QAR的发展新趋势

Paul Seidenman David Spanovich

随着新一代飞机变得更加数字化，飞机上产生的数据越来越多，快速存取记录器（QAR）对于确定飞机系统性能和维护趋势变得愈发重要。

GE航空数字技术首席工程师Matt Wiseman指出，QAR是一个机载可配置的數据记录器，它从多个系统和数据总线捕获完整的飞行数据，包括发动机数据，例如转子速度、气路温度和压力、润滑油和燃料系统温度和压力以及振动数据等。这些数据可以被用来判断发动机及其部件和子系统的整体性能，还可以被用来解析未来故障的特征或前兆，甚至被用来推断返厂维修的时间和预测性维修的工作范围。

GE航空互联飞机项目总监Kevin Duffner表示，QAR是预测性维护的起点，因为它们提供了连续的飞行数据，这对于数据分析非常关键。能力更强的飞机健康管理系统在预测性维护计划中的应用越来越重要，因为它们能捕捉到更丰富的信息，支持双向通信，并能快速重新配置以满足新的需求。随着时间的推移，QAR在三个主要指标方面——容量、连接性和功能有所发展。首先，新一代的飞机相比前一代会产生更多的数据，QAR的容量也必须相应增加；其次连接性方面，QAR收集数据的方式逐渐从手动数据收集转向蜂窝式传输，在某些情况下，利用卫星和空对地通信方法进行实时数据访问；第三，就功能而言，QAR之前往往仅限于数据记录，但是现在QAR可以作为飞机接口设备，支持双向通信，并提供类似“仪表板”的数据看板来支持维护人员的工作。

汉莎技术公司的预测性维护和航空电子工程师Felix Hammes认为，尽管既定的飞行数据监测计划使飞行安全部门成为航空公司内部最大的QAR数据用户群，然而在过去10年中，QAR数据的用户群已经从飞行安全部门逐渐扩展到很多其他的部门。其中一个新的用户群是燃油效率部门，他们正在使用QAR数据来了解和模拟燃油消耗情况。例如，他们通过分析QAR数据提出更好的节油建议，并在实施改变后跟踪效果。显然，要做到这一点，重要的是采用更多定制的QAR数据，包括来自燃油管理系统的信息。此外，在MRO业务中，维护部门已经投入了相当大的努力，致力于利用QAR数据提高航空公司的技术签派可靠性，并降低其维护成本。

QAR设备供应商Avionica公司的产品与服务副总裁Scott Ridge表示，目前Avionica公司有多款功能强大的QAR产品可供选用。一种是能提供无线和手动下载功能的QAR，这一产品通常能满足航空公司最低的飞行品质监控（FOQA）要求。而另一种QAR产品不仅能够提供从更多飞机系统中手动或无线收集数据的功能，还可以保证通过云服务器上的应用和分析功能实时使用收集到的数据。而Avionica公司的旗舰产品aviONS，则相当于一个网络服务器和应用平台，它在维护功能方面具有 “基本QAR的所有能力”，但同时还可以被用于从其他系统和机载分析应用中收集信息，以及托管其他应用和与连接系统对接。

aviONS设备通常安装在电子设备舱，Avionica公司也提供了另外一个选项，就是可以安装在某些机型的驾驶舱测试插座上。aviONS具有开放的架构，在软件上使用Docker容器，允许整合第三方应用。根据Avionica公司提供的信息可知，大多数基本的QAR主要记录ARINC 717数据，这与进入飞行数据记录器的数据相同，它们也被允许从其他几个系统（包括飞机状态监测系统）获得一个或两个通道的ARINC 429数据。而Avionica的产品系列可以直接连接到多个429总线上，以帮助运营人获得执行其维护操作质量保证计划所需的特定系统的数据。在提及QAR技术如何助力飞机维护时，Avionica公司表示，它使运营人积极主动地进行维护成为可能，即飞机行驶过程中维护部门就可以根据QAR数据开始着手排除故障，准备排故和修理所需要的零备件和资源，这样航班基本上不会出现延误和取消。

Teledyne公司战略计划和联盟总监Peter Alexander表示， QAR技术将毫无疑问地继续朝着无线传输的方向发展。这一技术可以追溯到20年前，由Teledyne Controls开发的无线传输专利。1999年，Teledyne成功地完成了该类型QAR在航空公司的首次安装，每次飞行后通过当时最先进的2G蜂窝网络可以自动进行FOQA数据无线下载。从那时起，航空公司的数据需求呈指数级增长，Teledyne使用的蜂窝通信标准也从2G发展到了5G，无线QAR技术的使用帮助航空公司实现了预测性维护和飞机健康监测。特别是在发动机管理方面，无线QAR数据传输可以在飞机着陆后几分钟内捕获故障或趋势性问题，有利于航空公司减少整体人力成本和避免昂贵的完整发动机更换。普惠公司还尝试与Teledyne公司合作，为其发动机EngineWise项目及时提供数据，从而为航空公司实现高效的发动机健康状态监控，以防止发动机的非例行更换。

Teledyne公司的Peter Alexander同时提到，QAR技术之前主要用于飞行后的数据分析，但是如今QAR的发展正朝着实时运营数据传输的方向前进。利用QAR与卫星通信系统或其他支持互联网协议的技术进行整合，这将大大改变航空公司的运营方式，使其能够获得实时大数据，并在日常运营和计划维护中做出针对性的优化决策，以降低航空公司运营成本。例如，一些北美的大型航空公司利用Teledyne的GroundLink Comm+无线QAR技术提供数据，以填充和完善他们的内部系统和预测算法。此外，数据分析师能够轻松地扩展Teledyne Comm+ QAR上的数据框架，以设置更多感兴趣的参数。作为OEM，Teledyne完全支持航空公司的数据主权要求和他们自己内部制定的预测性维护计划。展望未来，Teledyne认为QAR与卫星通信系统的整合将更加紧密，“云中黑盒”系统将成为历史，在将来不管飞机处于哪个飞行阶段，QAR技术将实现实时发送数据到地面的目标。

汉莎技术公司认为，QAR技术演化的新趋势将迫使航空公司更广泛地考虑到5G兼容性。航空业目前正面临着全球许多地区的2G和3G移动电话网络停用所带来的挑战，显然在未来几年内会有更多的地区停用这些移动网络，而无线传输数据对于今天QAR的使用场景来说却是强制性的，这就要求航空公司从长远考虑至少应该将设备升级到具备4G能力，以确保数据正常传输。对于那些尚未开始着手处理2G/3G停用问题的运营人特别是拥有大型机队的航空公司来说，现在开始执行改装计划可能已经有点晚了，因为这是一个极为耗时的工程。A519E82C-1B87-49C6-BFAC-477663B4CB42