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给飞机看病

2009-12-02高鹏举

航空知识 2009年3期
关键词:航空器大纲波音

高鹏举

飞机也要看病?当你看到这篇文章的标题,你可能会在心里嘀咕。是的!飞机也要“看病”,而且必须“看病”,有没有病都得“看病”!飞机在其一生的使用寿命里需要天天看“医生”,而且还会定期进“手术室”,只有这样飞机才能健康地运行和使用,才能保证将旅客平安地送到目的地。

飞机维修的定义和目的

飞机维修的定义在民航总局颁布的CCAR-129部规章中明确指出:为确保飞机的持续适航性实施的任务,包括翻修、检查、换件、排故、修理和改装的实施等任何一项工作或其组合。我们就可以发现飞机维修的目标——就是为了保证飞机的持续适航性能。

那么在这里又出现了一个新的名词:“适航”,这个“适航”又是什么呢?适航是适航性的简称,是航空器的一种属性专用词,严格的定义是“该航空器包括其部件及子系统整体性能和操纵特性在预期运行环境和使用限制下的安全性和物理完整性的一种品质”。这是出于为了维护公众利益的航空立法需要而引入的。飞机诞生时并没有这个词。在人类航空史早期,航空事故很多,公众要求政府禁止不安全的航空器上天飞行,所以这个词是和政府机构对航空器安全性的控制和管理有密切联系的。由此而产生的适航标准是国家法规的一部分,必须严格执行。航空器的适航分为两类:初始适航和持续适航,初始适航是由飞机设计单位和制造单位保证的,而持续适航则是由飞机的使用单位和维修单位来保证的。从此我们可以看出,一架设计、生产合格的飞机,它的适航性能主要表现在持续适航方面,所以,飞机的维修主要就是为了保证飞机的持续适航的,在飞机使用方面显得非常重要,这是要伴随飞机的一生。

飞机维修思想、理论的演变

从飞机问世之日起,航空器的维修理念经历了一系列的变化。早期的飞机结构简单,系统复杂程度不高,起落架不能收放,没有大量使用甚至没有电子电气部件,还没有襟翼、扰流板等辅助操纵面。因此,飞机的故障大多同零部件的机械磨损和材料疲劳有关,因而故障的发生往往同使用时间密切相连。由此,人们建立了“磨损是时间的函数”这一概念,形成了“以预防为主”的维修理论,表现为“单一定时”的维修模式。维修的主要责任就是找到合适的维修(更换)时限,以防止航空器在使用中发生故障。维修人员为了飞机不带故障飞行,力求把故障消灭在地面,从而投入大量人力和财力,不断地缩小维修时间间隔,大量地更换、报废飞机附件。所有这些维修活动遵循的是“任何故障都可能直接影响安全”、“多做工作可以预防故障”的理念。然而,这样做在保证了飞行安全的同时也带来了高额维修费用和长时间的飞机停场。这是一种以定期全面翻修为主的预防维修思想或定时维修理论,这样的维修理念对飞机的使用者——航空公司带来很大的经济损失,“翻修期控制”直到现代维修理念确定之后,才逐步退出历史舞台。而其合理部分作为一种维修方式——“定时方式”保存下来。我国早期在使用苏制飞机时一直采用此种维修理念作指导。

后来,人们在长期的维修活动中积累了丰富的统计资料,对零部件的磨损,故障的发生规律有了更深刻的认识。而且飞机的设计思想也得到了发展,在这种情况下,以“可靠性”为主的维修理论应运而生,国际上普遍采用了“用可靠性方法控制的维修”。该理论体系和管理方法,体现了以安全、可靠、经济为目标的维修理念,代表了当代先进的维修思想。这种理念是建立在综合分析航空器可靠性的基础上,根据不同零部件的不同故障模式和后果,而采用不同维修方式和维修制度的科学维修理念。它的实质,就是采用最经济有效的维修,对航空器的可靠性实施最优控制。

飞机维修的依据

1972年美国总统尼克松访华后,我国民航飞机开始大批量引进欧美生产的大型喷气式客机,我们的维修也从“苏联模式”转变到了“欧美模式”。因此,我们在飞机维修时主要的依据就是工程手册、维修大纲(MRBR)、维修计划数据文件(MPD)、适航指令(AD)、服务通告(SB)、服务函件(SL)、工程指令(EO)以及各种维护用手册等等。

工程手册是航空器营运人自身的法规性文件,属于营运人的营运规范的一部分,是将维修与工程方面的专业管理制度、部门和岗位责任制度、管理标准三方面内容汇集到一起,建立起一套维修与工程问题的处理原则、标准、程序和方法。在航空器整体服役期间必须得到连续完整的贯彻实施。

我们在这里要着重介绍一下飞机维修的主要依据之一——维修大纲(MRBR)。维修大纲指的是航空器在型号合格审定前,在适航当局(我国的适航当局就是中国民用航空总局CAAC)主持下,由航空器和发动机制造厂家以及该型号航空器的首批用户(航空公司或军方)组成的工作组一起制定的航空器维修计划建议文件,是在航空器型号合格审定时作为型号合格审定的重要组成部分。后面的所有维修方案几乎都是基于飞机维修大纲制定的。比如,飞机各种维护手册、维修方案、工卡、以及划分出的维修级别等等。当然这样一套体系也是花了很长时间才慢慢整理出来的,直到今天这些飞机维护大纲仍然在不停地作调整,而这一切的基础是全球用户的使用经验和血的教训。

早在1960年,美国联合航空公司首先提出“我们懂得飞机维修基本理论吗?”和“我们懂得为什么要做所做的事吗?”两个问题。1960年,美国联邦航空局与航空公司双方的代表组成一个工作小组,对可靠性与拆修间隔期之间的关系进行研究,在1961年11月7日颁布了《联邦航空局/航空工业可靠性大纲》。1964年12月美国联邦航空局发出AC-120—17通报,“允许使用单位在制定自己的维修控制上有最大的灵活性。”1966年7月,美国航空运输协会成立一个维修指导小组(MSG)。该小组由适航当局、航空器、发动机制造厂和航空公司的一些专家组成,专门研究各型航空器的维修指导思想和制定预防维修大纲的方法,并于1968年7月编写出MSG-1手册:“维修的鉴定与大纲的制订”,用于制定波音747飞机预防性维修大纲。这是以可靠性为中心的维修理论实际应用的第一次尝试,并获得了成功。例如:对747飞机每2万飞行小时所做的结构检查只需6.6万人工时,而按照传统方法,对于一架并不复杂的DC-8飞机,进行同样的结构检查需要400万工时,相差60倍。1970年3月形成MSG-2手册:“航空公司/制造公司的维修大纲制定书”,用于制定洛克希德L-101 1和道格拉斯DC-10飞机的初始维修大纲,同样获得成功。按传统的维修大纲,需要对DC-8飞机的339个部件进行定时拆换修理,而基于MSG-2的DC-10飞机维修大纲中只有7个这样的部件,甚至发动

机也不属于定时拆换的部件了。这样不仅大大节省了劳动力和降低了器材备件的费用,而且使备用发动机库存量减少了50%以上,而且,这种费用的减少是在不降低航空器可靠性的前提下达到的。1978年,美国国防部委托联合航空公司在MSG-2的基础上研究提出维修大纲制定方法,由此,诺兰与希普合著的《以可靠性为中心的维修》出版了。在此书中正式推出了一种新方法——以可靠性为中心的维修,简称RCM,这使以可靠性为中心的维修理论又向前迈进了一大步,从此人们把制定预防维修大纲的逻辑决断分析方法统称为RCM。1980年西方民航界吸收了RCM法的优点,将“MSG-2”修改为“MSG-3”,RCM方法应用于军用飞机与民用飞机及其他行业。

接下来就是依托维护大纲制定的维修方案了。维修方案是规定具体型号的航空器的运行全过程中的一整套维修工作的具有指导性的基本技术文件。但这个维修方案往往是客户化的,即航空公司必须根据使用飞机型号的维修大纲,结合自己的机队规模、航线结构、维修能力、使用经验,制定本公司的维修方案。在维修方案中规定的维修工作必须满足维修大纲的要求,只能超出维修大纲的要求,不能低于它。航空器在使用过程中,适航部门根据该型号航空器使用中的问题,以适航指令(AD)的形式,对影响安全的因素规定纠正措施,这些纠正措施必须反映在维修方案中。适航指令是要求飞机使用者必须在规定时间内完成的检查工作或改装工作,是强制性的,否则,该航空器将会不适航而不能被核准飞行。2007年8月20日上午,台湾中华航空公司B-18616号波音737-800型飞机执行CI-120航班,在日本那霸机场落地后,在停机坪发生了起火爆炸的意外事故,飞机报废。事故原因立刻被调查出来——位于右发吊架外侧的5号前缘缝翼(波音737NG的前缘缝翼共8块,编号规则是从左至右依次为1、2、3、4一直到8,5号缝翼的位置就在右发吊架外侧)主滑轨的伸出下止动块的固定螺栓松脱,在收回缝翼后脱落的螺栓将机翼油箱前壁板刺穿,导致燃油外漏,燃油接触到仍旧很烫的发动机尾喷管后着火。8月28日,美国联邦航空局(FAA)下发了紧急的适航指令AD2007—18-52要求全球的波音737NG系列用户检查机翼前缘缝翼的主滑轨下止动块安装螺杆的状态,中国民航总局在同日也颁发出紧急适航指令CAD2007-B737,10(中国颁发的适航指令简写就是CAD),要求所有航空公司在20天之内必须完成对波音737-600、-700、-800、-900系列飞机的主缝翼滑轨组件的检查及相关工作,并要求此后飞机每飞行3000个飞行循环就要重复一次检查,国内有近300架波音飞机需要进行上述检查。各航空公司立刻依据此适航指令颁发了工程指令(EO)并下发到维修部门实施作业。在机库停场大修的飞机结合在定检中完成,执行航班的飞机则结合在每日航后检查中完成。

制定维修方案是一项复杂的系统工程,独立地制定维修方案往往超出了航空公司维修工程部门的能力。因此,航空器制造厂会向航空公司提供一份维修计划文件(MPD),它是一种推荐性的技术文件,可以作为航空公司最初的维修方案使用。然后航空公司再根据实际情况更改。主要是负责工程的人员用,用来编制自己公司的维护计划。MPD是航空器制造厂家提供的飞机维修中各个检查项目的检查间隔,项目分类的一个文件。正常情况下各个公司会以MPD为主要参考依据。有了MPD,各航空公司就可以根据自己情况制定飞机维修的间隔和工作包内容了。

综上,我们可以总结出制定维修方案的依据有以下4个方面:适航当局批准的维修大纲、制造厂推荐的维修计划文件、适航当局颁发的适航指令、本单位的实际情况和使用经验。

除此之外,我们还依靠各种维修手册对飞机进行维修,它们是:飞机维护手册,这是飞机和发动机制造厂所提供的维护手册,内容包括维护安装在飞机中的全部系统和功能部件的说明。主要包括零件目录图解手册、系统图解手册、线路图手册、标准线路施工手册、自检手册、故障隔离手册和排故手册、工具设备图解清单等。

飞机维护的种类和级别

在飞机维修计划中,一般将维修工作分为航线维护和定期维护。航线维护包含航前、过站、航后等低级别的字母检查。而定期维护包含高级别字母检查和部附件维护。航线维护

航前检查

在每日的第一航班飞行前执行的检查,基本工作是所谓的“绕行飞机一周”的检查。目视检查飞机内外是否有明显的损伤、渗漏、缺件,各种设备是否工作正常。按照实际需要做例行的勤务工作(例如;添加滑油、轮胎气压的检查和勤务、燃油沉淀排放等等),机内清洁工作、起落架安全销的撤除等工作以及发现的故障排故,这些工作都是在停机坪上完成的,然后飞机放行执行正常航班。我记得去年航空知识有一期“猜猜看”栏目,照片是个美军士兵拿了个瓶子在飞机机翼下方接一些液体,那就是在排放燃油中的沉淀。

过站检查

这是在飞机执行每个航班间隙实施的检查(即每个落地到再次起飞的那段时间),主要还是绕飞机一圈,通过目视和触摸检查飞机外观是否有损伤、渗漏、缺件、看轮胎和刹车片磨损情况、有无鸟击、雷击事故的发生、排除飞行员和乘务员反映的故障、发动机滑油量的检查和勤务。

这种检查原则上说是最简单的,可一旦发现故障要处理起来有时还是挺麻烦的。换轮胎、换刹车毂、录像机卡磁带都算小儿科了,工具齐全的情况下大概8-15分钟左右就能换完轮胎,15-20分钟可换完刹车毂(视机型不同而不同),这还不会影响正常航班。可有些故障无法短时间处理的,比如飞机厨房某个烤箱坏了,有的时候一个过站(正常航班平均45~80分钟,也有一个过站间隔三四个小时的)是排除不了的(往往是因为航材备件的问题),但飞机上往往不会只有一个烤箱,因此这种情况下维修人员就会视情允许飞机带着“故障”飞。为什么我要加引号?烤箱坏了是故障没错,但这个故障是不影响飞机安全飞行的——只是没法加热餐食而已。毕竟旅客正常的行程比在天上吃顿热饭重要。而且国内运营的波音或空客飞机上往往不止一个烤箱,这时的操作叫故障的保留,等飞机回来航后检查时再做处理。如果有些会影响飞行安全故障,又无法在过站时间内完成排故,那就只能延误航班了——因为一切都要安全第一,这时在候机大厅的旅客就会听到“乘坐XX航班前往XX地的旅客请注意,我们很抱歉的通知您,因为飞机故障,航班延误,起飞时间另行通知。”这样的广播了。

航后检查

对运营中的飞机,每24小时之内必须执行一次航后检查,或称过夜检查。航后检查包括所有航前、过站项目和其它航

后项目,并按照要求进行机内清洁和机外清洁,排除当前故障以及早些时候保留的故障。完成一些其他的指令性工作——比如前面讲到的紧急适航指令,这些都在指定的有足够维修能力航站完成。这里就包含我前面说的更换坏了的烤箱,其实因为故障已经确认,因此航材往往都准备好了,等飞机一落地就可以更换,只是花的时间较长。除此以外飞机每隔一段时间需要整机洗澡,这是为了除去飞机表面的污物以便恢复飞机空气动力学性能,降低飞机被腐蚀的概率,这种工作往往也安排在航后完成。当然,航空公司为了减少飞机停场,往往将A检的工作同航后结合,这在后面有详述。

定期维护

又称定检、机库维修,主要是以字母来分级,主要包含:A检、B检、C检和D检。

A检的检查间隔时间,各种机型是不同的,例如,波音737为200小时,波音747为450小时,波音767为380小时。除完成航后检查工作,增加了工作的深度和范围。目视检查飞机外部、内部和驾驶舱的缺陷,系统的例行保养,测试电子应急系统。A检为低级检查,可以在指定的航站完成,因此,往往航空公司将A检结合到航后完成,这样减少了飞机停场时间,可以降低维修成本。

B检现在各航空公司及维修点都已将其工作包拆解到A检和C检中。因此,这个序列的检修几乎在现在的维修工作中见不到了,这样做的好处是可以保证飞机安全的情况下减少飞机不必要的停场。

C检的检查间隔时间,也因机型而异,例如,波音737为3200飞行小时,波音747为5000飞行小时,波音767为3000飞行小时。通常C检还规定相应的日历时间,例如波音747为5000飞行小时或18个日历月(以先到为准,即使飞机一直停在那里不飞到了18个月也得做C级检查)。c检除完成A检的所有工作项目,还要彻底地对飞机外部、内部、驾驶舱和发动机作详细检查,耍打开平常很少拆开的口盖、盖板作检查,彻底清洗和润滑,防腐,以及系统的油液勤务、应急系统的测试,并对电子和机械系统进行检查。一般而言C检时间都在一周以上,一个月左右最多,长不过40天。当然这个时间也是根据飞机状态不同而不同,每个字母检是有固定的工作单的,这叫例行工卡,但实际维修中工作者或是飞机的检验员总会发现些其他的故障或缺陷,这时就会专门针对这些故障开出单独的工作单,这叫非例行工卡,最后起决定作用的往往是这些非例行工卡的数量和工作量。

D检工作的间隔时间以飞行小时或日历时限,以先到者为准。不同的机型D检周期也是不同的,例如,波音737为22400飞行小时,波音747为25000飞行小时。对民用航空器来说,D检是最高级别的检修。D检项目包括:结构检查、腐蚀预防和控制、机身及系统扩大范围的检查和测试、客舱更新、改装、外部喷漆、所有A和c检项目、按照需要翻修起落架或发动机等。现在很多的航空器在D检中都同时对系统进行改装,这是最高级别的检修,停场时间也最长(一般都在一个月以上)。C检和D检为高级检查,必须在指定的维修基地完成。

除此之外,还有机载附件车间修理,就是从航空器上拆换下来的独立系统或零部件送到车间进行修理或翻修。比如发动机、起落架、机载航电设备、液压气动元器件等等。飞机有很多零部件是时寿件,它们的服役是有严格时间限制的,不管飞机是否要整机维修,它们到维修时间了就必须更换检查,比如起落架、发动机、安定面配平驱动蜗杆等等。但往往航空公司都会选择在定检中将快到期的时寿件一起修理,也就是说:时寿件可以提前修,不能推后修。

飞机的改装也是维修工作的另一大中心,飞机的改装种类很多,但最有代表性的就是客机改货机。飞机进入老龄后,继续载人飞行将会令运营成本大幅提高,维护成本就占了很大一块,因此将客机改装成货机是可以增加运力,降低运营成本的好办法。而各大飞机维修企业都将飞机客改货视为自己维修能力提高的重要标志。

笔者有幸亲自参与飞机的客改货过程,基本过程如下:首先将飞机能拆的部件都拆下来,此时飞机已经被千斤顶高高地顶起来,然后就是机身应力的卸载,其实前面拆东西也是为了卸载的需要,以防止出现应力集中导致机身破损或变形的事情发生。再往后就是严格按工卡的规定切出大货仓门的切口。加强地板梁,安装新大门的门框组件,加强大货仓门的门框结构并安装9G货舱拦网固定锚座,安装新的大门。更改飞机线路增加大货仓门控制部件,大门操控功能检查。重新机身加载,恢复飞机其它系统。最后就是整机系统仔细测试并试飞,一切正常之后就可以交付客户使用了。整个周期平均在90天左右,当然这个时间随维修单位经验的增加而减少,但至少也要在两个月以上。

但无论是何种检修,作为飞机医生——机务人员都会严格地按章操作,认真遵循民航总局制定的规范,因为这是一项需要极高责任心和耐心的工作,他们的工作很重要,他们的工作很辛苦,他们的队伍很团结,他们的精神很高尚,因为他们心中只有一个信念——确保安全,万无一失。

责任编辑伟翼

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