航空飞行器维修技术及发展

2022-11-27史礼学

设备管理与维修 2022年20期

关键词：飞行器费用航空

史礼学

（中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西西安 710089）

0 引言

航空飞行器是航空运输高效运行的重要因素，一旦飞行器产生故障会影响航空运输的安全性和稳定性。我国现阶段采用的维修技术在实际应用的过程中仍然存在一定的局限性，有必要展开更深层次的探究。

1 航空飞行器维修技术分析

1.1 定时维修

在当前航空飞行器维修领域，定时维修是比较常见的维修方式。维修人员需要综合考虑飞机的使用年限、飞行时间等相关因素确定具体的维修时间，定期组织维修工作，全方位落实潜在故障隐患的排查工作，从源头上科学预防安全事故的发生。但飞机在飞行阶段有着相对复杂的特点，飞行过程始终面临多种不稳定因素，导致航空飞行器故障的产生有一定的随机性。定时维修工作存在严重的滞后性，无法高效预防潜在的事故隐患。同时，定时维修工作往往进行局部的拆解工作，长此以往势必影响飞机结构的精密度。尤其是针对发动机，该类设备有相对复杂的结构，若是长久使用定时维修的方式，对其正常的使用年限会造成负面影响。

1.2 视情维修

结合已有的飞行事故案例，不仅包含受到不稳定因素影响的意外故障，还存在着诸多从一个安全隐患逐渐扩大进而爆发的故障。视情维修会在故障产生之前采取一系列的事前控制措施，从根本上降低故障出现的可能性，减少维修成本，为飞机的安全飞行提供充足保障。维修人员应用各种特殊监测仪器，针对线路、设备和零件呈现出的异常工况，及时发出预警信息。技术人员在预警信息的基础上，针对信号来源和故障具体内容等展开深层次的分析工作，精确定位其中的问题。为技术人员更加高质量地开展针对性的故障维修工作创造良好的条件，以免故障大范围扩大，对其他正常运行的部位造成负面影响[1]。

近年来，研究人员在视情维修方案的基础上进一步更新、升级，充分结合可靠性理论优化，制定了全新的航空飞行器维修方案，相对于固有的视情维修具有更高的成熟性和稳定性，得到了大范围的推广和应用。

AI 诊断技术、无线传输技术等新型技术的提出和完善，从技术层面为航空飞行器电气系统的故障诊断和巡检提供了保障。飞机电气系统在不断发展的过程中，对高精度微处理器和微型传感器的应用，进一步加速了其朝着智能化、自动化诊断方向发展的进程。机载控制中心可以在任何状态下实时动态地了解各项设备的使用情况，明确飞行参数，并参考标准参数进行分析，若发现二者不匹配便第一时间发出警报，向相关人员告知异常工况。

1.3 基于飞机健康管理系统的维修

基于飞机健康管理系统的维修技术是当前航空飞行器维修领域关注度比较高的技术之一，对于现阶段的飞机系统设计和应用，飞机故障预测和健康管理技术是其中比较关键的内容。飞机健康管理系统的应用能够实现对于该技术设计情况的全面预测、综合测试和诊断（图1）。

图1 飞机健康管理系统组成

飞机健康管理系统使用当前最先进的传感器技术，应用相关算法和智能模型，针对飞机当前的工作状态展开实时的监控、预测、诊断和管理。结合实践中的应用成效进行分析，不仅能够动态化地落实对飞机发动机和相关设备的监测工作，还可以从视情维修理论出发，在具体的监测结果和故障判断的基础上，自动生成与实际情况相适应的维修方案，合理使用发动机调动系统针对性地开展故障维修工作，确保飞机整体处在平稳运行的状态。

我国大力发展无线通信技术，正迎来5G 时代，未来的航空飞行器呈现出远程在线监测发展的趋势。诸多的航空公司、科研院所开始联合高校开展对航空飞行器远程故障诊断的探索，以南京航空航天大学为例，其在研究过程中提出一种远程诊断发动机故障的技术，并在相关理论的基础上构建起了相对健全完善的体系结构，同时基于诊断设备网络化设计提出了协同诊断和专家系统远程故障诊断的新型技术方案。该方案在应用过程中能够充分展现网络数据库技术和COM（Component Object Model，组件对象模型）技术的优势和价值，让知识存储在Web 服务器中，并展开集中统一的管理工作。

2 航空飞行器维修技术未来发展方向

2.1 基于维修导向的设计

未来航空飞行器维修技术的更新和升级势必会朝着基于维修导向设计（Design For Maintenance，DMF）的方向发展，在产品设计之初便始终从用户的基本需求出发，通过对产品寿命周期中所呈现出的特征展开全方位的评价和权衡，促进产品本身测试性、保障性和可靠性的提升，在很大程度上保障产品本身的可维修性，一旦产生故障就可以最大限度降低设备、费用、人力和时间等维修成本的投入。在飞机整个使用期限范围内都应充分落实维护和修理工作，从问题的根源着手解决涉及到的问题，而不能沿用过去在完成飞机研制后再对其进行改善的维修观念[2]。

在航空发动机维修工作中展现出了基于维修导向的设计理念，早在开展设计工作时，相关工作人员需要针对其总体方案展开详细全面的论证工作，明确其维修的普遍性特点。但当发动机设计完成并定型，在飞机上进行装备后便会导致固有属性被逐渐冻结，难以在后续使用中对其进行优化改进。近年来，我国已经开始尝试性地采用基于维修导向的设计方案，在新型号航空发动机研发之初便会安排专门的工程师，针对整机和相关零件展开相应的设计工作，形成全面完善的设计方案，强化落实FMECA（Failure Mode，Effects and Criticality Analysis，故障模式、影响分析和危害性分析）和维修性验证，在此基础上制定维修性计划。为了充分展现出维修控制指标，保障航空发动机设计中体现可维修性，工程师应当结合以往的经验，科学预测未来可能产生的故障。

2.2 强化过程管理和经济性控制

过程管理和经济性控制是当前针对航空飞行器展开维修的重要手段，也是未来着重发展的方向之一。其中，针对维修过程所开展的管理工作主要是合理控制维修费用的支出。飞机和发动机维修工作主要涉及维修技术、生产和质量管理等内容，以下两方面会影响飞机和发动机维修保障所需的费用：①在航空飞行器维修阶段花费在检测、航材和维修等方面的费用，属于直接维修费用；②与维修工作密切相关的人力资源、管理和库存周转等费用，该类费用属于间接费用。为了能够进一步实现航空飞行器维修效率和经济性的提升，势必要在原有的基础上综合控制直接和间接费用[3]。

结合当前我国民航业发展的实际情况，对航空飞行器所使用的维修技术与西方发达国家相比依然存在一定差距，需要在维修方面额外支出大量费用，未能高质量控制直接维修费用。在民航业重组刚刚告一段落的现阶段，内部管理仍面临诸多挑战，企业整体的运行效率迟迟无法稳步提升，而在间接维修费用控制方面则始终存在不足，整体存在着巨大的发展潜力。

航空器维修的维修费用控制工作，不应局限在微观层面，如果仅是把控最优更换和维修间隔，在短期时间内虽然降低维修费用，但无法提升长期维修的经济性。所以，在设计工作初期就应注重分析维修工作，以获得最低的全生命周期成本。在开展维修管理工作的过程中，应适当强化对维修质量的优化把控。以往的工作忽视了对维修质量的有效衡量和优化改善，大多将精力放在结构性的维修层面，没有充分保障维修工作的全面性和实效性。

维修质量的控制措施：①最大限度降低人为操作失误引发的维修故障，在当前的航空飞行器维修领域，人为操作失误是客观存在的，相关工作人员应积极对高风险区域进行分析、总结，避免人为错误，并尽可能增强维修过程中的容错性；②制定维修方案，保障固定检查点的全面性，在相应位置上张贴醒目的标签；③实时、动态地记录维修过程以方便工程师查询，继而向维修人员提供正确、专业的指示。

针对维修过程实施管理需要合理把控效率，质量、速度和成本之间有密不可分的联系，而在现代社会迅速发展的过程中，速度有了更关键的作用。以往的航空公司侧重从维修价格的角度选择维修公司，现今则将重点转移到了维修周转时间层面。由此可见，未来航空飞行器维修技术的发展应更加注重提升效率[4]。