基于运行要求的A320机型MMEL编制方法研究
2015-03-06褚双磊魏志强
褚双磊,刘 菲,魏志强
(中国民航大学a.空中交通管理学院;b.天津市空管运行规划与安全技术重点实验室,天津 300300)
基于运行要求的A320机型MMEL编制方法研究
褚双磊a,b,刘 菲a,b,魏志强a,b
(中国民航大学a.空中交通管理学院;b.天津市空管运行规划与安全技术重点实验室,天津 300300)
主最低设备清单是民用飞机满足放行条件,实现带故障放行的重要技术手册。首先阐述MMEL的目的和意义,初步研究了以ATA100为顶层规范的A320飞机主最低设备清单的编制规章、依据,基本编制流程和编制内容,重点论述MMEL所涉及限制性条件的种类,除必须工作设备不能失效之外,还包含其他设备限制、飞行性能限制、飞行运行程序限制、气象条件限制等,提出编制中国民航客机主最低设备清单的具体方法,并对大型民用客机主最低设备清单的编制工作提出初步建议。
主最低设备清单;飞行签派员;民用客机;MMEL放行
降低航班运行成本一直以来都是航空公司最为关注的问题,假如飞行过程中,飞机系统或者部件出现故障或失效就要返厂维修,就会导致运行资源的浪费,降低航空公司运行效率,也会增加维修成本和人力成本,降低飞机的日利用率。
因此,飞机制造商在飞机的安全性和盈利性上追求最佳平衡,制定主最低设备清单,使航空公司更加有效地利用飞机运力资源。主最低设备清单的设计目的是保证带有不工作设备的放行飞机所符合的安全认可等级。航空器运营人参照适当的限制性放行条件允许某些系统或者设备失效时仍然可以飞行一定的时间,然后依据维修间隔再进行停场维修,从而在等效的安全水平条件下提高飞机的签派可靠性和利用率。
主最低设备清单是航空公司科学运行和维修体系的重要组成部分,随着“提高航班正常率”的运营工作和以“可靠性为中心”的维修工作不断深入,对主最低设备清单的要求更加强烈,应用更加广泛[1]。
1 编制流程
1.1 MMEL简介
主最低设备清单(master minimumequipment list,MMEL)是DDG签派偏差指南的一个重要部分,DDG签派偏差指南包括MMEL和构型偏差清单(CDL)。
主最低设备清单的目标并不是鼓励带有不工作设备的飞机的运行,主最低设备清单列出了所有与安全相关的项目,即使起飞时这些项目不工作,仍然允许执行商业运输飞行。主最低设备清单确定了放行的条件:必须符合这些条件并且必须执行这些程序,以便允许在有限的时间内,带着不工作的项目执行商业飞行。主最低设备清单是营运人制订各自最低设备清单——MEL放行手册的重要依据[2]。
MMEL由飞机制造商提出,并由民用航空局批准,以表明某些设备在飞机签派放行时允许带故障飞行或性能降低。就是这些故障或失效的系统,在某些运行情况下,飞机机组可以同意在其性能降低或在故障状态下飞行,但是前提条件是这种带故障的系统必须在主最低设备清单规定的时间限制内得到维修。
1.2 MMEL编制流程
飞行运行评审委员会(flight operation evaluation board,FOEB)是航空器评审组AEG的3个下属委员会之一,其主要工作是负责制定或修订MMEL。MMEL的编写属于持续适航阶段的工作,MMEL的草稿称为主最低设备清单建议稿(proposed master minimum equipment list,PMMEL),由航空器制造厂家组织相关技术人员和安全专家起草并提交给适航当局审批,经制造国适航当局批准后的MMEL即成为局方认可的法律性文件,是各个航空公司制定自己的最低设备清单MEL的依据。MMEL主最低设备清单的制定流程如图1所示。
图1 MMEL编写流程图Fig.1 Programming flow chart of MMEL
简而言之,航空器制造商起草PMMEL,然后提交给航空器评审组AEG之一的飞行运行评审委员会FOEB进行评审,经过FOEB评审批准后的文件即成为MMEL。
1.3 MMEL与MEL的区别
MMEL由厂家制定并经美国联邦航空管理局(FAA)批准,航空公司对应的放行手册叫最低设备清单(MEL)。最主要的区别在于制定对象不同,MMEL由飞机制造商制定并下发。MEL由营运人制定,为航空公司根据MMEL进行适应自己机队运行环境的升级改编。MEL标准不低于MMEL安全标准,即MEL比MMEL放行要求更高。
实际放行要看航空公司制定的MEL手册。航空公司MEL手册的前半部分是MEL,后半部分是CDL。飞行签派员可以依据MEL迅速地放行飞机,避免毫无必要的延误或者航班取消,并且不会影响安全。MEL必须具备与MMEL相同的限制性。
2 编制规章和依据
主最低设备清单涉及的主要编制依据文件和指定章节、条款如下。
2.1 AC-121/135-49
咨询通告AC-121/135-49《民用航空器主最低设备清单、最低设备清单的制定和批准》是为民用航空器主最低设备清单和最低设备清单的制定、批准和使用提供指导性的说明[3]。
MMEL由型号合格证持有人制定,并得到局方批准,以提高航空器的使用效率,从而为公众提供更方便和经济的航空运输飞行。MMEL包括与适航要求和运行要求有关的哪些设备项目以及民航总局发现可以不工作,但通过相应维修操作、飞行操作和飞行运行限制仍能保持可接受安全水平的其它设备项目,但不包括那些明显需要的设备,例如机翼、襟翼和方向舵。
2.2 CCAR121部
CCAR-121-R4大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则(CCAR-121部)第121.647条“仪表或者设备失效”中规定在飞机所装的仪表或者设备失效时,只有该飞机具有经批准的最低设备清单,方可起飞。局方颁发给该合格证持有人的运行规范批准其按照最低设备清单运行,飞行机组应当能在飞行之前直接查阅经批准的最低设备清单上的所有信息[4]。
3 编制原则和要求
3.1 编制原则
MMEL是主最低设备清单,是飞机上影响飞行的设备出现故障时,用于故障保留,确定维修间隔时间的标准文件。MMEL规定在一定飞行条件下,可以允许某一机型飞机带有不正常工作和不工作的仪表、设备可以飞行的具体项目以及受到的限制和飞行前应完成的一些工作内容。MMEL的立项原则如下[5]:
1)MMEL不应包含严重影响飞行安全的设备。例如:发动机、襟翼、机翼等。
2)MMEL不应包含任何与飞机飞行手册(AFM)和飞行机组操作手册(FCOM)的限制、CDL或者适航指令相互矛盾的设备;
3)MMEL应包括对飞行安全影响较大,但由于飞机本身的多余度设计,在特定的运行条件下可以通过调整操作程序或者维护程序仍然能够达到适航运行要求的设备;
4)MMEL不包含对飞行安全影响较小或者无影响的设备,例如烟灰缸、阅读灯等旅客娱乐系统。
因此,MMEL中未包括的所有与飞机适航有关的项目被认为每次飞行必需项目。
3.2 编制要求
航空器制造商应当根据型号设计及运行安全标准的要求编制PMMEL,以反映哪些设备项目可以不工作但有足够的能力可以保持所要求的安全水平。保持所需的安全水平将通过以下几种方式来满足:①调整运行限制——(O)项飞行运行限制或者签派放行操作;②将功能转换到一个备用的正常工作的部件上——要求某个其他设备正常工作;③参考执行具有相同功能或是提供相同所需信息的其他系统——参考其他设备MEL项;④调整飞行操作程序——(O)项飞行机组操作;⑤调整维护程序——(M)项机务维修操作;⑥最小程度地调整飞行机组的工作量——能够被飞行机组接受。
4 编制内容和组成
MMEL中包含的每一个设备项目应该依据美国航空运输协会规范ATA100代码系统进行描述和标识[6],说明安装数量以及签派或者放行要求正常工作的设备项目数量,并以挂牌、维修程序、机组操作程序和其他方式适当限制,以确保在可接受的安全水平内。每一个设备项目都应该采用5栏的形式予以公布,第1栏到第5栏的内容分别是设备项目的ATA系统编号、维修期限类别、安装数量、签派放行所需数量、备注和例外,中文格式如图2所示。
图2 某机型MMEL清单的5栏常用中文格式Fig.2 Commonly used 5 column Chinese format of MMEL
5 MMEL放行限制条件汇总和分析
5.1 A320机型
5.1.1 没有限制(无限制放行)
本身设备不工作,可以失效,与其他设备无关,自身设备不工作或者不实现功能,不影响飞行安全,备注和例外一般为1个或者2个可以不工作,或者贴不工作标牌。
5.1.2 必须工作设备(必需设备)
飞机系统的设备组成层次为“关键设备(应急设备)—重要设备—次要设备”。一般是关键设备、应急设备必须工作,当安装数量=放行数量时,才能放行,该设备失效或故障,不满足适航条件,航班不能放行。按照航空器适航要求,不允许失效的系统和设备必须能够正常工作,否则不能放行,A320机型必需列表设备,如表1所示。
表1 A320机型必需设备列表Tab.1 Necessary equipment list of A320 aircraft
5.1.3 设备限制
1)等同设备:参考某个MEL项目,某设备不可用,参考MEL23-05-08放行,A320机型参考其他设备限制列表,如表2所示。
表2 A320机型参考其他设备限制列表Tab.2 Other referencial device limits list of A320
“包含”关系:具有相同功能或者作用的2个主从设备,主要设备包含从属设备,具有包含关系,符合主从关系。限制条件为:参考其他设备MEL项目号。从属设备:可以具有限制条件;主要设备:参考从属设备的MEL限制条件,或者相当于从属设备不可用。
实例1:MEL26-16-01A前货舱烟雾探测器故障,一个或多个可以不工作,货舱烟雾探测功能是CIDS烟雾探测功能的一部分(CIDS-SDF)。参见MEL 23-73-10-01B。
2)等效设备:要求其他设备正常工作。
“交叉”关系(重叠关系):主要设备和辅助设备具有“交叉”功能。部分重要功能重叠,互相可以替代某些(部分)重要功能的2个交叉设备:一个主要设备和另一个辅助设备。限制条件为:主用设备失效,要求辅助设备正常工作。
实例2:某按压电门显示灯/故障灯失效,要求ECAM参数显示正常;MEL49-70-04APU START按压电门可用(AVAIL)灯故障,只要APU SD页面上的转速指示可用。
实例3:MEL22-30-01A自动推力(A/THR)可以不工作,只要在每次飞行前脱开自动推力功能。
5.1.4 气象条件限制(航路、机场气象条件)
气象条件限制分类如下:
1)VMC目视气象条件:PFD上姿态显示;
2)航路不能有预知的结冰条件:防冰活门失效在关位;
3)起降机场无降雨:风挡雨刷;
4)总温小于等于12℃。MEL21-52-01空调组件一个在热交换器仅制冷时工作;
5)着陆机场侧风限制:前轮转弯控制系统;6)航路无降雨:气象雷达故障;
5.1.5 飞机性能限制(限速类,限高类,限重类)
飞机性能限制条件分类如下:
1)限速类(飞行速度限制):起落架舱门位置故障,限制飞行速度小于250 KT;
2)限高类(飞行高度限制):客舱乘务员氧气组件失效,限制飞行高度低于FL250;
3)限重类(飞机重量限制):机翼防冰控制活门不工作在打开位置,性能减重、减载;
4)起飞条件限制:ADR 2故障,不在1+F构型下起飞,只要起飞时使用最大推力;起飞性能不考虑超推力的应用;
5)进行适当的性能调整,根据飞行手册实施相应性能减损:地面扰流板控制系统;
5.1.6 飞行运行限制
1)飞行时间限制如下:
①白天飞行:着陆灯故障;
②夜间飞行:机翼扫视灯故障;
③限制飞一定的飞行循环次数:APU燃油泵失效可以不工作4个飞行循环;
④限制飞一定的日历日:燃油量指示计算机(FQIC)通道故障,一个可以不工作10个日历日。
2)飞行程序限制如下:
①不执行RVSM,ETOPS,RNAV,RNP:AP脱开警告故障,不执行RVSM运行;
②进近程序,着陆能力限制:偏航阻尼器系统故障,要求最大着陆能力为三类单通道;
③高原机场,特殊机场限制:动力装置(APU)失效不执行高高原航线。
5.2 B738机型
B738机型的MMEL编制方法与A320机型一致,包含ATA章节号、设备项目号、MEL名称、安装数量、放行数量、修复期限、维护操作(M)项、机组操作(O)项、相关设备正常工作、性能限制(高度、速度、重量)、航路天气条件限制、运行程序限制(高原机场、特殊机场、ETOPS运行限制)、航行情报条件限制和其他备注等。B738机型必须设备列表如表3所示。
表3 B738机型必需设备列表Tab.3 Necessary equipment list of B738
6 结语
MMEL清单作为关系航班运营安全的重要技术手册[7-8],是每位飞行签派员和维修员必须熟知的重要手册。本文首先介绍了MMEL主最低设备清单的由来和编写流程,MMEL实现了民航飞机的带故障飞行,提高了飞机利用率,通过分析AC-121/135-49《民用航空器主最低设备清单、最低设备清单的制定和批准》,阐述了MMEL的编制规则和基本依据,MMEL的基本内容格式包括设备项目的系统编号、维修间隔期限、安装数量、放行数量、备注和例外5个项目。最后结合A320机型,对比B738机型详述了MMEL主最低设备清单所涉及的限制性放行种类,包含必须工作设备、其他设备限制、飞机性能限制、飞行运行程序限制、气象条件限制等几个因素,最终可以为中国民机MMEL的编制规划提供一些初步建议和方法。
[1]栾宝宽,田华明,王传刚.基于CPN的飞机罗盘主最低设备仿真分析[J].仪表技术,2013(3):27-28,48.
[2]徐 晶.民机主最低设备清单建议书项目确认过程解析[J].科技创新导报,2012(27):108-109.
[3]中国民用航空局.AC-121/135-49,民用航空器主最低设备清单、最低设备清单的制定和批准[S].中国民用航空局,2006.
[4]中国民用航空局.CCAR-121-R4,大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则[S].中国民用航空局,2010.
[5]余 欣.主最低设备清单(MMEL)评估报告的研究[J].民用飞机设计与研究,2011(4):1-4.
[6]赵洪利,文星辰,郭 庆.基于S1000D的飞机故障隔离手册规范研究与应用[J].航空维修与工程,2013(6):86-89.
[7]陈金宇.飞机故障隔离手册编制方法浅析[J].科技创新导报,2011(31):59-60.
[8]顾海健.飞机结构修理手册编制研究[J].航空维修与工程,2012,(3):86-89.
(责任编辑:刘智勇)
Research on editing method of A320 MMEL based on operational requirements
CHU Shuang-leia,b,LIU Feia,b,WEI Zhi-qianga,b
(a.College of Air Traffic Management;b.ATM Operation Planning and Safety Techniques Key Lab of Tianjin,CAUC,Tianjin 300300,China)
Master minimum equipment list is an important technical manual of civil aircraft to meet the releasing condition and realize fault release.After explaining the purpose and significance of MMEL,a preliminary study is conducted on compilation regulations,compilation basis,preparation process and contents of A320 aircraft master minimum equipment list which uses ATA100 as the top-level specification.MMEL involving restrictive conditions are mainly discussed;in addition to the necessary working device,other equipment restrictions,aircraft performance limitations,flight operation procedure limitations,meteorological condition restrictions and other restrictions are included.Specific methods about the preparation of China’s civil aviation MMEL are proposed.A suggestion is made about the compilation of large-size civil aircraft MMEL.
MMEL;flight dispatcher;civil aircraft;MMEL fault release
V241.01
:A
:1674-5590(2015)06-0005-04
2014-09-28;
:2014-12-04
:国家自然科学基金项目(21407174);航空科学基金项目(20140267002);工业和信息化部民用飞机专项科研项目(MJ-J-2012-4);中央高校基本科研业务费专项(3122014C021,3122014B005)
褚双磊(1982—),男,天津人,博士,讲师,研究方向为民用飞机飞行性能,MEL放行.