件費用構(gòu)成。其中維修航材的成本占到80%以上。發(fā)動機的維修成本可以看作是發(fā)動機返廠成本和發(fā)動機返廠率的乘積。

以上三項與發(fā)動機相關(guān)的營運成本占到航空公司總運營成本的27%，如能對航空公司的發(fā)動機進行科學(xué)的管理和正確的維護可以減少空中停車、返航、延誤和取消，提高發(fā)動機的使用可靠性，降低返廠率，保持持續(xù)適航能力，避免備發(fā)緊張。這必然會改善航空公司的飛行安全并且降低航空公司的運營成本，會給航空公司帶來巨大的經(jīng)濟效益。

4 信息的來源和進行機隊

4.1 管理的途徑

如圖1所示，機隊管理所需的信息有七個方面的來源。這里我們以普惠公司的PW4000系列發(fā)動機為例來進行分析。

4.2 在翼狀態(tài)監(jiān)視

對于PW4000系列發(fā)動機，我們利用普惠公司的ECM II（現(xiàn)已提升為EHM）軟件對在翼發(fā)動機進行監(jiān)控。該軟件主要是對EGT， FF， N1， N2等發(fā)動機性能參數(shù)進行監(jiān)視。正確地使用這個軟件可以使我們盡快地發(fā)現(xiàn)整個機隊性能變化趨勢或系統(tǒng)的故障。航空公司應(yīng)對這些數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的分析，從而得到自己機隊的性能變化趨勢、健康狀態(tài)和確定參數(shù)的警戒值。例如我們可以根據(jù)壓縮歷史報告近似地算出發(fā)動機EGT裕度的衰減率，從而估計下發(fā)的時間。但是在正常衰退情況下EGT裕度的衰減率是不斷減小的。我們?nèi)绻捎脡嚎s歷史報告的方法來計算產(chǎn)生的結(jié)果并不準確，采用分階段計算估計下發(fā)時間可以更符合實際。如果發(fā)現(xiàn)機隊中某一發(fā)動機的性能變化趨勢與整個機隊的變化趨勢有明顯的差異，那么很可能就是這臺發(fā)動機的某部件發(fā)生了故障或者是飛機的指示系統(tǒng)出現(xiàn)了問題。

使用所有可能得到的信息來對機隊中的發(fā)動機進行加權(quán)排隊，即將發(fā)動機按性能從最壞到最好進行排序。然后我們根據(jù)整個機隊的營運情況對排名靠前的幾臺發(fā)動機安排及時地維修。這樣我們可以提高發(fā)動機的使用可靠性，提高備發(fā)利用率。它也克服用EGT指數(shù)排序只反映氣動和熱力性能情況的不足。

4.3 航線和基地維護

需要對航線和基地報告的有偏差的發(fā)動機進行監(jiān)控。這些偏差主要是由電子部件、飛行員報告和航線與基地維護人員報告的偏差。依據(jù)滑油消耗量的變化、滑油油樣的性能參數(shù)與微量金屬元素的分析結(jié)果和振動值的監(jiān)測等發(fā)動機數(shù)據(jù)，然后結(jié)合發(fā)動機在維護工作中孔探檢查的發(fā)現(xiàn)綜合判斷發(fā)動機的狀態(tài)。密切注意這些和偏差有關(guān)系的數(shù)據(jù)并且在采取適當?shù)拇胧┲耙恢北３謱Πl(fā)動機的監(jiān)控。

4.4 目視檢查

通過目視檢查以及孔探、無損探傷檢查等，維修決策人可以利用檢查的結(jié)果來做出是否換發(fā)的決定，也可以利用這些信息來制定發(fā)動機合理的維修工作范圍。

4.5 發(fā)動機使用時間

對每一個發(fā)動機機隊建立發(fā)動機使用時間跟蹤觀察表。其中包括發(fā)動機單元體、限壽件的自新使用時間.SN/CSN）、翻修后的使用時間（TSO/CSO）、自上次修后時間（TSR/CSR）。營運人根據(jù)這些信息，再依據(jù)發(fā)動機各個單元體、限壽件給定的軟時限和硬時限，結(jié)合各個單元體的工作狀況合理地制定出發(fā)動機的維修工作范圍。這樣既可以提高發(fā)動機的可靠性也可以對發(fā)動機的維修成本進行優(yōu)化。

4.6 試車數(shù)據(jù)

收集所有發(fā)動機修后的試車參數(shù)，進行單元體性能分析，判斷單元體的狀態(tài)，并建立試車臺發(fā)動機單元體性能參數(shù)數(shù)據(jù)庫。比如利用普惠公司的MAPNET軟件。利用MAPNET可以了解單元體的效率和流通能力。因此我們依據(jù)試車數(shù)據(jù)建立自己的數(shù)據(jù)庫，并在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上建立自己機隊的基線，利用發(fā)動機性能的匹配關(guān)系來對發(fā)動機的狀態(tài)進行分析。將進行修理和大修的發(fā)動機的數(shù)據(jù)進行分類，建立車間修理的基線。通過對修后發(fā)動機的性能參數(shù)數(shù)據(jù)與基線進行對比，來評估發(fā)動機的修理質(zhì)量。為裝機后的發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控的初始狀態(tài)評估和下次車間修理性能恢復(fù)提供依據(jù)。

4.7 服務(wù)通告管理

對服務(wù)通告的內(nèi)容進行評估，以確定是與安全相關(guān)的還是其他方面的，實施服務(wù)通告的收益是否大于投人。對實施每一項服務(wù)通告的費用建立數(shù)據(jù)庫。

4.8 歷史記錄

建立發(fā)動機的歷史故障數(shù)據(jù)庫。為全面評估發(fā)動機的狀況和排除潛在的系統(tǒng)故障提供幫助。

有了以上關(guān)于發(fā)動機的信息資料，我們可以對這些信息進行綜合全面的評估以確定最佳下發(fā)時間，提高在翼發(fā)動機的使用可靠性，降低空中停車率，降低航空公司的間接營運成本。同樣我們也可以對下發(fā)進廠的發(fā)動機的信息進行全面的分析，從而制定出合理的維修工作范圍。在恢復(fù)發(fā)動機可靠性的同時也使維修成本降低。

5 機隊管理實施的結(jié)果

廣州飛機維修工程有限公司（GAMECO）通過開展機隊管理工作后，不僅在發(fā)動機的工程技術(shù)管理上取得了明顯的進步，而且使南航發(fā)動機機隊的可靠性水平得到了很大的提高。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在1995至1999年間機隊管理小組共發(fā)現(xiàn)一百余條發(fā)動機的系統(tǒng)故障，比以前同期發(fā)現(xiàn)的故障數(shù)提高了一倍。大量事故在進一步惡化之前就被根除了。由于發(fā)現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)異常而采取相應(yīng)的措施，有效防止了7次發(fā)動機空中停車的發(fā)生，使南航的PW4000系列發(fā)動機的空中停車率由1995年的0.023降低到1999年的0.0056，發(fā)動機的使用可靠性水平得到了提高。

通過對發(fā)動機試車數(shù)據(jù)的開發(fā)應(yīng)用和對發(fā)動機維修工作范圍進行評估，結(jié)合發(fā)動機組裝標準在車間修理工作中的應(yīng)用，使發(fā)動機的修理質(zhì)量有了較大的提高。例如，PW4001）系列發(fā)動機的一號軸承漏油和HPT第一級葉片燒蝕等引起較高換發(fā)率的故障得到了解決。修后的主要性能參數(shù)EGT裕度有了明顯的提高。發(fā)動機大修平均EGT裕度從1995年的13.20提高到1999年的22.3500。

由上可見開展積極的機隊管理工作對航空公司提高發(fā)動機可靠性，保證飛行安全，降低間接營運成本，提高維修質(zhì)量起到了顯著的作用。

6 機隊管理的發(fā)展

隨著技術(shù)的發(fā)展，新型航空發(fā)動機廣泛采用了先進的全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng)（FADEC），并且機載的維護計算機的功能和種類也不斷地完善和增多，使得現(xiàn)代飛機可監(jiān)控的參數(shù)不斷增加，有了更為方便的維護信息選取終端。隨著遠程監(jiān)控的實現(xiàn)，機載數(shù)據(jù)通過空地數(shù)據(jù)傳輸鏈，及時和迅速地傳給地面。這樣就使得維修人員可以得到飛機飛行的實時數(shù)據(jù)，可以迅速地利用這些信息分析發(fā)動機的狀態(tài)，對發(fā)動機故障提前做好維修準備。航空公司應(yīng)當利用不斷增多的可監(jiān)控參數(shù)進一步完善自己的機隊的各種基線、警戒值。這樣可以對一發(fā)動機的工作狀況有更為精確的了解。這就要求我們進一步完善機隊管理工作，使我們可以處理分析更多的信息，更為準確地分析發(fā)動機的性能。隨著信息的不斷增多，要求機隊管理工作更加全面完整地運用各種信息。為了作出最佳維修的決策，機隊管理小組還應(yīng)當對各個方面的信息進行統(tǒng)觀全局的考慮和分析。

隨著這個全新的發(fā)動機管理力一式的發(fā)展，國內(nèi)民航發(fā)動機維修將從被動式維修過渡到主動式維修。

【參考文獻】

[1]ENGINE FLEET MANAGEMENT Pratt&Whitney，1998[Z].

[2]PW4000-94 INCH FAN DIAMETER ENGINE MAINTENANCE PLANNING GUIDE Pratt&WHiteny 1999[Z].

[3]倪繼良.發(fā)動機群科學(xué)管理[Z].民航發(fā)動機使用可靠性研究，2000.

[4]Rob Wylie. Robert Orehard. Michael Halasz： IDS： Improving Aireralt Fleet Maintenance[Z].

[責任編輯：湯靜]