直升机结构修理手册(HSRM)的规范化编制

曲建东

(中国直升机设计研究所 综合保障室，江西 景德镇 333001)



直升机结构修理手册(HSRM)的规范化编制

曲建东

(中国直升机设计研究所 综合保障室，江西 景德镇 333001)

以某民用直升机结构修理手册编制为例，阐述和分析了直升机结构修理手册的结构件确定、结构损伤分类、编制流程和编制要求，可为直升机结构修理手册的规范编制提供方法和参考。

直升机；结构修理手册；规范性

0 引言

直升机结构修理手册(以下称HSRM)是针对使用中结构预期的损坏而提供的修理预案，是需经民航当局批准的持续适航文件之一，与飞行手册(AFM)、适航性限制项目(ALI)、审定维修要求(CMR)、维修审查委员会报告(MRBR)和主最低设备清单(MMEL)等5类持续适航文件具有共同的特点，都影响直升机的持续适航性和飞行安全[1]。HSRM通常不提供在外场维修使用，用于经民航当局审批具有相应维修资质的修理厂。结构修理方案需要大量的结构损伤试验数据提供支撑，相比维修手册(AMM)、图解零件目录(IPC)等持续适航文件，试验数据多，编制周期长。如果缺乏一套系统的编制规范，很难编好HSRM，将给直升机的营运使用带来潜在的安全隐患。因此，如何规范编制HSRM是直升机综合保障专业工程师应该积极认真研究和探讨的问题之一。本文通过借鉴某民用直升机结构修理手册的编制经验,研究出一套HSRM编制流程和规范，用于指导和规范HSRM的编制，对提高直升机营运使用中的飞行安全性具有重要意义。

1 HSRM中结构件的确定

长期以来，手册编制人员对于结构修理手册中的结构件到底涵盖哪些章节存在不同理解。比如，AS350B3(“小松鼠”)型机HSRM中结构修理件包含座椅、舱门、机身结构、安定面(平尾和垂尾)、旋翼、飞行操纵、动力装置(防火墙和整流罩)等系统章节结构零部件[2]； AW139型机HSRM中结构修理件包含舱门、机身结构(座舱、中机身、后机身及尾梁)和平尾[3]；EC135型机HSRM中结构修理件包含天线支座、前机身底部口盖、蒙皮、动力平台、角材、连接带板、尾撑、发动机整流罩及防火墙等结构件[4]；EC225型机HSRM中结构修理件包含驾驶舱门、客舱门、行李舱门、维护口盖、起落架整流罩、前机身、底部结构、上部结构、过渡段、尾段结构、驾驶舱地板、防火墙、进气道、整流罩、APU舱等结构件[5]；AC311型机HSRM中结构修理件包含舱门、机身结构、安定面、整流罩及防火墙等结构件[6]。详见表1所示。

通常大家认为结构修理只是针对52章、53章和55章等结构件。对于结构件的定义，在飞机设计手册第10章第1篇总则中就已经给出了明确的定义，飞机结构通常包括：机身、机翼、尾翼、发动机短舱、起落架、操纵系统及其他系统的结构件[7]。在MSG-3标准(计划维修任务制定标准)第2.4节重要结构项目(SSI)分析中，也给出了结构件的确切定义：Aircraft structure consists of all load carrying members including wings, fuselage, empennage, engine mountings, landing gear, flight control surfaces and related points of attachment[8].意思与飞机设计手册所描述的结构件定义相同。

根据结构件定义，手册编制人员可以确定HSRM所涵盖结构件的初始范围，但还需要依据MSG-3分析得出的主要维护建议(MSM)做进一步的筛选。MSM中给出的系统、结构和区域一般目视检查(GVI)、详细检查(DET)及特殊详细检查(SDI)等检查任务所涉及的所有可修结构件就是筛选后手册最终涵盖的结构件范围。

由于不同直升机的MSG-3分析得出的预防性维修检查任务不同，因此，不同直升机HSRM中就存在不同系统的结构章节。这些结构修理件可以是23章通讯系统某些天线支座，也可以是25章座椅结构、32章起落架、52章舱门、53章机身、55章安定面、56章窗户，甚至是62章主桨叶、64章尾桨叶、67章飞行操纵系统某些支架、71章发动机安装支架、防火墙、进气道和整流罩等等。根据GJB5359-2005飞机结构修理手册编制要求，如果按照ATA2200标准，除52章、53章、55章、56章以外的其他系统章节结构件的修理程序应放置在53章节中。比如，71章防火墙的修理，以53-71-01-01进行编排；如果按S1000D标准，其实编号中间的系统信息码(SNS)与ATA2200编号一致。同样比如71章防火墙的修理，在S1000D中就应以ACXXX-A-53-71-01-00A-664A-A进行编排。无论这些结构修理件分布在哪些系统，它们都具有以下特点：

1) 承受飞行、地面、压力或控制载荷(Ⅲ类结构除外)；

2) 来源于MSG-3分析；

3) 在MSM中存在以下一种或几种检查任务[8]：GVI，DET，SDI；

4) 可修理；

5) 修理费用比更换新件费用小。

表1 国内外直升机HSRM涵盖章节范围表

2 结构件损伤分类

在HSRM中，结构件损伤包括以下3类：

1) 不需要修理的损伤：这类损伤对结构强度和使用寿命没有重要影响，不需要修理，允许继续使用，但需通过目视检查监控其损伤是否发展严重，通常有鼓包、起泡、划痕、划伤、凹坑等损伤模式，无裂纹产生；

2) 需要修理的损伤：这类损伤对结构强度和使用寿命有重要影响，必须通过修理的方法进行加强或恢复其强度能力，例如：裂纹、脱胶、破损、分层、穿孔、断裂、破裂、磨损、变形等损伤模式，即使修理后，仍然需要飞行前检查或定期检查。对于常见损伤模式可以采取不同的检查探测方法，具体见表2。

3) 需要更换新件的损伤：这类损伤存在两种可能：

① 损伤严重以至于无法修理；

② 修理费用大大超过更换新件费用。

与AMM中更换XX件的维修任务不同，AMM中是指更换外场可更换单元(LRU)或内场可更换单元(SRU)，而HSRM中更换的结构件不是LRU和SRU。

3 HSRM编制流程的研究

在HSRM编制中，编制人员往往不知从哪里下手。目前，国内还没有一套系统的HSRM编制流程。因此，研究HSRM编制流程对于规范和提高手册的编制能力很有帮助。在HSRM编制流程中，可以清楚地看出每一步工作所需要的输入和应提供给下一步工作的输出。HSRM编制流程主要包括结构修理件确定、结构分类、结构标识说明、允许的损伤判定以及结构修理程序编写等5个环节，详见图1。

图1 HSRM编制流程图

损伤模式目视检查塞尺检查千分尺检查深度计检查放大镜检查砂纸打磨后检查渗透检查超声波检查裂纹****断裂*磨损****变形**分层***脱胶**穿孔***

4 编制要求

4.1 一般要求

1) HSRM采用ATA2200或S1000D标准进行编制。

2) HSRM主要对预期的结构损伤采取修理预案，依据MSG-3分析得出的GVI、DET及SDI等检查任务涉及的所有可修结构件。

3) HSRM主要由封面、前置材料和正文三部分内容组成(见图2)[9]。

4) HSRM中每个修理项目应给出结构标识及说明、允许的损伤和修理程序三部分内容：

①结构标识及说明：主要包括结构件编号、结构件名称、结构分类代码、材料、厚度、表面防护等信息，根据EP 04-06将结构件分成三类[10]，详见表3。

图2 HSRM组成图

结构类别判定原则常见结构安全性影响Ⅰ类结构当飞行、起飞和着陆期间,结构的任何一部分一旦出现损坏,将直接导致结构毁坏、操纵失控、功率损失和直升机基本安全以及操纵设备或仪表不能正常使用或损坏。例如:主减平台、发动机安装接头、主桨叶、主承力框、梁和主减接头等结构零部件。灾难性的危险的Ⅱ类结构适用于“Ⅰ类结构”定义的所有零件,但有足够的安全系数,并允许较大的强度损失;不在“Ⅰ类结构”定义的零件内,传递载荷,但非主要承力件。例如:座舱罩、主减整流罩、发动机整流罩、上下垂尾和平尾等结构零部件。重大的Ⅲ类结构不传递载荷,通常是维形或是损坏后影响维修与使用的结构零部件。例如:防火墙、维护口盖、检查舱门等结构零部件。轻微的

②允许的损伤：通过强度计算分析和结构损伤试验来确定各结构件允许损伤的临界值：

·损伤的结构件是否可以不必修理而继续使用；

·或必须进行修理；

·或重新更换损伤结构件。

③修理程序：编写纲目与AMM相同，描写完成修理所需的全部程序步骤，可以参考跟产期间有关结构修理问题处理的工程指令(E0)、外场维修使用修理方案和工艺方法。

5) HSRM应提供所有结构修理所使用的材料和紧固件信息。

①材料主要包括非金属和金属材料。非金属材料包括复合材料、胶、漆、涂层、树脂和溶剂等；金属材料包括铝合金面板、挤压型材、不锈钢板、钛合金板等。应给出材料的牌号、标准、厚度、规格和强度值。

②紧固件主要包括螺钉、螺母、螺栓、铆钉等标准件，应给出牌号、规格、标准和强度值。

6) HSRM应给出典型结构修理方法，典型修理适用于多个结构零部件的修理，以减少相同修理程序的多次表达，使得手册更紧凑、更简洁。例如：动力舱整流罩选用相同牌号玻璃布和蜂窝，其设计参数、功能、工艺成型方法都相同，因此，所有动力舱整流罩的修理可以按典型修理进行编写。

7) 结构修理项目的分解应符合结构系统设计构型树的层次关系，通常分解到最小组件为止。

8) HSRM应优先考虑直升机设计图样中规定的材料、紧固件和标准工艺方法。

4.2 编号要求

4.2.1 ATA2200标准编号要求[11]

1) 页号组要求

手册的页码组设置如下：

1～99页码：用于各修理项目中的“结构标识及说明”部分；

101～199页码：用于各修理项目中的“允许的损伤”部分；

201～299页码：用于各修理项目中的“修理程序”部分。

2) 页码要求

结构修理手册三要素编号主要包括章、节和目等三组编号，具体见图3。为了方便手册检索和规

范HSRM的编制，可以对目号进行统一规定，具体见表4。

图3 结构修理手册三要素编号组成

4.2.2 S1000D标准编号要求[12]

1) 编码要求

编码由数字与字母组成，其连接符为“-”，具体分段说明如图4所示。

表4 目号表

图4 编码组成

2) 信息码要求

用于表示数据模块所描述的信息类型，由3位数字组成，信息码的三位编码依次为基本码、二级码及三级码，不同信息码反映不同的信息内容。根据S1000D要求，HSRM中所选用编码为600及660所处段位编码。具体见图5、表5所示。

图5 信息码结构

信息码定义600修理的程序及数据601与修理相关的消耗品清单602与修理相关的耗材清单603与修理相关的备件清单604与修理相关的专用保障设备和工具清单605与修理相关的保障设备和工具清单606与修理相关的软件清单607与修理相关的零件清单660结构修理程序和数据661允许的损伤662临时修理程序663标准修理程序664特殊修理程序665基地维修666材料分类667结构分类

3) 示例说明

以“某民用直升机驾驶员舱门结构的修理”为例来说明HSRM编码的使用，按S1000D编号为：ACXXX-A-52-10-01-00A-664A-D。

4.3 图示要求[13]

ATA2200和S1000D标准都对手册的图示给出规定和要求。很多时候，维修人员首先看的是图，然后才是阅读文字内容。清晰的图示有利于帮助理解修理程序。以下归纳和梳理了一些HSRM编制中应遵循的图示要求，应用示例参见图6、图7。

1) 图示应使用8角整机视图，填充所描述的结构件，方便理解其在直升机上的安装位置；

2) 图示应有图名称、编号和图注；

3) 图中编号采用阿拉伯数字,在本页图面中从右上角开始顺时针布置；

4) 图示中出现多个视图、详图时，各视图或详图应从右上角开始顺时针布置；

5) 图中日常更换件、密封胶、绝缘胶、力矩、电搭接、结构胶、膨胀、收缩、润滑、锁丝等应示出对应机械符号；

6) 图示中不应出现维修项目的设计图号、坐标站位等参数；

7) 结构分类图示时，可采取不同剖面和颜色区别和标识Ⅰ类结构、Ⅱ类结构和Ⅲ类结构；

8) 图示可采用工程设计视图或插入文字辅助说明，有助于对结构修理方案的理解：

9) 整体感要求：整个页面布局疏密均匀，视图比例适中，有美感，看上去很舒服；

10) 厚重感要求：空间感明显，所示项目线形加粗或用不同颜色；

11) 层次感要求：由整机到系统最后到所示维修项目。

图6 HSRM图示示例

4.4 详细要求

1) HSRM修理程序[14]：

①符合操作先后逻辑顺序；

②一个步骤、一个动作；

③采用动宾或动宾加状语结构。

2) HSRM中给出的修理方案需强度校核或试验验证。

3) HSRM中需分解的结构零部件：

图7 HSRM图示示例

①若AMM中有此维修程序，则直接引用AMM中该零部件的分解和组装维修程序；

②若AMM中无此维修程序，则应详细说明其分解和组装程序。

4) HSRM中需拆卸的结构零部件：

①若AMM中有此维修程序，则直接引用AMM中该零部件的拆卸和安装维修程序；

②若AMM中无此维修程序，则应详细说明其拆卸和安装程序。

5) 结构修理方案尽量使用图示。

6) HSRM中应尽量选用通用标准工具和AMM中的专用工具和设备，若需其它专用工具和设备，应说明该专用工具和设备的使用程序。

7) HSRM中修理程序的纲要与AMM一致：

① 概述：简单地说明该结构修理项目的名称、组成和作用；

② 耗材：列表说明结构修理时用到的所有消耗性材料和备件；

③ 设备和工具：说明结构修理项目修理时使用的工具和设备；

④ 准备工作：说明结构修理程序开始前的预先维修工作；

⑤ 修理步骤：详细说明结构修理步骤；

⑥ 结束工作：说明结构修理程序完成后的收尾工作；

⑦ 图示：给出结构修理程序的修理方案图。

5 结 论

本文借鉴某民用直升机结构修理手册的编制经验,研究和探讨了HSRM中的结构件的确定、结构损伤分类以及编制流程和要求。通过应用于某民用直升机HSRM的编制并通过中国民航当局审批，验证了HSRM编制规范的有效性和可行性。本文研究的方法可为今后直升机结构修理手册的编制提供参考。

[1] AC-91-11 航空器的持续适航文件要求[S]. 中国民用航空局飞行标准司，2008，11.

[2] AS350B3 SRM[Z]. EUROCOPTER，1996，11.

[3] AW139 SRM[Z]. AGUSTAWESTLAND， 2009，2.

[4] EC135 SRM[Z]. EUROCOPTER， 2012，3.

[5] EC225 SRM[Z]. EUROCOPTER， 2009，7.

[6] AC311直升机结构修理手册[Z]. 中国直升机设计研究所，2014.

[7] 飞机设计手册 第10册结构设计[M].北京： 航空工业出版社，2000.

[8] MSG-3 计划维修任务分析标准[S].美国航空运输协会，2011.

[9] GJB5359-2005飞机结构修理手册编制要求[S].中国人民解放军总装备部， 2005.

[10] EP04-06 Structural parts and equipment classification[Z]. Eurocopter， 2001.

[11] ATA2200 航空维修资料标准[S]. 美国航空运输协会， 2000.

[12] S1000D 技术出版物国际技术规范[S].美国航空运输协会， 200.

[13] 曲建东，吴建国，汪柳毅，等. 基于8角整机视图的直升机技术出版物图示创作的研究与应用[J].直升机技术 2015(1)：50-54.

[14] 曲建东，曾曼成，朱俊生，等. 直升机维修手册创作流程研究[J]. 直升机技术， 2012(2)：36-41.

Normative Compilation of the Helicopter Structure Repair Manual

QU Jiandong

(China Helicopter Research and Development Institute, ILS department, Jingdezhen 333001, China)

This article just gave an example with the method about the authoring of structure repair manual on one civil helicopter. Expatiated and analyzed the authoring requirements, damage classification and filtration for structural components. This article provided means and reference for the authoring of the helicopter structure repair manual.

helicopter; structure repair manual; normative

2015-04-08

曲建东(1974-)，男，江西南城人，硕士，高级工程师，主要研究方向：直升机综合保障。

1673-1220(2015)04-043-07

V267

A