維修性設(shè)計(jì)在民用飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

閆旭東 / Yan Xudong

(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210)

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維修性設(shè)計(jì)在民用飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

閆旭東 / Yan Xudong

(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210)

民用飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)維修性工作的目標(biāo)是保證設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)的民用飛機(jī)滿足規(guī)定的適航要求，以提高飛機(jī)的可用性，從而降低對(duì)維修人力及其他資源的要求，縮減運(yùn)營(yíng)成本，使飛機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。關(guān)鍵詞：民用飛機(jī)；維修性；設(shè)備平均更換時(shí)間；拆卸

0 引言

民用飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)維修性工作的目標(biāo)是保證設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)的民用飛機(jī)滿足規(guī)定的適航要求，以提高飛機(jī)的可用性，減少對(duì)維修人力及其他資源的要求，降低運(yùn)營(yíng)成本，使飛機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。維修性設(shè)計(jì)工作采用全系統(tǒng)、全壽命、全費(fèi)用的觀點(diǎn)，應(yīng)用先進(jìn)的維修性設(shè)計(jì)方法與手段，保證飛機(jī)具有良好的維護(hù)性能。

根據(jù)FAR25和CCAR25部有關(guān)條款的規(guī)定和飛機(jī)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、舒適的要求，由某一型號(hào)飛機(jī)維修性要求確定飛機(jī)系統(tǒng)、分系統(tǒng)及其零部件的維修性要求。按照維修性大綱要求，建立系統(tǒng)、設(shè)備、部件的維修性模型，進(jìn)行維修性分配、預(yù)計(jì)與評(píng)定。

1 定性設(shè)計(jì)目標(biāo)

環(huán)控系統(tǒng)維修性的定性設(shè)計(jì)主要包括工作空間和通道；零部件、測(cè)試點(diǎn)、調(diào)整件和連接件的可達(dá)性；標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模件化與互換性；部件的維修性特征；防差錯(cuò)設(shè)計(jì)和識(shí)別標(biāo)記；零部件、調(diào)整件和連接件的測(cè)試性；需要的工具、附件和產(chǎn)品支援設(shè)備的數(shù)量及品種的限制；人員數(shù)量及技能水平等。具體目標(biāo)如下：

(1)要有足夠的工作空間和通道；

(2)應(yīng)保證零部件、測(cè)試點(diǎn)、調(diào)整件和連接件有良好的可達(dá)性；

(3)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用性和互換性設(shè)計(jì)；

(4)要有防差錯(cuò)設(shè)計(jì)和識(shí)別標(biāo)記；

(5)零部件、調(diào)整件和連接件要有良好的可測(cè)試性；

(6)需要的工具、附件和產(chǎn)品支援設(shè)備的數(shù)量及品種要盡可能的少；

(7)維修人員數(shù)量要求盡量少，對(duì)維修技能水平的要求要盡量低；

(8)使維護(hù)簡(jiǎn)便；

(9)維修費(fèi)用低；

(10)適度的維修性定量目標(biāo)；

(11)防差錯(cuò)設(shè)計(jì)措施；

(12)與維修有關(guān)的安全性要求；

(13)與維修有關(guān)的人機(jī)工程要求；

(14)故障檢測(cè)與故障隔離要求；

(15)地面支援設(shè)備設(shè)計(jì)要求；

(16)外購(gòu)產(chǎn)品采購(gòu)要求；

(17)對(duì)轉(zhuǎn)承制產(chǎn)品維修性設(shè)計(jì)專(zhuān)題要求；

(18)環(huán)控系統(tǒng)維修性定量指標(biāo)類(lèi)型的選擇與確定。

2 定量設(shè)計(jì)目標(biāo)

2.1 系統(tǒng)的MTTR 目標(biāo)值

根據(jù)設(shè)計(jì)特性加權(quán)分配法對(duì)整機(jī)級(jí)的主要系統(tǒng)的分配結(jié)果，結(jié)合確定設(shè)備平均更換時(shí)間(mean time to repair，簡(jiǎn)稱(chēng)MTTR)綜合考慮的其它因數(shù)綜合權(quán)衡，確定各分系統(tǒng)的MTTR目標(biāo)值如表1所示。

表1 某型號(hào)民用飛機(jī)系統(tǒng)MTTR目標(biāo)值

2.2 其它時(shí)間指標(biāo)要求

(1)重要部件拆裝時(shí)間

飛機(jī)可更換的重要部件主要就是航線可更換單元(LRU)，指在航線維修作業(yè)期間可以方便地在飛機(jī)上更換的部附件產(chǎn)品，包括不允許放行件(NO GO 件)和最低設(shè)備放行清單(MEL 件)。進(jìn)一步定量要求針對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)部件的更換時(shí)間，也就是與拆卸并更換有故障部件有關(guān)的時(shí)間，以更好地滿足飛機(jī)整機(jī)和各個(gè)系統(tǒng)的平均維修時(shí)間(MTTR)要求。平均修復(fù)時(shí)間(原位時(shí)間)的一個(gè)重要參數(shù)就是部件的更換時(shí)間，對(duì)于更換頻率高的部件，更換時(shí)間要盡可能短。根據(jù)航空公司的維修經(jīng)驗(yàn)，某型號(hào)民用飛機(jī)系統(tǒng)的重要部件更換時(shí)間見(jiàn)表2。

(2)口蓋拆卸或打開(kāi)時(shí)間

飛機(jī)短停維護(hù)時(shí)，需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行航線短停維護(hù)、飛機(jī)勤務(wù)、上下客貨等以確保運(yùn)營(yíng)正常，而有效縮短口蓋拆卸或者打開(kāi)時(shí)間，能更好地滿足短停維護(hù)時(shí)間的要求。維護(hù)口蓋或蓋板的拆卸或者打開(kāi)時(shí)間要求詳見(jiàn)表3。

表2 系統(tǒng)拆裝時(shí)間

表3 某型號(hào)民用飛機(jī)口蓋拆卸或打開(kāi)時(shí)間要求

勤務(wù)型口蓋可采用壓扣型設(shè)計(jì)，檢查型、操作型口蓋可采用90°轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘開(kāi)啟型。

3 環(huán)控系統(tǒng)維修性定量設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

制定維修性設(shè)計(jì)指南，把維修性要求和約束條件變?yōu)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)的具體目標(biāo)，并作為維修性設(shè)計(jì)評(píng)審的依據(jù)。飛機(jī)系統(tǒng)的維修性設(shè)計(jì)要堅(jiān)持減少維修復(fù)雜性的原則、減少維修費(fèi)用的原則、減少維修項(xiàng)目和次數(shù)的原則、縮短因維修而停飛時(shí)間的原則、減少維修中差錯(cuò)的原則和運(yùn)用人素工程原理創(chuàng)造維修便利條件的原則。其設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列準(zhǔn)則：

(1)可達(dá)性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮可達(dá)性的要求，每個(gè)部件能進(jìn)行拆卸和維修。

(2)互換性

在功能和物理特性上，相同的產(chǎn)品在使用或維修過(guò)程中能夠彼此互相替換的能力。飛機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮互換性的要求，所有的組件在選用時(shí)盡可能地按照互換性分析的內(nèi)容進(jìn)行選取，同時(shí)也對(duì)供應(yīng)商提供的產(chǎn)品作相應(yīng)的互換性要求。

(3)標(biāo)準(zhǔn)化要求

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)化的要求，所有的組件在設(shè)計(jì)選用時(shí)盡可能地按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選取，同時(shí)也對(duì)供應(yīng)商提供的產(chǎn)品作了相應(yīng)的要求；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化分析中 “整個(gè)系統(tǒng)中，特別是系統(tǒng)內(nèi)各單元之間的零件、緊固件、連接件、線(管)路和纜線等是否標(biāo)準(zhǔn)化”的要求，系統(tǒng)管路由于空間的限制在部分區(qū)域采用了異形管，這是在滿足功能要求下的選擇。

(4)防差錯(cuò)

系統(tǒng)為防止安裝和維修出現(xiàn)混淆和錯(cuò)誤，要進(jìn)行防差錯(cuò)設(shè)計(jì)，滿足防差錯(cuò)設(shè)計(jì)分析的各項(xiàng)要求。

(5)維修標(biāo)記標(biāo)識(shí)

系統(tǒng)應(yīng)防止安裝和維修出現(xiàn)混淆和錯(cuò)誤，預(yù)防維修人員在操作時(shí)出現(xiàn)危險(xiǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)設(shè)備都增加了指示標(biāo)記和警示標(biāo)識(shí)的要求，完全符合識(shí)別標(biāo)志設(shè)計(jì)分析的各項(xiàng)要求，對(duì)于“能否保持標(biāo)記的持久性”需要在以后的工作中進(jìn)行驗(yàn)證。

(6)人素工程

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮了人素工程的問(wèn)題，在滿足系統(tǒng)功能的前提下盡量符合人素工程學(xué)；維修人素工程分析項(xiàng)目中有些項(xiàng)目無(wú)法做到最優(yōu)。

(7)維修口蓋

系統(tǒng)維修口蓋的設(shè)置，在設(shè)計(jì)階段遵循滿足系統(tǒng)檢測(cè)、維護(hù)和維修要求的前提下口蓋數(shù)量盡可能的少，如果能與結(jié)構(gòu)或其他系統(tǒng)共用的就盡可能的共用維修口蓋。

4 結(jié)論

民用飛機(jī)環(huán)控系統(tǒng)維修性工作的目標(biāo)是保證設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)的民用飛機(jī)滿足規(guī)定的適航要求，以提高飛機(jī)的可用性，減少對(duì)維修人力及其他資源的要求，降低運(yùn)營(yíng)成本，使飛機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。環(huán)控系統(tǒng)維修性設(shè)計(jì)工作采用全系統(tǒng)、全壽命、全費(fèi)用的觀點(diǎn)，應(yīng)用先進(jìn)的維修性設(shè)計(jì)方法與手段，保證飛機(jī)具有良好的維護(hù)性能。

[1] 章國(guó)棟，陸廷孝，屠慶慈，吳真真.系統(tǒng)可靠性維修性的分析與設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990.

[2] 焦景堂.航空機(jī)載設(shè)備可靠性維修性工程指南[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.

[3] 陸廷孝，等.可靠性設(shè)計(jì)與分析[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995.

[4] 姚一平，李沛瓊.可靠性及余度技術(shù)[M].北京：航空工業(yè)出版社，1991.

[5] 王珍熙.可靠性、冗余及容錯(cuò)技術(shù)[M].北京：航空工業(yè)出版社，1991.

Maintenance Design Used in Environment Control System for Civil Aircraft

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China)

The purpose of environment control system maintenance work for civil aircraft is to ensure the aircraft meet the certificate requirements, reduce the request in human and other resource working on maintenance, reduce operational cost of airlines, make better economical and compete ability in the market.

civil aircraft；maintenance；mean time to repair；replace

V245.3

A