某型民用飞机试飞过程中系统故障特点简析

王强强+温丽华+袁海环

摘 要：該文通过对国内某型民用飞机试飞过程中所有故障记录进行统计、分析，获取其故障发生次数排在前十位的ATA章节（系统类），找出这些ATA章节在试飞过程中出现的多发故障，并与国内其他类型支线飞机在运行过程中的故障发生情况相比较，总结出该机型的系统故障特点，以供其后续用户运行该飞机和国内民机制造商相似机型的设计、试飞参考。

关键词：民用飞机 试飞 试飞故障 系统故障

中图分类号：V26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（a）-0001-03

试飞是飞机整个研制过程中非常重要的一个环节，是制造商与局方对飞机在真实环境下性能及系统功能的验证，也是飞机设计优化的重要输入。民用飞机的飞行试验，是用适航规章验证民用航空器是否具有最高安全标准、是否具有投入商业运营的资格。国内某型民用飞机是我国第一架完全具有自主知识产权的民用支线客机，并且首次按照CCAR25部进行了适航审定试飞。在试飞取证过程中，先后有4架机投入试飞，累计安全试飞2 942架次，5 258飞行小时。

该文仅对该型民用飞机试飞故障[1]进行统计、分析，获取其故障发生次数排在前10位的ATA章节（系统类），并找出这些ATA章节在试飞过程中出现的多发故障，通过与国内其它支线飞机相比较，总结出其系统故障特点。

1 试飞故障分布规律

1.1 各ATA章节故障统计

为了提高试飞效率，针对试飞准备工作量大、试飞科目繁多，测试数据量大的特点，该机型先后有4架飞机参与试飞，分工负责各项试飞验证工作。由于所负责试飞科目的不同，4架试验机进行的电子、机械改装也有所区别，这些改装对试验机在试飞过程中的故障表现也会产生一定影响。

根据4架试飞飞机所有故障记录，统计出每架机各ATA章节所发生故障占该架机总故障数的百分比，具体分布如图1～4所示。

根据4架机截止取证完成所有故障记录，计算出4架机各ATA章节所发生试飞故障总数和4架机的总试飞故障数，统计出该机型各ATA章节所发生试飞故障占总试飞故障数的百分比，具体分布如图5所示。

从图5来看，该机型在试飞过程中所发生故障次数由多到少的ATA章节顺序为：51-57，27，32，71-80，34，31，24，21，23，22，49，26，33，30，其他，36，28，25，29，45，35，38。

除去结构类故障，该机型在试飞过程中高发故障排在前10位的ATA系统章节为：ATA27飞控，ATA32起落架，ATA71-80发动机，34导航，ATA31指示记录，ATA24电源，ATA21空调，ATA23通讯，ATA22自动飞行，ATA49APU。

1.2 多发故障统计

根据前面的分析结果，对试飞过程中发生的系统类故障排在前10位的ATA章节进行多发性故障统计，结果见表1。

表1所示多发故障中，FLT CTRL NO DISPATCH、发动机短派遣、EICAS/EFIS显示器黑屏、无线电高度表失效、AP无法接通和BRAKE ONE SYSTEM FAIL这几种故障均由电子设备直接或间接导致，而IDG滑油滤压差指示器弹出、PACK FAULT、APU排气口消音器隔热罩裂纹也都是复杂机械系统相关故障，说明多发故障主要发生在复杂电子系统和复杂机电系统内。以飞控不派遣“FLT CTRL NO DISPATCH”为例，该故障在试飞期间发生次数多达几十次，其原因有硬件因素、软件因素、人为操作因素等，其中由软件原因较为隐蔽，且处理起来较为复杂。根据试飞过程中的排故经验，对于该机型而言，软件问题和电子系统的故障尤为难以处理，这与该机型首家客户所反馈故障问题基本吻合。

1.3 与国内其他支线客机故障分布相比较

针对国内支线航线上运行的飞机CRJ200/700、B737CL、B737NG、A320，已有研究[2]表明这些机型在系统故障分布规律方面存在共性，高发故障排在前十位的ATA系统章节为：ATA34、ATA32、ATA71-80、ATA21、ATA27、ATA29、ATA24、ATA33、ATA36、ATA30。其中，复杂电子系统需要高度关注的是ATA34导航，需要一般关注的是ATA23通讯；复杂机电系统中需要高度关注的是ATA32起落架，ATA71-80动力装置，ATA21空调，ATA27飞控。

与上述研究结果相比较，该机型与其它支线客机在系统故障方面，排序前十位的ATA系统章节基本相同。在高发故障排在前十的ATA系统章节中，需要注意的是ATA31指示记录、ATA23通讯，ATA22自动飞行等电子系统，这也说明国内民机设计在复杂电子系统方面需要更加注意。

传统飞机上的各个机电系统都是独立发展的，虽然在设计时部分系统之间具有接口关系，但是没有把各机电系统作为一个有机整体发展，机电系统各自设计的方法会使各机电系统质量过大、保障费用高、维修性差[3]。与传统飞机相比较，该机型采用了系统机电综合系统，把飞机上执行飞行保障功能的液压系统、环控系统、飞行控制系统、机轮刹车系统、电源电气系统、发动机、辅助动力系统等机电系统，通过采用数据总线和微处理机技术进行综合，由公共管理计算机对全机机电子系统统一管理，科学组合和动态调度，使每个子系统除了完成各自单独的功能外，还可以完成资源的协调分配和故障后系统重构等任务，从而使机电系统在布局、质量、能量利用、控制和信息共享上实现最优化，同时也使其电子和机电系统更加复杂化。复杂电子系统故障的主要特点是不可预测性，没有很明显的规律，无法采取非常有效的预防措施。由于现代飞机上电子系统的功能越来越复杂，故障模式也是多样性的，因此故障数量以及发生故障后对飞机运行的影响也越来越严重，是维护工作的重点，需要不断积累经验，进行设计优化，在今后的飞机设计工作中加以重点关注。

复杂机电系统的工作条件恶劣，经常在高温、高压下工作，系统发生故障后会对飞机的飞行安全带来较大危害，排故和维护工作量也很大。但复杂机电系统的故障一般具有一定的规律，经过分析一般都能够找到根本原因，能够有针对性地采取措施，可以避免或减少某些故障的发生。

2 结语

作为我国第一架完全具有自主知识产权的民用支线客机，其在整个试飞过程中高发故障排在前十的ATA章节（系统类）与其它支线客机的情况基本相似。多发故障主要体现在复杂电子系统和复杂机械系统内。相比较而言，复杂电子系统发生故障数量相对更多一些，而且故障排查相对比较复杂，该机型后续客户和相似机型设计、试飞可给予更多关注。

参考文献

[1] 陈显调.民机试飞过程系统故障的排故要求和方法[J].民用飞机设计与研究，2015（119）：88-96.

[2] 陈兴华，胡静，张润生.我国航空市场支线飞机运营故障统计分析[J].民用飞机设计与研究，2011（3）：55-64.

[3] 王晓梅.民用飞机系统机电综合的发展[J].科技创新导报，2011（32）：93.endprint