民机延程运行计划维修要求的制定

孙铁源 孙见忠

摘要：主制造商需要为具备延程运行（ETOPS）能力的飞机制定符合延程运行要求的维修大纲（MRBR）。为确保飞机交付客户后能够达到并保持延程运行所必需的性能和可靠性.MSG-3分析需要结合所申请级别的ETOPS能力开展。基于新研飞机常规运行系统MSG-3分析逻辑决断流程，重点从ETOPS关键MSI选择、ETOPS功能失效影响分析、失效影响类别判定等方面，说明ETOPS系统计划维修要求的制定过程。

关键词：延程运行；MSG-3分析：关键维修项目；失效影响类别；计划维修和检查要求

0 引言

延程运行[1]（ETOPS）一般应用于跨洋飞行或者偏远的内陆飞行，允许飞机在距离机场更远的地方规划航线，扩大了双发及双发以上飞机的运行范围，使航线的规划更为灵活，航线距离得以缩短。

飞机主制造商主要依据国际规范ATA MSG-3 Rev.2015.1[2]为新研飞机制定系统和动力装置初始最低计划维修和检查要求（SMR）[3]。

国产单通道干线客机和双通道远程宽体客机都将申请获得不小于120分钟延程运行型号设计批准。ETOPS运行对于飞机系统的安全性以及维修性提出了更高的要求。本文将结合ETOPS运行特点及SMR编制过程，进行ETOPS运行下MSG-3分析过程的解读。

1 分析原则

ETOPS运行下的MSG-3分析基础是ETOPS关键系统清单，主制造商一般在计划维修要求制定政策和程序手册（PPH）中以附录形式给出，与ETOPS适航审定过程中其他支持性材料一起，为工作组（WG）评审MSG-3分析提供依据。

如果通过MSG-3分析确定的任务类型、任务数量或任务间隔与ETOPS和NON-ETOPS运行有差异，则应该在分析过程中分别控制并分别填写分析表格。SMR对仅适用于ETOPS运行的任务进行了单独适用性说明，否则SMR中的计划维修任务同时适用于ETOPS和NON-ETOPS运行。

2 分析流程

结合常规运行飞机系统/动力装置MSG-3分析流程[4]和ETOPS运行适航审定过程，ETOPS运行系统SMR制定过程采用的分析流程如图1所示。3分析对象的选择及描述

ETOPS关键系统[5]是指包括动力系统在内的飞机系统，当其失效或发生故障时会危及延程运行安全，或危及飞机在延程运行改航时的持续安全飞行和着陆，因此ETOPS对飞机安全至关重要。ETOPS根据是否与飞机的发动机数量相关又分为I类和II类延程运行关键系统。

ETOPS运行下分析对象的选择，主要基于ETOPS关键系统清单确定ETOPS关键MSI。如果待分析MSI的某个功能与ETOPS关键系统相关或属于ETOPS运行相关的功能（如预防改航或备降发生，或改航备降发生后保证飞行安全运行的功能），则视为ETOPS关键MSI。如果是ETOPS关键MSI，应在MSI选择表中进行备注。保守起见，如果确定分析对象时有争议，可先按ETOPS关键MSI进行分析并备注，在上层分析中再确认。

ETOPS关键MSI设计特征及功能描述除应该包括缩略语、系统分解、设计概述、功能描述、指示、与其他MSI接口、简化维修的设计、部件规范、IBIT、CBIT、PBIT、分析假设、设计更改、参考文件和原理图、实物安装图等信息外，还必须增加ETOPS運行相关设计特征的描述，包括但不限于ETOPS构型下部件、功能、设计准则等的详细说明，同时增加该分析覆盖ETOPS运行的声明。

在系统组成及可靠性数据描述中，必须列出主制造商为满足所申请级别ETOPS运行要求而进行增强或改进设计以提高可靠性的ETOPS构型下相关系统或部件的可靠性数据。

4 上层分析

4.1 功能失效分析

ETOPS关键MSI中并不是所有功能都是为满足ETOPS运行而设计的。因此，为满足飞机交付后进行ETOPS运行的安全性、运行性和经济性要求，以及充分考虑飞机研制中构型控制、设计更改和需求管理与追溯等方面的因素，必须无遗漏地识别出所有ETOPS运行相关的功能、功能失效、失效影响和失效原因，并进行标识。

将ETOPS运行功能按如下层级进行细化：

a.该功能是为减少改航备降的发生进行设计；

b.该功能是为了在发生改航备降时保障改航备降运行的安全而设计。

分析中只考虑ETOPS运行的功能失效（若存在）和失效影响（更严格）。

4.2 失效影响类别判定

失效影响类别决断流程如图2所示，在ETOPS运行和NON-ETOPS运行条件下，失效影响类别会有不同。下面结合工程经验，重点描述ETOPS运行失效影响类别判定标准。

Ql针对ETOPS运行，需要重点关注执行ETOPS运行时飞行机组正常职责中是否增加了航前驾驶舱检查项目。

Q2针对ETOPS运行，需要考虑单点失效引起改航备降是否会在改航备降期间产生安全性影响，同时需要结合发动机获取的ETOPS能力进行判断。

Q3针对ETOPS运行，需要结合典型改航场景如单发IFSD（CCAR-121.561）等事件引起的改航等，同步考虑单发高度的飞机运行条件限制，包括温度、高度、空气湿度等影响。分析中尤其需要注意，为满足ETOPS运行要求按照CCAR-121.725条要求设计的时限系统的隐蔽功能失效事件，如货舱灭火系统和氧气系统等。在ETOPS改航情况下某些对时间有依赖性的失效场景严酷度将增加。因此，在涉及8类隐蔽安全性判定工作中，必须考虑在所申请级别（如120分钟）ETOPS改航时间情况下，由严酷度增加所造成的各种失效影响。

Q4针对ETOPS运行，功能失效引起改航视为有运行性影响；MMEL中存在ETOPS运行限制视为有运行性影响。分析中基于FCOM，确认在ETOPS改航时间内，因操作程序或飞行条件以及备降机场不熟悉等因素，机组工作负担是否增加。

5 下层分析

5.1 维修任务确定

ETOPS运行与常规运行相比，计划维修任务类型确定过程无差异，依然遵循适用性和有效性原则。分析中重点关注因失效影响类别判定不同可能新增的维修任务，如图3所示。

对于常规运行影响类别7类转化为ETOPS运行6类，任务选择过程无影响。

对于常规运行影响类别9类转化为ETOPS运行8类，将新增任务。

5.2 间隔确定

同一条维修任务，ETOPS运行时任务间隔可能需要调整。尤其是为满足所申请级别ETOPS运行要求，ETOPS构型下对某些子系统或部件进行了增强或改进设计以提高可靠性，其可靠性指标如MTBF和MTBUR值可能发生变化。如果任务间隔不同，用任务适用性予以区分，对只适用ETOPS运行任务进行明确标识。

6 结论

从飞机主制造商的角度，对制定ETOPS运行计划维修要求的过程进行详细解读，可以确保应用MSG-3分析方法建立覆盖延程运行要求SMR的全面性和有效性。在制定满足CCAR-121.719条ETOPS运行维修方案中，除应包含SMR中的计划维修任务外，主制造商和运营人也需要依据适航规章要求进行其他附加维修要求的制定，如延程运行放行前维护检查（PDSC）等。

参考文献

[1]AC-121-FS-2012-009R1延程运行和极地运行[S].

[2] ATAMSG-3 0perator/ManufacturerScheduled Maintenance Volume l FixedWing Aircraft[M].WASHINGTON， DC：AirTransport Association ofAmerica， Inc.2015.1.

[3] AC-91-26航空器计划维修要求的编制[S].

[4]孙铁源.系统MSG-3分析的工程化应用及数据需求[J].航空研究，2016专刊，193-195.

[5] CCAR-121R4大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则[S].