民用飞机氧气系统MSG-3分析研究

蔡 坤

（上海飞机设计研究院 环控氧气系统设计研究部，中国 上海201210）

0 引言

当民用飞机在高空失压时，氧气系统对于保证飞机上乘客的生命安全起着非常重要的作用， 对飞机运行的安全性有着十分重要的影响。通过MSG-3 的方法对民用飞机氧气系统进行分析，制定合理的预定维修任务，可以满足航空公司对于安全性、可靠性和经济性的要求。因此，对氧气系统进行MSG-3 分析是非常必要的，这可以为航空公司提供可靠的维修方案，保证飞机的正常飞行、保证乘客的安全，并降低飞行航班的延误率。

1 民用飞机氧气系统介绍

典型的民用飞机氧气系统主要包括下列子系统： 机组氧气系统、旅客氧气系统、便携式氧气设备。

机组氧气系统可在座舱失压、有烟雾和着火时为驾驶舱机组成员提供应急用氧，并可为提高夜航视力或消除疲劳提供补充用氧。

旅客氧气系统在座舱失压或需要时为旅客及乘务员提供呼吸用氧气。

便携式氧气设备由防护呼吸装置（PBE）和便携式氧气瓶组件组成。 防护呼吸装置可在机上灭火排烟时为使用者提供防护呼吸用氧；便携式氧气瓶组件可为个别旅客提供医疗急救用氧以及在座舱失压时为乘务员提供应急机动呼吸用氧。

2 MSG-3 介绍

2.1 MSG 的产生过程

MSG-3 又称“航空公司/制造厂维修大纲制定文件”，是针对维修工作的分析逻辑[1]。

1968 年，几家航空公司的代表编写了《应用决断图表制订维修大纲的逻辑分析方法》，即MSG-1 的基本框架。

1970 年，MSG-2《航空公司/制造厂维修大纲计划文件》发表，美国联邦航空局把MSG-2 作为制订新飞机维修大纲的指导性文件。

1979 年，美国航空运输协会（ATA）对MSG-2 进行了评审，针对MSG-2 进行了改进和补充，在这个背景下产生了MSG-3。

2.2 MSG-3 应用介绍

MSG-3 是制订民用运输类飞机维修大纲的指导性文件。 按照新的咨询通告CAAC 的AC-121AA-02R1 和FAA 的AC121-22A 的要求，应将最新MSG 逻辑程序应用在新飞机的维修大纲制订中。MSG-3被广泛运用于制订新型飞机和/或发动机的初始预定维修任务和间隔，保证飞机的固有安全性和可靠性水平，以及为固有可靠性差的项目实施设计改进提供必要的信息，并降低维修费用。

图1 MSG-3 逻辑决断图

MSG-3 主要是通过逻辑决断来制订维修大纲， 综合考虑故障影响类别和维修工作的有效性来选择合理的维修任务。 选择MSG-3 逻辑决断分析的方法能使飞机各个部分系统设备在丧失工作能力之前预先被发现，并指导对潜在的故障进行翻修、换件等处理，保持或恢复良好状态。

3 氧气系统MSG-3 分析

3.1 确定重要维修项目（MSI）

在对项目进行具体的MSG-3 逻辑分析之前， 必须确定飞机的MSI（重要维修项目）。 重要维修项目是指会影响飞机空中或地面安全性、对空勤人员来说具有隐蔽功能、有经济性影响、影响飞机运行性的重要项目[2]。 MSG-3 通过“自上而下”的方法来进行MSI 的选择，直至找出最高可管理层，从而得出MSI。

当下列项目的问题回答只要有一个是肯定答案即可定为MSI 项目：

a）故障影响安全性（地面或空中）吗？

b）在正常职责范围内，故障对空勤人员来说是无法发现或不易察觉的？

c）故障有无重要的运营性影响？

d）故障有无明显的经济性影响？

对氧气系统的三个子系统按照以上四个问题分析， 以子系统-旅客氧气系统为例，可以得出如下答案：当客舱失压时乘客不能得到供氧将导致危险，故影响安全性；旅客氧气系统没有指示，所以对空勤人员来说是不易察觉的；故障影响派遣，故影响运营性；同时，也影响到了经济性。

如果上述项目的四个回答都是否定的， 那么就不需要再进行MSG-3 分析，也不需要进行该项目的更低层次MSI 选择分析工作。

3.2 MSG-3 分析逻辑决断（图1）

3.3 氧气系统的功能故障分析

在MSI 的选择确定后，需对MSI 进行功能、功能故障、故障影响和故障原因的分析。功能、功能故障、故障影响和故障原因的定义如下所示。

a）功能：即一个项目或者系统的正常工作特性；

b）功能故障：指系统功能故障的表现形式，一般包括了功能全部丧失、部分丧失等；

c）故障影响：指功能故障的后果，即系统功能故障对整机、机组或者旅客的影响；

d）故障原因：指功能故障发生的可能原因，需要考虑与故障相关的所有系统或设备。

表1 旅客氧气系统的功能、功能故障、故障影响和故障原因分析

由于氧气系统部件较多，各子系统实现的功能不同，本文以子系统-旅客氧气系统为例，对其功能、功能故障、故障影响和故障原因分析结果如表1 所示。

从表1 可以看出， 对旅客氧气系统的2 个功能及其功能故障、故障影响和可能的故障原因做了详细的分析。

3.4 MSG-3 系统分析逻辑

MSG-3 分析逻辑决断图如图1 所示， 该逻辑决断图分为两层来确定系统维修大纲，两层分别为上层分析和下层分析。

上层分析主要是考虑功能故障和它们的后果，来确定每一个功能的故障影响类别。 下层分析是在上层分析的基础上，考虑故障影响类别、故障原因、以及对每项工作的适用性和有效性来确定合适的维修工作。 上层分析逻辑图如图2 所示。 下层分析逻辑图如图3 所示。

图2 上层分析逻辑图

图3 下层分析逻辑图

每个功能故障和故障原因都要按照逻辑图进行分析，以便对工作的必要性做出判断，如果一个工作是必要的，必须确定该项工作的时间间隔。

MSG-3 的两层分析逻辑如表2 所示。

表2 MSG-3 的两层分析逻辑

3.5 氧气系统上层逻辑分析

对旅客氧气系统2 个功能下的6 个功能故障及其故障影响均按照图2 进行上层分析，对于问题1“功能故障的发生对在履行正常职责的空勤组来说是明显的吗？”，由于旅客氧气系统属于不常使用的设备，属于隐蔽的故障 因此2 个功能下的6 个功能故障对于问题1 的回答均为“否”。 按照流程图转入问题3的回答，对于问题3“一个隐蔽的功能故障和另一个相关的系统或者备用功能的故障之综合对运行安全有直接有害的影响吗？”，也按照上述逻辑图进行分析， 经过分析6 个功能故障影响1A1，1B1，1C1，1D1，1E1，2A1的故障影响类别均为“8 类”，即“隐蔽安全性”。

3.6 氧气系统下层逻辑分析

根据表1 的分析内容， 旅客氧气系统2 个功能下共有10 个故障原因(1A1a、1A1b、1B1a、1C1a、1D1a、1D1b、1E1a、1E1b、2A1a、2A1b)，按照图3 下层分析逻辑流程分别对10 个故障原因来选择维修工作。

表3 旅客氧气系统维修任务

旅客氧气系统按照图3 经过分析后共确定的4 个维修任务如表3 所示，对应的维修间隔可以参考制造商的相关资料来确定。 经过评审后的维修任务可以作为维修大纲的一部分，提供给航空运营人作为维修方案的一部分。

4 结束语

本文运用MSG-3 方法对民用飞机氧气系统进行了维修性分析，并以旅客氧气系统为例展示了分析过程及结果，确定了有效的维修任务， 为氧气系统的维修大纲的制订提供了必要的输入， 充分表明了MSG-3 在制订飞机初始预定维修大纲中的重要作用[3]。 同时，从国内外机型的实践经验来看， 运用MSG-3 分析方法来制订飞机的初始预定维修大纲，可有效地节约维修工作成本，减少维修时间，优化维修方案，提高航空公司的经济效益。

［1］常士基.现代民用航空维修工程管理[M].山西:山西科学技术出版社,2002:47-83.

［2］ATA MSG-3 Operator/Manufacturer Scheduled Maintenance Development[S].Air Transport Association of America, Inc. Revision 2007,1.

［3］《飞机设计手册》总编委会.飞机设计手册21——产品综合保障[M].北京:航空工业出版社,2000:356-359.