QAR的發展新趨勢

Paul Seidenman David Spanovich

隨著新一代飛機變得更加數字化，飛機上產生的數據越來越多，快速存取記錄器（QAR）對于確定飛機系統性能和維護趨勢變得愈發重要。

GE航空數字技術首席工程師Matt Wiseman指出，QAR是一個機載可配置的數據記錄器，它從多個系統和數據總線捕獲完整的飛行數據，包括發動機數據，例如轉子速度、氣路溫度和壓力、潤滑油和燃料系統溫度和壓力以及振動數據等。這些數據可以被用來判斷發動機及其部件和子系統的整體性能，還可以被用來解析未來故障的特征或前兆，甚至被用來推斷返廠維修的時間和預測性維修的工作范圍。

GE航空互聯飛機項目總監Kevin Duffner表示，QAR是預測性維護的起點，因為它們提供了連續的飛行數據，這對于數據分析非常關鍵。能力更強的飛機健康管理系統在預測性維護計劃中的應用越來越重要，因為它們能捕捉到更豐富的信息，支持雙向通信，并能快速重新配置以滿足新的需求。隨著時間的推移，QAR在三個主要指標方面——容量、連接性和功能有所發展。首先，新一代的飛機相比前一代會產生更多的數據，QAR的容量也必須相應增加；其次連接性方面，QAR收集數據的方式逐漸從手動數據收集轉向蜂窩式傳輸，在某些情況下，利用衛星和空對地通信方法進行實時數據訪問；第三，就功能而言，QAR之前往往僅限于數據記錄，但是現在QAR可以作為飛機接口設備，支持雙向通信，并提供類似“儀表板”的數據看板來支持維護人員的工作。

漢莎技術公司的預測性維護和航空電子工程師Felix Hammes認為，盡管既定的飛行數據監測計劃使飛行安全部門成為航空公司內部最大的QAR數據用戶群，然而在過去10年中，QAR數據的用戶群已經從飛行安全部門逐漸擴展到很多其他的部門。其中一個新的用戶群是燃油效率部門，他們正在使用QAR數據來了解和模擬燃油消耗情況。例如，他們通過分析QAR數據提出更好的節油建議，并在實施改變后跟蹤效果。顯然，要做到這一點，重要的是采用更多定制的QAR數據，包括來自燃油管理系統的信息。此外，在MRO業務中，維護部門已經投入了相當大的努力，致力于利用QAR數據提高航空公司的技術簽派可靠性，并降低其維護成本。

QAR設備供應商Avionica公司的產品與服務副總裁Scott Ridge表示，目前Avionica公司有多款功能強大的QAR產品可供選用。一種是能提供無線和手動下載功能的QAR，這一產品通常能滿足航空公司最低的飛行品質監控（FOQA）要求。而另一種QAR產品不僅能夠提供從更多飛機系統中手動或無線收集數據的功能，還可以保證通過云服務器上的應用和分析功能實時使用收集到的數據。而Avionica公司的旗艦產品aviONS，則相當于一個網絡服務器和應用平臺，它在維護功能方面具有 “基本QAR的所有能力”，但同時還可以被用于從其他系統和機載分析應用中收集信息，以及托管其他應用和與連接系統對接。

aviONS設備通常安裝在電子設備艙，Avionica公司也提供了另外一個選項，就是可以安裝在某些機型的駕駛艙測試插座上。aviONS具有開放的架構，在軟件上使用Docker容器，允許整合第三方應用。根據Avionica公司提供的信息可知，大多數基本的QAR主要記錄ARINC 717數據，這與進入飛行數據記錄器的數據相同，它們也被允許從其他幾個系統（包括飛機狀態監測系統）獲得一個或兩個通道的ARINC 429數據。而Avionica的產品系列可以直接連接到多個429總線上，以幫助運營人獲得執行其維護操作質量保證計劃所需的特定系統的數據。在提及QAR技術如何助力飛機維護時，Avionica公司表示，它使運營人積極主動地進行維護成為可能，即飛機行駛過程中維護部門就可以根據QAR數據開始著手排除故障，準備排故和修理所需要的零備件和資源，這樣航班基本上不會出現延誤和取消。

Teledyne公司戰略計劃和聯盟總監Peter Alexander表示， QAR技術將毫無疑問地繼續朝著無線傳輸的方向發展。這一技術可以追溯到20年前，由Teledyne Controls開發的無線傳輸專利。1999年，Teledyne成功地完成了該類型QAR在航空公司的首次安裝，每次飛行后通過當時最先進的2G蜂窩網絡可以自動進行FOQA數據無線下載。從那時起，航空公司的數據需求呈指數級增長，Teledyne使用的蜂窩通信標準也從2G發展到了5G，無線QAR技術的使用幫助航空公司實現了預測性維護和飛機健康監測。特別是在發動機管理方面，無線QAR數據傳輸可以在飛機著陸后幾分鐘內捕獲故障或趨勢性問題，有利于航空公司減少整體人力成本和避免昂貴的完整發動機更換。普惠公司還嘗試與Teledyne公司合作，為其發動機EngineWise項目及時提供數據，從而為航空公司實現高效的發動機健康狀態監控，以防止發動機的非例行更換。

Teledyne公司的Peter Alexander同時提到，QAR技術之前主要用于飛行后的數據分析，但是如今QAR的發展正朝著實時運營數據傳輸的方向前進。利用QAR與衛星通信系統或其他支持互聯網協議的技術進行整合，這將大大改變航空公司的運營方式，使其能夠獲得實時大數據，并在日常運營和計劃維護中做出針對性的優化決策，以降低航空公司運營成本。例如，一些北美的大型航空公司利用Teledyne的GroundLink Comm+無線QAR技術提供數據，以填充和完善他們的內部系統和預測算法。此外，數據分析師能夠輕松地擴展Teledyne Comm+ QAR上的數據框架，以設置更多感興趣的參數。作為OEM，Teledyne完全支持航空公司的數據主權要求和他們自己內部制定的預測性維護計劃。展望未來，Teledyne認為QAR與衛星通信系統的整合將更加緊密，“云中黑盒”系統將成為歷史，在將來不管飛機處于哪個飛行階段，QAR技術將實現實時發送數據到地面的目標。

漢莎技術公司認為，QAR技術演化的新趨勢將迫使航空公司更廣泛地考慮到5G兼容性。航空業目前正面臨著全球許多地區的2G和3G移動電話網絡停用所帶來的挑戰，顯然在未來幾年內會有更多的地區停用這些移動網絡，而無線傳輸數據對于今天QAR的使用場景來說卻是強制性的，這就要求航空公司從長遠考慮至少應該將設備升級到具備4G能力，以確保數據正常傳輸。對于那些尚未開始著手處理2G/3G停用問題的運營人特別是擁有大型機隊的航空公司來說，現在開始執行改裝計劃可能已經有點晚了，因為這是一個極為耗時的工程。A519E82C-1B87-49C6-BFAC-477663B4CB42