飞行数据分析在深航飞机维修控制中的应用

张海东

摘 要：该论文简要介绍了飞行数据分析的应用原理及其在飞机研制、试飞、训练、维护、及事故调查中的重要应用价值；重点阐述了飞行数据分析在深航维修控制中的实时监控，非实时监控，协助排故中的重要应用价值；并通过对比实行飞行数据分析和没有实行飞行数据分析两年的故障百事率，证明飞行数据分析在深航应用效果明显，可以减少故障率，提高排故准确性、彻底性，进而保障公司的安全性和经济效益。因此其重要的应用价值对其它的航空公司都具有重要的借鉴和推广意义。

关键词：飞行数据分析 监控 排故 维修控制

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（a）-0081-04

飞机维修是飞行安全的重要保障，因此提高飞机维修的准确性和彻底性可以极大的提高公司的安全性和经济性。飞行数据分析基于大量原始、精确的飞行数据再结合具体的飞机机型原理知识，及具体的飞机维修经验，能快速准确的协助飞机维修工程师找到故障根源。

1 飞行数据分析的简介

随着科学技术的发展，现代飞机航天系统越来越先进，自动化、科技化程度越来越高，对飞行数据采集的要求也越来越高。飞行数据的采集由原来的只能采集高度、速度、航向等数据到现在可以采集更多更全面的数据：發动机参数、导航参数、操纵杆及舵面位置、控制面板电门位置及各重要的活门位置信息等。由于这些技术的极大进步，对于飞行数据的的实时监控和事后分析成为可能。

1.1 典型的飞行数据处理设备

各种信号源把参数传递给DFDAU，DFDAU把这些数字信号、模拟信号、离散信号全部转换成ARINC 429格式编码，再送至数字飞行记录器（DFDR）或者快速读写记录器（QAR），记录器再以ARICN747格式记录到不同的载体上。DFDR有两大类：磁带记录器（UFDR）和固态记录器（SSFDR），这两种形式占中国民航机群的90%以上。

1.2 飞行数据的空地传输

DFDAU把数据传递给数据管理组件DMU，它通过寻址报告系统ACARS由通讯系统（高频或者甚高频）传输给地面SITA或者ARINC网路，再由航空公司的计算机接收。这样就完成了数据的空地传输。

1.3 飞行数据的译码分析

飞行数据一旦传输到地面计算机，就可以进行数据分析和译码，从而输出曲线图标、数据报表或者事件探测报告。这样即使飞机还在空中按照既定航线飞行，地面维修人员也能够实时了解和监控飞机的状况和故障。

2 飞行数据分析的重要应用

飞行数据分析在飞机的研制、试飞、训练、维护及事故调查中都有十分重要的应用价值，主要集中体现在以下几个方面：

（1）利用飞行数据分析可以检验飞机的设计性能；

（2）利用飞行数据分析可以对飞机事故进行调查分析；

（3）利用飞行数据分析可以辅助评估飞行训练质量和进行飞行考核；

（4）利用飞行数据分析可以协助飞机维修人员对飞机进行维护和监控。

3 飞行数据分析在深圳航空维修控制中的具体应用

飞行数据分析在深航广泛应用于飞行部安全质量监查部和维修工程部等部门，分别用于辅助评估飞行训练质量、运行品质监控、飞机故障实时监控及故障分析等。尤其是在维修工程部的维修控制中，其独特的应用价值越来越被重视和其潜力越来越被挖掘。具体在深航维修控制中的应用有如下几个方面。

3.1 对飞机状态的监控：监控分实时监控和非实时监控两种

实时监控部分如空客飞机的AIRMAN实时监控系统，ACARS报文系统等。

AIRMAN系统其全称是Aircraft Maintenance Analysis，它可以实时下传飞机的故障、状态及关键飞行数据至地面飞机维护工程师。深航维修控制中心维护工程师运用此系统全天24小时不间断监控深航A320机队的66架飞机（截止到2014年9月）。这样对于在空中出现的实时故障，深航地面维修控制中心可以提前做到心中有数，便于及时安排人手，调配资源，做好预案，有条不紊的解决飞机出现的故障，如图1 AIRMAN实时监控：

非实时监控部分，如深航的发动机性能监控平台。深航主要通过航后或过站下载QAR数据，然后通过译码软件AIRFASE进行过滤，把所有异常事件导出到发动机性能监控平台，深航维修控制中心的维护工程师对所有的异常事件进行具体的分析处理。主要对发动机引气参数和发动机重要性能参数进行监控。

对发动机引气参数的监控，深航走在国内航空公司的前列，其主要原理是根据波音的737-SL-36-024-A进行程序编译。由于新构型的波音飞机其引气压力和引气温度等重要参数都传给了DFDAU，这为对其监控提供了可能，深航是从注册号B5671之后加装此构型的。如对引气压力参数的监控就是比较实际的引气压力如果超过引气压力基准范围，不在标准范围内就会触发二类三类等级别的报警。这样我们就能够根据其具体的报警级别，决定是立即排故，还是延后排故；根据报警进行具体的飞行数据分析，根据其具体的引气参数有针对性进行具体的引气健康系统测试，快速找到故障源，做到排故和预防性维护兼顾。

发动机重要性能参数的监控：发动机是飞机最重要的系统之一，它为飞机提供动力、气源、电源等，因此加强对发动机系统的监控，一直是飞机维修领域最重要的任务。对发动机的监控主要是对其重要参数的监控，目前深航的AIRFASE软件主要对以下一些重要参数监控：N1、N2的振动值，滑油压力，滑油温度，EGT。对发动机性能监控的重要意义主要有两点：一、协助处理具体的故障：如果这些参数超过其报警值，深航的维修控制中心的工程师就会立即对其进行详细的译码分析，判断是瞬时故障还是真实故障。二、了解发动机的整体性能趋势，便于工程对整个航空公司的机队进行梯次管理。由于这种连续的监控，可以了解这个发动机性能趋势（如EGT裕度），这样在工程管理中可以做到梯次管理，把性能不好的发动机分开安装在不同的飞机上，提高飞机的安全性。

3.2 协助排除故障

飞行数据分析在协助排除一些瞬时、疑难故障时往往能发挥其独特作用，可以提供一些重要的线索，从而抽丝拨茧根据系统原理或者排故手册迅速排除故障，如深航利用AIRFASE等译码软件先进行译码然后再进行详细的飞行数据分析，发现了一些重要故障线索，最终协助排除相关故障。

（1）空调系统故障举例：深航B2692 （B737NG）飞机某一天下降过程中，机组反映左组件灯亮，按照QRH检查单处置，关闭左组件，后续高度3900～2400 m时，高度警告响，机组快速下降，正常落地。整个故障从现象上分析怎么都看不明白，仅仅是单组件故障不可能导致客舱座舱高度急剧上升，接近释压。而且航后测试ZTC计算机也没有代码，开空调验证也没有再现出故障。后来对整个飞行数据进行译码，再进行飞行数据分析发现整个飞行航段右空调组件没有打开，左空调组件一直处于高流量位，具体可见图3。

最后排故证实故障是因右组件活门存在卡阻導致的。飞行过程中右组件活门没有打开，导致左组件处于单组件自动高流量状态，空中左组件突然故障（不管是左组件空调性能本身不好，还是全称高流量负载太大导致），机组执行检查单关闭左组件，从而导致左右组件同时处于关闭状态，飞机没有气源增压座舱，座舱高度很快上升最终导致座舱高度警告报警。因此使用飞行数据分析既还原了整个故障持续的全过程，又提供了重要线索排除了故障。

（2）电子系统故障举例：深航B5361某一天机组反映起飞阶段出现白色A/T LIMIT信息。CDU显示垂直导航断开，部分信息显示空白，重置自动油门后正常。根据故障现象判断为FMC的性能计算功能失效导致FMC无法正常计算N1 LIMIT，导致故障发生。FMC性能计算数据的信号源很多，且飞机没有有效的排故线索跟踪。在更换了FMC、DEU、ADIRU之后故障依旧，造成无准确排故方向。后续的译码分析，确认有空中TAT指示混乱的情况，如图4。

最终，此故障在更换了TAT探头后得到彻底排除，借助于飞行数据分析排除了一次重复疑难故障。

（3）发动机故障举例：深航B5106 （B737NG）某一天接到GE远程监控中心的CNR报告，其右发发动机滑油压力突然上升，滑油温度基本稳定。因为滑油压力是发动机一个重要参数，如果滑油系统出现异常很可能导致发动机空中停车。于是我们仔细查看了这台发动机滑油压力趋势，发现确实存在突变，如图5。

借助于AIRFASE软件进行译码和飞行数据分析：滑油压力峰值96PSI，出现在N1值84%，N2值96%；比对了一下当日四个飞行航段的滑油压力情况，第一航段基本正常，第二航段滑油压力60多PSI，第三航段70多PSI，最后一段达到96PSI，滑油压力有逐渐上升趋势。

通过上述的飞行数据分析，判断滑油压力真实的可能性高，尤其是发动机滑油供油管路因高温容易产生积碳情况，造成供油路狭窄，滑油压力上升。最后排故结果发现供油管路存在严重积碳，更换供油管路后排除故障。又一次借助于飞行数据分析排除了重要系统故障。

4 飞行数据分析的应用效果

飞行数据分析在深航维修控制中既可以对飞机的状态进行实时监控和非实时监控，提前发现故障，做到预防性维护；又可以协助排除重复疑难和重要系统排故，提高排故的彻底性；因此飞行数据分析在深航维修控制中取得了丰硕的成果，大幅降低了整个深航空客飞机和波音飞机的故障百时率，具体数据可见深航提供的2010年和2013年每月故障百时率数据趋势。

5 结论

深航高度重视数据分析在维修控制中的应用和挖掘。通过AIRMAN软件，ACARS报文系统对飞机进行实时状态监控，这样可以对故障做到提前发现，提前准备，快速排除，提高排故效率，减少延误时间；通过对一些重要系统的重要参数设定报警值，对这些重要系统进行非实时监控，监控其故障、性能及趋势。这样既可以及时发现故障排除故障，又可以根据重要系统部件的性能趋势做到梯次管理，提高飞机安全裕度；利用AIRFASE软件对具体故障进行译码和飞行数据分析，找出有用的故障线索，快速、准确、高效的排除故障。所有这些应用对其他航空公司都具有重要的借鉴意义。

参考文献

[1] B737NG aircraft maintenance manual REV 54.BOEING.

[2] A320 aircraft maintenance manual REV 36.Airbus.

[3] 以涛.飞行数据分析及译码[J].航空工程与维修，2000（1）：25-26.