基于MSG-3计划维修大纲的闪电/高强度辐射场防护分析

摘要：介绍了MSG-3的基本内容，根据MSG-3中的闪电/高强度辐射场防护部分内容，确定了闪电/高强度辐射场防护的敏感度等级、维修间隔以及任务类型。分析研究结果对民用飞机计划维修大纲的闪电/高强度辐射场防护部分内容的制订具有参考价值。

关键词：闪电/高强度辐射场防护;MSG-3;维修大纲

0 引言

随着社会经济的发展，人们对航空运输的需求也越来越多。在航空运输过程中，保证飞机安全是第一任务。根据美国航空运输协会统计，平均每架飞机每年都要遭受不同程度的雷击。例如，2010年哥伦比亚一架波音737客机降落时遭遇雷击，着陆失败，机身断裂为三截，造成多名人员伤亡[1]。因此，闪电/高强度辐射场会严重影响飞机的运行安全。2001年，MSG-3计划维修大纲的修订版本中加入了闪电/高强度辐射场防护的独立分析部分，由此可以看出闪电/高强度辐射场的防护对飞行安全的重要性。

本文主要以MSG-3为基础，从维修角度对闪电/高强度辐射场防护进行分析研究。

1 适航要求

各个国家和地区对飞行器都有较为严格的适航法规，尤其对闪电/高强度辐射场防护的情况有明确要求。例如，美国FAR 25部和欧洲EASR 25部中都有针对闪电/高强度辐射场防护的具体标准。我国基于国内的航空运输情况，参照美国联邦航空局和欧洲航空安全局的安全规定，制订了关于闪电/高强度辐射场防护的适航条例，例如CCAR 25.1316系统闪电防护、CCAR 25.954燃油系统闪电防护以及CCAR 25.581闪电防护等[2]。飞机只有满足相应国家或地区的适航要求，才可以在该地区取得商业营运条件。

2 MSG维修思想的形成和发展

MSG维修思想是各个航空公司和机构维修策略、程序和大纲制订的指导性文件。现代航空维修思想是由“可靠性方法”维修和MSG维修思想结合产生的，其中MSG维修思想经过多个版本的修订，已经被各国民用航空组织和公司认可。该思想从第1版到第3版的最新修订版本已经经历了半个世纪，从初步成形到日趋完善的整个发展过程中，有3个重要时间节点，如图1所示。

1968年，为了制订波音747客机的预防性维修大纲，由美国航空公司和飞机制造商组成维修指导小组，基于RCM维修思想制订出了MSG-1维修评审和大纲的制订手册，该文件将传统的单一维修方式转变为定时、灵活和状态监视3种情况，成为第一个包括决断方法和程序的维修大纲指导文件。

20世纪70年代，维修指导小组在MSG-1的基础上推出了MSG-2航空公司/制造商维修大纲计划文件手册。MSG-2通过“自下而上”的分析方法，确定飞机系统独立项目的维修情况，该文件属于维修程序向导型。

20世纪80年代，世界各国航空局、航空公司和飞机制造商在MSG-2的基础上编写了MSG-3航空公司/制造商维修大纲制订文件。MSG-3通过“自上而下”的分析方法，确定飞机子系统和总系统的维修计划，该文件属于维修任务向导型。

3 计划维修大纲的分析

MSG-3中闪电/高强度辐射场防护部分维修工作是为了降低闪电/高强度辐射场防护系统的部分故障影响，从而进一步降低防护系统故障对飞机的适航性影响。MSG-3中闪电/高强度辐射场防护项目根据衰退的敏感性评估系统的状况，在出现防护系统故障时，根据逻辑判断法确定维修任务和维修间隔。闪电/高强度辐射场防护分析包括三部分：防护对象、防护部件分析、敏感度等级[3]。

（1）防护对象。根据ATA 2200标准划分的区域，闪电/高强度辐射场防护对象为电气保护部件和非电气保护部件。

（2）防护部件分析。根据防护部件的特点和性能数据，分析其防护特性，包括稳定性、耐腐蚀性和环境影响。

（3）敏感度等级。包括区域内的环境损伤（ED）和偶然损伤（AD），根据指定区域的防护部件对环境损伤和偶然损伤的敏感程度，分析评估该区域的敏感度等级，敏感度等级在维修间隔制订和任务类型确定中具有关键作用。

4 闪电/高强度辐射场防护分析

4.1    闪电/高强度辐射场防护敏感度等级

闪电/高强度辐射场防护敏感度等级主要根据大量长时间的工程经验、运营数据、试验数据等综合因素确定。在MSG-3中，闪电/高强度辐射场防护敏感度等级主要决定了区域维修间隔，所以确定闪电/高强度辐射场防护敏感度等级是制订计划维修大纲不可或缺的一环。

以MSG-3为基础，闪电/高强度辐射场防护敏感度等级主要由环境损伤（ED）敏感度等级和偶然损伤（AD）敏感度等级决定。

ED敏感度等级主要与液体、温度、振动等环境因素有关，这些环境因素可能会使闪电/高强度辐射场防护功能发生退化，不能满足计划维修大纲的要求。其中，液体包括燃油、液压油、水蒸气等可能会产生影响的液态物质。在防护区域或者防护部件的临近区域，专家通过存在的液体对防护部件产生的影响程度进行评级打分。温度指防护区域的温度变化对防护效果产生的影响，飞机飞行高度的不同会使各个防护区域产生不同的温度变化，专家根据温度变化对防护效果产生的影响程度进行评级打分。振动指会影响到防护功能的任何振动情况。专家根据振動对防护区域的影响程度进行评级打分。其他的环境因素指可能使防护效果下降的物质或者情况，例如腐蚀性粉尘、酸性粉尘等。

AD敏感度分为维修敏感度和使用敏感度。其中，维修敏感度指维修过程中出现的偶然因素使防护部件受损，影响防护效果的可能性。使用敏感度指使用过程中受偶然因素影响进而影响防护效果的可能性。专家对以上所述的ED敏感度和AD敏感度中的影响因素进行评级打分，得出不利因素对闪电/高强度辐射场防护敏感度等级的影响情况。例如，将敏感度等级分为：（1）所受影响较低;（2）所受影响适中;（3）所受影响较高。

4.2    维修间隔

由MSG-3可知，闪电/高强度辐射场防护的维修间隔根据其敏感度等级来确定，合适的维修间隔对制订民用飞机计划维修大纲具有重要作用。评定闪电/高强度辐射场防护系统时，将该系统分为A级和B级，且飞机上两个级别的防护系统都能够被分析评估。A级防护系统指如果该系统失效后会发生机毁人亡事故的电气和电子系统;B级防护系统指该系统失效后会使飞机处于非致命性风险状态的电气和电子系统。随着航空业的发展，人们对航空安全的要求越来越高，根据航空部门统计的运营数据，仅将防护系统等级分为A级和B级难以实现指导的精准性，这对维修大纲的制订和工程维修提出了挑战，所以MSG-3对防护系统等级分级进行了适当修改，使闪电/高强度辐射场防护系统按照统一评测标准分析。

闪电/高强度辐射场防护维修间隔制订步骤包括：

（1）根据MSG-3划分防护区域，确定防护部件;

（2）查找影响ED敏感度和AD敏感度的因素，对具体影响因素进行评级，结合不同区域敏感度的差异，专家对闪电/高强度辐射场防护的整体敏感度进行评级;

（3）根据闪电/高强度辐射场防护敏感度等级制订等级-维修间隔关系表，确定维修间隔。

4.3    任务类型确定

由于执行标准的不统一，不同的飞机制造商确定闪电/高强度辐射场防护任务类型的方法存在差异，一般确定的基础依据为工程经验和维修数据。本文在MSG-3基础上，结合工程经验和维修数据，通过矩阵法或者逻辑判断法来确定闪电/高强度辐射场防护任务类型。

矩阵法确定任务类型的原理是在多元素问题中，提取成对的元素列出矩阵图，根据所列矩阵图找到关键信息解决问题。矩阵法确定任务类型时，如果出现一般目视检查（GVI）无效的情况，则转而选择其他任务类型。其他任务类型的选择依据包括防护区域内防护设备的布置密度和闪电/高强度辐射场防护退化标准。防护区域内防护设备的布置密度包括设备的安装、导线的密度等，防护设备的布置密度根据数量、种类数和相互距离分为低、中、高三个标准。闪电/高强度辐射场防护退化标准根据退化的程度（可维修性、退化模式和冗余等级）分为低（轻微老化）和高（显著老化）两个等级。

与矩阵法相比，逻辑判断法具有更强的操作性，确定任务类型的过程中效率更高。在MSG-3的基础上，通过逻辑判断法对防护设备和防护项目的退化、项目的可视性以及安装环境的退化综合性分析确定任务类型。

5 结语

闪电/高强度辐射场防护对保证航空安全越来越重要，由于闪电/高强度辐射场防护维修性的研究还处于起步阶段，缺少相关的维修经验和维修数据，因此需要不断完善其指导文件和维修大纲来保证飞机航行的安全性。本文基于MSG-3分析了敏感度等级、维修间隔和任务类型确定等内容，分别阐述了这三个部分评估执行的方法。本文阐述的方法对制订闪电/高强度辐射场防护计划维修大纲具有参考价值。

[参考文献]

[1] 中国民用航空总局飞行标准司.维修审查委员会和维修审查委员会报告[R/OL].（2006-05-15）[2020-11-12]. http：//www.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/GFXWJ/201511/t20151102_7883.html.

[2] ATA.MSG-3 Operator/Manufacturer Scheduled Mainten-ance Development[Z].

[3] 戴思宗.民用飛机全寿命周期的经济性设计[J].飞机工程，2002（2）：14-19.

收稿日期：2020-11-20

作者简介：顾海健（1985—），男，江苏海门人，工程师，研究方向：航空发动机四性设计。