浅析QAR数据分析对民航机务维修的作用和影响

王维 陈啸

摘 要：民用飞机快速存取记录器中记录的飞行数据、系统参数已经在运行控制和飞行技术管理工作中成为了基本依据，同时也对机务维修工作产生了深远影响，直接改变了机务维修的发起模式和执行模式。该文以航空公司和国产民机试飞的实际案例为基础分析了QAR数据对民航机务维修的作用和影响，介绍了机务维修相关的数据分析技术发展趋势。

关键词：快速存取记录器 机务维修 维修计划文件 视情维修

中图分类号：V35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（c）-0030-03

民用飞机的快速存取记录器（Quick Access Recorder，QAR）记录了飞行过程中各主要系统的关键数据，用于监控飞行机组行为和航空器系统工作状态。通过对QAR数据进行分析能够及时发现机组操作、机载系统工作状况以及航空器性能等方面存在的问题，通过分析比对查找原因，准确掌握飞机和机组的运行动态，使得航空公司能够采取针对性的维修和飞行技术改进措施，消除安全隐患，提高运行效率，确保航空安全。

QAR数据分析在民航飞机日常维护中的作用主要体现在两个方面：其一为改变了维修工作的发起模式，由“计划维修”和“故障后维修”逐步发展为“视情维修”和“故障预测维修”；其二为改变了维修排故工作的执行模式，由QAR数据为故障定位和分析提供技术支持。

1 飞行安全监控改变维修发起模式

传统意义的民机的维修主要包括两种工作：计划性维修和非计划性维修。计划性维修指根据飞机维修计划的规定，定期执行的一系列维修任务。非计划性维修指在飞机维修计划之外，由于故障、外力破坏等原因导致必须执行的维修任务。在传统民机维修工作中，计划性维修所占比重能够达到80%之多。其原因出自民机的适航管理理念。为确保飞行安全，民机在设计阶段即需要考虑运行后的故障率和故障影响。以MSG-3分析为基础，主制造商在民机交付运行之前就要通过一系列完整的工作流程确定全机的维修任务、程序和间隔，并在MPD（维修计划文件）中体现。相关工作流程如图1所示。

民机交付航空公司后，航空公司会以主制造商提供的MPD文件和其他维修手册为基础编写自己的维修计划MP及相应的工卡。传统的计划性维修体现了民机全寿命适航管理的理念，对确保民机的飞行安全起到了不可替代的作用，但不可避免的带来了维修资源和成本的浪费。随着民机飞行安全监控技术的成熟与应用，维修发起模式正在从传统的“计划性维修”改变为“视情维修”。QAR中记录了大量的飞机系统运行数据。对采集的数据进行分析判断后，维修人员能够及时了解飞机系统的性能变化，探测系统内部的异常工作状态，并按需采取必要的安全措施以防止系统出现故障。基于QAR数据分析的“视情维修”能够节约维修成本，缩小维修范围，增大维修间隔，减少维修工作量，提高设备和人力资源的利用效率，从而大大降低民机维修成本。

以某航空公司机队空调散热器清洗为例。该航空公司的737NG机队目前有超100架飞机。为保持空调性能，需要定期清洗散热器，清洗间隔为2A（每两次A检清洗一次）。平均年度在翼吹洗任务260次，每次吹洗大约单侧3个工时/一架飞机6个工时。通过引入“视情维修”理念后，对空调不同段部位部件进行温度参数的DFDAU数据采集，利用采集的温度数据监控不同段的部件性能，达到趋势监控的目的，至少减少了30%的重复工作，大大降低了公司运行成本。

对非计划性维修工作，QAR数据也能够改变民机维修的发起模式。传统的非计划性维修主要是在飞机机载系统出现故障时开展。由于机载系统的可靠性与监控技术的不断提升，故障已经具有一定的可预见性。机载系统故障一般都和QAR数据之间有一定的因果关系。只要能够确定故障预测的数学模型，就能根据QAR数据对飞机何时会出现何种故障做出预测，提前开展维修工作，就能避免潜在故障的出现。目前民航工业中已经开发出了一些故障预测模型。以上例航空公司为例，往年机队因飞机空调故障导致的延误每年均有20起左右，其中类似散热器脏导致故障大概6起。引入“视情维修”理念后，通过监控空调系统温度，在触发故障前及时清洗或更换散热器，已基本杜绝了散热器脏导致的空调故障。下图2为该航两架飞机更换散热器前后空调系统某传感器的温度对比。图中各点为每隔4 d观测记录的系统温度。

2 飞行安全监控为维修提供支持数据

飞机系统的故障分析和诊断过程中往往无法重现故障现象，仅能凭借机载维修系统的信息和飞行员口述进行排故分析。多数的现有机型上，机载维修系统记录的参数数量、种类、定制化灵活性都不如QAR。而在飞行驾驶过程中，飞行员需要监控、分析的信息量非常大，只能将精力集中在保证飞行安全的参数上，因此事后的口述也不能给机务维修提供足够的支持。QAR对飞机飞行参数和系统运行参数的全程记录就能弥补机载维修系统和飞行员口述的不足，为维修人员提供客观全面的飞机运行参数，以数据再现飞行过程中故障出现的状况。结合机载维修系统的故障代码等信息，基于系统原理进行理论分析，即可定位故障源头，做到对症下药。

国产某型号民机的飞行排故工作中多次体现了QAR数据的支持意义。如2015年7月17日，据飞行员口述：西安至南通飞行中，接近南通时开始下降，在10 800 ft平飞时，左侧PFD气压标准基准指示“STD”为黄色，而同时右侧为蓝色，后经更改气压基准为当地QNH后，该现象消除。排故工作在QAR数据译码完成后展开。QAR数据显示，当日11：48：58，飞机由下降开始改平，左侧高度首次低于10 800 ft，且当时左侧气压基准为29.92，即STD。而右侧高度未低于10 800 ft，气压基准同为STD。此时条件符合飞行机组操作手册01.31.40的说明“在下降时，飞机当前的气压高度接近转换高度层还有500 ft时，并且气压基准是STD，气压基准显示会变黄并闪烁提醒更改气压基准设置。”即左侧高度10 800 ft时，左侧气压基准仍为STD，因此左侧PFD显示黄色STD提醒机组更改当地QNH。而右侧恰好未低于限制值，因此显示正常。该现象是由于左右ADC数据存在误差，且标准值恰好在警告基准上导致，为正常现象。机务通过QAR数据支持证明了飞行员所报故障为系统正常现象，无需新增维修任务。

又如2008年11月21日，B-2202飞机执行航班时右发发生超温故障。机务在落地后的排故中进行了发动机试车，结果正常。根据AMM手册中发动机超限使用检查部分，对EGT超温后是否更换发动机取决于超温的数值和持续时间。机组报告中相关数据均为大约数值，不能准确反映发动机状态。因此机务人员调出QAR数据，根据飞行时间、飞行高度、左右发N1、N2、EGT、燃油流量等参数值的变化曲线，完整分析了故障发生过程。飞机离地28 s后右发N1快速上升至102.5%，EGT最高值972℃，且在965 ℃和972 ℃的高值范围内维持了3 s。而后飞行员收回右发油门，EGT回归正常。机务根据QAR数据认为，EGT超温时间已达到了换发标准，最终决定更换发动机。事后对发动机进行拆解检验，发现高压涡轮叶片已经烧蚀变形无法修复。此次排故事件中的QAR数据作为主要依据，促使机务更换发动机，避免了更严重的飞行事故。

3 结语

民机飞行安全监控在民机排故工作中发挥着日益重要的作用。QAR数据的分析结果不仅能提高故障定位的准确性，而且可以从根本上提高民机维修工作的效率，减少航材和人力资源的浪费。随着数据分析技术的不断提高，对QAR数据、运行数据、商载数据的综合大数据分析将会对民机维修和排故工作带来更大的影响，有望进一步提高民机的安全水平，降低运行维护成本。

参考文献

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