民用飛機維修性參數選取和指標確定方法研究

王潔萱

(上海飛機設計研究院，上海 201210)

0 引言

飛機維修性參數可分為三類，第一類與維修時間有關，如主起落架機輪更換時間、平均修復時間、發動機帶周邊組件拆裝時間、平均預防性維修時間、平均維修性時間等；第二類與維修工時相關，如每飛行小時維修工時、維修工時率等；第三類與維修成本相關，如直接維修成本、間接維修成本等[1-2]。維修性參數的量值即維修性指標，在民用飛機設計立項論證階段選擇適當的維修性參數并確定對應的量化指標，對保證飛機的正點運行和降低運營成本有重要的影響[3]。

由于我國民用飛機研制項目開展較晚，對參數體系的構建和指標確定缺少經驗[4-6]，而且在維修性指標確定工作中可參考依據較少，一般根據GJB 1909.1-94[7]等針對武器裝備的方法，并不完全適用于民用飛機的指標確定[8-12]。本文針對傳統的民用飛機維修性指標確定的問題和不足，基于民用飛機研制的特點，探討維修性參數的選取和維修性指標確定方法，為民用飛機維修性設計分析工作提供參考。

1 維修性參數選取

維修性參數的選取，應考慮以下影響因素：

1)適航要求。適航要求是民用飛機必須達到的最低安全要求，民用飛機參數選取要充分考慮適航要求，選擇的參數要能夠體現適航維修性要求。

2)國際慣例。選用國際通用的維修性參數，有利于民用飛機參與市場運營，并與國際競爭機型對標。

3)產品的層次和特點。將飛機劃分層級，從整機級到部件級來選取維修性參數。

4)全面性、完整性。維修性參數的選取，應能完整描述飛機維修性特性，包含各個壽命周期階段。

5)不冗余、不矛盾。應減少內涵相互交叉的參數，并協同考慮各參數間的影響，避免不同參數出現矛盾。

6)可分析、可考核。民用飛機指標體系中，應能給出指標的試驗結果或者可信的分析評價結果。

維修性參數類型及參數的有效性如表1所示，考慮到民用飛機維修性參數選擇的影響因素，選取如下維修性參數。

1)平均修復時間。平均修復時間的長短，直接影響飛機簽派可靠度、維修費用和飛機的日利用率，從根本上影響客戶的盈利空間。

2)直接維修成本。直接維修成本的高低關系到飛機的銷售市場，任何航空公司都不愿購買維修成本過高的飛機。

3)發動機帶周邊組件拆裝時間。飛機發動機的更換是一項復雜的業務，發動機帶周邊組件的拆裝時間直接關系到飛機的使用維護成本。

4)主起落架機輪更換時間。減少主起落架更換時間，可以保證飛機安全、高效使用，為使用單位節約成本、提高經濟效益。

5)每飛行小時維修人工時。每飛行小時維修人工時是與維修人力有關的維修性參數，與直接維修成本密切相關。

2 維修性指標的確定依據

確定民用飛機維修性指標的基本原則是既要考慮市場需求，也要注意技術可行性。確定維修性指標時，應首先明確指標驗證時機與驗證方法、主要航線分布、飛機利用率。

確定指標時，應依據以下因素：

1)設計機型、飛行距離及座級等相關信息，進行用戶需求、市場和運營情況的預測；

2)國內外競爭已達到的維修性水平；

3)民用飛機使用的新技術、新材料等對維修性的影響；

4)飛機的使用、維修等約束條件。

3 維修性指標確定方法

3.1 平均修復時間

在確定平均修復時間時，應與競爭機型對比，并低于競爭機型15%～20%，以提高維修性水平。另外，為了不造成延誤，過站檢查時間與平均修復時間的和應不超過全服務過站時間±15 min。

3.2 直接維修成本

目前國產民用飛機的研制是全新的設計，沒有直接可參考的基礎，考慮到航材費用與人力成本，以及適度體現技術進步和改型作用，直接維修成本應比競爭機型低，但不宜過低，否則面臨巨大的技術風險?？紤]到市場需求以及技術基礎，直接維修成本應較競爭機型降低3%～5%。直接維修成本的計算可以采用NASA-95法[13]。如已知典型航段、人工時費率、機體重量、發動機重量、發動機海平面推力、發動機數量、輪檔時間以及消費者價格指數修正系數(基于研制當年費用水平)，由上述計算條件可以得到飛機級維修成本，維修成本中間接維修成本通常是直接維修成本的0.5倍～2倍，從而可以確定飛機直接維修成本。

3.3 發動機帶周邊組件拆裝時間

發動機拆裝時間僅計算拆裝步驟的時間，步驟之間的準備時間不計入。假設短艙已拆除，工作梯、吊具等已到位，相關斷路器已設置完畢，不考慮前期準備和后期恢復測試的工作耗時。拆裝任務步驟大體如表2所示。

表2 發動機帶周邊組件拆裝任務步驟

根據上述拆裝步驟進行競爭機型發動機帶周邊組件拆裝時間對比，尤其應注意反推的設計形式是否與競爭機型相似，否則會影響拆裝吊掛口蓋蒙皮及斷開/連接管路的耗時。

3.4 主起落架機輪更換時間

主起落架機輪更換時間的確定方法與發動機帶周邊組件拆裝時間的確定方法類似，主要是根據更換步驟進行競爭機型機輪更換時間的類比確定。主起落架機輪更換時間不包括各步驟之間的準備時間，假設工具已準備到位、飛機相關斷路器已設置完畢、起落架已被頂起。主起落架機輪更換步驟如表3所示。在確定主起落架機輪更換時間時，除對比競爭機型，還要綜合考慮機場跑道條件和航空公司的實際需求。

表3 主起落架機輪更換任務步驟

3.5 每飛行小時維修人工時

每飛行小時維修人工時指標中，維修工作通常包括航線維修、定檢、更換限壽件、非計劃維修。在確定每飛行小時直接維修人工時指標時，需要參考市場數據和競爭機型維修工作量的相關材料和國內外航空公司維修水平的差異，并結合新研機型的結構特點。為了保證新研機型的市場競爭力，每飛行小時維修工時指標應比相似機型降低20%～25%。

4 結論

在確定維修性指標過程中，需要根據飛機的預期實際運營條件和設計參數，保證飛機、系統、部件的設計能夠得到及時、恰當和經濟的維修保障。經過分析和論述可以得到以下結論：

1) 通過綜合考慮民用飛機維修性參數的影響因素和有效性選取平均修復時間、直接維修成本、發動機帶周邊組件拆裝時間、主起落架機輪更換時間、每飛行小時維修工時作為維修性參數。

2) 分別論述了各個維修性指標的確定方法。在確定指標時,要注意與競爭機型進行對比，此外還要考慮航空公司的使用需求和技術水平與資源能力。