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航空部附件维修策略研究

2019-01-16王耀华

中国设备工程 2019年7期
关键词:附件波音气象

王耀华

(中航飞机股份有限公司制造工程部特设技术室,陕西 西安 710089)

飞机维修中主要采用事后维修、计划维修的模式,由于飞机自身机体和部附件结构较为简单,大多数部附件故障都与飞行时间较长有关,因此能够符合当时的维修需求。现阶段,随着飞机功能的不断完善,航空部附件构造日益复杂,传统维修方式难以充分满足现实需求,视情维修属于航空领域预防性维修的一种,是维修研究体系中的重要组成部分,与工程实践有紧密联系,在我国飞机维修方面具有十分重要的作用。

1 视情维修概述

(1)原理与特征。在航空维修体系中,视情维修(Condition Based Maintenance,简称CBM)是根据航空部附件特征,与实际状态相结合的一种修理或者替换维修方式,具有较强的预测性和预防性。在特征上,以明确部附件的实际状态为基础,坚持少卸、少拆、少修的原则,以最少的人为破坏使部附件的工作时间得到最大的延长,从而达到提高飞机出勤率的目标,具有省时省力、效率高、花费少等特征。

(2)应用现状。早在20世纪70年代,国外便开始对视情维修进行研究,并在飞机维修中得以广泛应用,获得了十分理想的效益与维修效果。在20世纪90年代初期,美国波音系列飞机同时应用定期维修与视情维修,并对二者的维修项目进行了对比研究,其中,在计划维修模式下,波音707为40%、波音727为40%、波音737为29%、波音747为0.30%,DC 10为2%;在视情维修模式下,波音707为60%、波音727为60%、波音737为71%、波音747为99.7%,DC-10为98%;由此可见,飞机的先进性越高,采用视情维修的项目数量也就越多,在波音747中几乎全部项目都采用视情维修方式,达到了99.7%。视情维修的效果也十分显著,例如,采用计划维修模式对波音727进行维修,9架飞机液压系统,在一年的时间里需要有1200个部附件需要维修,而使用视情维修后,一年时间内只有33个部附件被维修,每架飞机的维修时长缩短1000h,能够节省上百万修理费用,同时还使飞机的良好率得到显著提升。

2 航空部附件视情维修的主要方式

我国航空制造技术在近十年有了迅猛发展,航空部附件也实现了从分离元器件到集成电子化的转变,其技术含量有了巨大提升,逐步接近或达到国外先进水平。传统的航空部附件维修多采用故障维修和定时翻修相结合的模式,存在着不少弊端,不再适应当前发展需要,出于降低成本、缩短维修时间的考虑,有必要将视情维修理念逐渐引入到航空部附件维修之中。目前航空部附件,尤其是航空电子类部附件,在设计制造之初,已可以较为精准的测算出平均无故障时间(Mean Time Between Failures,简称MTBF)与使用寿命,因此航空部附件,尤其是电子类部附件,已具备了使用视情维修的条件。现阶段,国外常用的视情维修方式分为两种,一种是监控可靠性水平,另一种为监控参数。

(1)监控可靠性水平类。此类维修方式需要以准确、丰富的数据为基础,通过对同类型部附件可靠性、有效性的分析,实现对部附件的有效预防性维护。该维修模式适用于航空制造技术较为先进的国家,以及各类故障数据库较为健全的航空部附件,使用此类视情维修需要完成以下前提,即通过连续不断的数据收集、整理,使航空部附件的可靠性水平得到明确;将实际水平与规定水平在可靠性方面进行对比;对航空部附件的使用周期、可靠性进行检验;对视情维修进行决策判断等。在应用过程中,也存在一定的缺陷,例如对数据统计、分析、处理的要求较高,难度较大,因此在适用范围上受到一定的限制。

(2)监控参数类。①应用前提。此类视情维修需要定期对航空部附件的运行状态进行检测,一旦发现航空部附件的参数指标与临界值较为接近,则需要对是否需要更换进行判断。利用此类维修方式需要完成以下前提,即与航空部附件相关的全部参数临界值进行分析和计算,并对其中的关系问题进行分析;准备适合的仪器设备,并保证其满足状态检测需要;计算出参数指标监测的周期以及检测方法。②特点。此种维修方式具有较强的主动预防性,应根据方案规定、周期、维修对象等对技术状态进行分析,以便于通过参数指标临界值提早发现故障问题。其主要特点体现在三个方面,一方面,维修对象无修理寿命,只有承制单位规定寿命。装机系统在将参数规定值与临界值进行对比后,判定采取何种方式进行维修。另一方面,维修对象在使用过程中,在工作技术状态上与检验参数相符合,为检测仪器的制造提供便利,以参数为依据进行评估,否则将难以完成视情维修工作。还有一个显著特征是针对维修对象而言的,要求其能够通过绘制函数图像的方式,描绘出参数与性能之间的变化关系,并形成大数据库,为确定出入与检测标定提供更多便利,进而在最短的时间内诊断出系统中存在的潜在问题。

3 航空部附件视情维修的操作方法

在对以上两种视情维修方式进行分析后,发现后者灵活性较强、应用范围较广,能够在飞机某个系统或者单个部附件修理中进行使用,十分适用于航空视情维修研究工作中。本文将对视情维修在航空部附件中的应用方法进行分析,以JYL 6气象雷达为例进行研究。

(1)分析部附件视情维修可行性。在对部附件进行视情维修之前,应明确具体的操作流程。本文研究的气象雷达主要由变换器、天线微波、收发机、显示器组成,首先要对各子部件的视情维修可行性进行分析,对变换器、天线微波、收发机、显示器的参数、性能、可测试性进行检验。

(2)分析无故障工作时间。对JYL 6气象雷达的无故障工作时间进行分析,并在此基础上确定不拆修时间。对可靠性来说,气象雷达由各子部件经电缆串联而成,系统的可靠度是各子部件可靠度的乘积。可靠性与故障率成反比,可靠性高就意味着故障率低。通过计算各子部件的故障率,即可得出整个气象雷达的故障率,进而得出雷达MTBF数值,JYL 6气象雷达MTBF经测算为340h。只要雷达的监控指标参数符合要求,则在340h以内完全可以正常运行,无须对其进行拆修与维修。如果340h以后气象雷达的各项指标参数仍合格,则可以适当的延长装机时间。

(3)明确监控指标参数。从自身特点出发,确定需修理的部附件应重点监控的指标参数。JYL 6气象雷达作为一种机载雷达,其工作原理是:发射机产生高频脉冲信号,天线负责向外辐射,飞机前方云、雨、雪或湿气会将能量反射回来,雷达接收到反射信号后完成信号的处理,并通过不同颜色光带的形式显示到显示器上,提醒飞行员前方气象情况。JYL 6气象雷达关键技术指标主要包括发射功率、灵敏度、增益控制以及工作方式/画面响应情况。

(4)视情维修主要方法。视情维修实现方式多种多样,例如,目视检查、功能检查、性能检测、报废换新等。笔者认为在不影响飞行安全和作战的前提下,航空部附件均可以目视检查、使用/功能检查为主,辅以必要的性能检测和拆修报废。其中,目视检查、功能/性能测试工作可优先考虑在原位进行,无原位检测条件或原位检测不满足测试需求的实行离位检测。部附件内部有寿件应注意在视情维修过程进行更换,以保证部附件工作可靠性。若部附件满足视情维修的技术要求,则可以继续投入使用,直至接近或达到临界状态;性能良好的情况下,也可以适当延长使用寿命。

(5)维修效果。视情维修的诞生是在科技发展背景下,维修方式的优化与革新,推动了维修体制的改革,具有较强的系统性,涉及范围十分广泛,前期监控能力建设投入较多。但在实施后,经济效益十分可观,能够有效促进军事发展。视情维修在航空部附件中的应用,能够减少60%的维护人员投入量,减少50%左右的工作量,节省了超过40%的航材,具有十分良好的维修效果。

4 结语

综上所述,随着科技的发展,飞机内部结构更加复杂,需要及时更新和优化维修方式来满足新时期要求。视情维修具有较强的可靠性与经济性,我国应积极引入国外先进技术,在视情维修理论基础上与我国飞机实际情况相结合,采用理论与实践相结合的方式,使视情维修的质量与效率得到有效提升,使航空力量变得更加强大,综合国力得到进一步提升。

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