直升機MSG－3區(qū)域分析方法研究

曲建東，汪柳毅，蘇 林，曾曼成，朱俊生

(中國直升機設計研究所，江西景德鎮(zhèn) 333001)

0 引言

直升機MSG－3區(qū)域分析涉及系統(tǒng)專業(yè)多、數(shù)據(jù)量大和分析復雜等特點，制約了區(qū)域檢查大綱制定的合理性和科學性。如果建立一套系統(tǒng)的科學分析方法，將有利于區(qū)域檢查維修大綱的制定。本文以某民用直升機MSG－3區(qū)域分析為例，闡述和分析了MSG－3區(qū)域分析流程、直升機區(qū)域界定方法和等級確定原則，能更科學地進行標準區(qū)域分析和增強區(qū)域分析，有利于確定合適有效的維修任務及其間隔期，降低維修保障費用，提高運行效率，確保飛行安全。

1 MSG－3區(qū)域分析流程

直升機MSG－3區(qū)域分析工作主要包括區(qū)域界定、標準區(qū)域分析和增強區(qū)域分析3個環(huán)節(jié)，區(qū)域界定是直升機MSG－3區(qū)域分析工作的前提，區(qū)域界定完成后，需要確認和篩選區(qū)域內的系統(tǒng)部件和結構項目，根據(jù)區(qū)域內系統(tǒng)部件和結構項目的環(huán)境等級、偶然損傷等級、區(qū)域重要性、稠密度、大小和潛在火情影響等級進行標準區(qū)域分析和增強區(qū)域分析，具體分析流程見圖1所示。

2 區(qū)域界定

區(qū)域界定是直升機MSG－3區(qū)域分析的第一步，也是重要的環(huán)節(jié)之一，決定了整個分析工作的有效性。區(qū)域界定工程師應對直升機結構和各系統(tǒng)專業(yè)知識非常了解。在區(qū)域界定中，分別對直升機機身結構、駕駛艙、后機身結構、動力裝置、傳動系統(tǒng)和旋翼系統(tǒng)、左翼、右翼、起落架和特殊任務設備等模塊依次進行8段位區(qū)域劃分。具體參見表1直升機區(qū)域界定標準和圖2直升機區(qū)域圖示方法。

圖1 直升機MSG－3區(qū)域分析流程［1］

圖2 直升機區(qū)域圖示方法［2］

區(qū)域界定時，可遵循以下原則:

1)左、右側區(qū)域采取奇、偶數(shù)編號;

2)區(qū)域邊界應清晰;

3)連通區(qū)域應界定在同一區(qū)域;

4)接近方式或維修通道不同應盡可能界定為不同區(qū)域。

3 區(qū)域分析方法研究

3.1 等級確定原則

1)區(qū)域重要性等級確定原則

表1 直升機區(qū)域界定標準

區(qū)域重要性等級根據(jù)關重件目錄和FMEA報告確定。

①區(qū)域內存在關鍵件或導致災難性影響，則該區(qū)域重要性為高;

②區(qū)域內存在重要件或導致危險性影響，則該區(qū)域重要性為中;

③區(qū)域內無關重件或對安全無影響的，則該區(qū)域重要性為低。

2)區(qū)域稠密度等級確定原則

區(qū)域稠密度等級根據(jù)單位區(qū)域體積內系統(tǒng)設備和結構項目數(shù)的比值大小來確定，是各區(qū)域之間的相對量度，也要結合系統(tǒng)設備的實際安裝復雜程度。

①數(shù)字1為低，項目少，單一;

②數(shù)字2為中，項目較多，安裝較復雜;

③數(shù)字3為高，項目很多，涉及多個系統(tǒng)，復雜。

3)區(qū)域環(huán)境等級確定原則

區(qū)域環(huán)境等級是定性指標，與直升機使用環(huán)境譜、載荷譜和任務剖面等多個因素有關，需要以區(qū)域所處的安裝位置暴露在外部的情況等方面綜合考慮。

①數(shù)字1為環(huán)境等級:溫度低、振動小，腐蝕液體和濕氣輕微;

②數(shù)字2為環(huán)境等級:溫度一般、振動中等，腐蝕液體和濕氣中等;

③數(shù)字3為環(huán)境等級:溫度高、振動大，腐蝕液體和濕氣嚴重。

4)區(qū)域偶然損傷等級確定原則

區(qū)域偶然損傷等級的確定主要根據(jù)區(qū)域內維修活動頻度，是否存在冰雹雨雪，地面操作設備操作和旅客活動、液體濺灑情況對比分析得出，是定性指標。

①數(shù)字1為:偶然損傷可能性小;

②數(shù)字2為:偶然損傷可能性中等;

③數(shù)字3為:偶然損傷可能性大。

5)區(qū)域大小等級確定原則

根據(jù)LCA中CATIA區(qū)域界定空間X、Y、Z值域體積的大小對比確定，是各區(qū)域之間的相對量度。

①數(shù)字1為:區(qū)域大小對應等級為低;

②數(shù)字2為:區(qū)域大小對應等級為中;

③數(shù)字3為:區(qū)域大小對應等級為高。

6)區(qū)域火情潛在影響等級確定原則

僅在進行增強區(qū)域分析時需要，主要適用:區(qū)域內存在可燃物積聚，一旦出現(xiàn)火情，將導致區(qū)域內電纜、數(shù)據(jù)線、系統(tǒng)設備和結構項目功能失效，主要根據(jù)區(qū)域內項目功能失效后，造成持續(xù)安全飛行和著陸的嚴重影響后果來確定。

①數(shù)字1為低，對直升機無安全性影響;

②數(shù)字2為中，對直升機產(chǎn)生危險性安全影響;

③數(shù)字3為高，對直升機產(chǎn)生災難性安全影響。

3.2 標準區(qū)域分析方法

標準區(qū)域分析需要根據(jù)區(qū)域重要性等級、稠密度等級、環(huán)境等級、偶然損傷等級和暴露等級共同來確定檢查間隔期。標準區(qū)域分析流程:

1)首先，確定重要性等級和稠密度等級，并由重要性等級和稠密度等級交叉得出重要性/稠密度等級;

2)其次，確定環(huán)境等級和偶然損傷等級，由環(huán)境等級和偶然損傷等級中的最高等級確定暴露等級;

3)最后，由暴露等級和重要性/稠密度等級交叉得出標準區(qū)域檢查間隔期。

具體邏輯分析見圖3所示。

3.3 增強區(qū)域分析方法

增強區(qū)域分析是MSG－3中新增加提出的分析內容，主要從安全性角度進行考慮。增強區(qū)域分析主要是針對存在電纜的區(qū)域。在存在電纜的區(qū)域，需要進一步確定是否存在可燃物積聚，即使不存在可燃物積聚，如果區(qū)域內電纜靠近管路或設備、機械機構以及飛行操縱設備，同樣需要進行增強區(qū)域分析。因此，增強區(qū)域分析主要包括區(qū)域評估及減少可燃物積聚任務判定、線路檢查級別判定和增強區(qū)域分析任務間隔確定。

1)區(qū)域評估及減少可燃物積聚任務判定

可燃物積聚主要分為固態(tài)和液態(tài)兩種形態(tài)［3］。

①固態(tài)可燃物積聚:金屬薄片、金屬屑、碎片、動物糞便、絨棉和灰塵;

②液態(tài)可燃物積聚:液壓油、電解液、燃油、腐蝕性物質、化學物質、清洗劑、除冰液、漆、軟質飲料和咖啡。

圖3 標準區(qū)域分析方法［4］

若可燃物積聚覆蓋在電纜上或附近，當電纜出現(xiàn)跳火、雷擊或有明火時，易產(chǎn)生火情或助燃引起重大火災，導致區(qū)域內系統(tǒng)部件和結構項目損壞，嚴重時將導致災難性事故。因此，區(qū)域評估時，需要進行可燃物積聚的判定和選擇任務及其間隔期，主要步驟如下:

①首先，判斷是否存在可燃物積聚;

②其次，選擇有效的減少可燃物積聚的維修任務;

③最后，確定減少可燃物積聚維修任務間隔期。

區(qū)域評估及減少可燃物積聚任務判定的邏輯分析方法見圖4所示。

2)線路檢查級別判定

線路檢查級別判定主要是根據(jù)區(qū)域大小/稠密度等級和區(qū)域火情潛在影響等級確定區(qū)域內線路檢查的級別，主要檢查級別分為3類:

①區(qū)域GVI(一般目視檢查);

②區(qū)域GVI+某些導線單獨GVI;

③區(qū)域GVI+某些導線單獨GVI或某些導線單獨的DET(詳細檢查)。

區(qū)域大小等級和稠密度等級共同決定了區(qū)域大小/稠密度等級，與區(qū)域火情潛在影響等級交叉后即可判定線路檢查級別。具體參見圖5、圖6所示。

圖4 區(qū)域評估及減少可燃物積聚任務判定分析方法［4］

3)增強區(qū)域分析任務間隔確定

增強區(qū)域任務產(chǎn)生后，需要進一步對維修任務確定檢查間隔期，具體流程如下:

圖5 增強區(qū)域檢查級別判定［4］

圖6 增強區(qū)域檢查任務確定

①首先，確定偶然損傷可能性等級;

②其次，評定環(huán)境影響等級;

③最后，由偶然損傷可能性等級和環(huán)境影響等級交叉得出增強區(qū)域分析任務間隔期。

具體流程如圖7所示。

圖7 增強區(qū)域檢查任務間隔確定

3.4 區(qū)域分析任務匯總

完成標準區(qū)域分析、增強區(qū)域分析后，需要進行區(qū)域任務整合。任務整合包括兩部分:

1)整合標準區(qū)域分析和增強區(qū)域分析任務;

2)整合從MSI、SSI分析和L/HIRF(閃電防護/高強輻射分析)中轉移來的一般目視檢查(GVI)任務。

區(qū)域任務整合詳見表2所示。

表2 區(qū)域維修任務匯總表

4 典型樣例

根據(jù)直升機MSG－3區(qū)域分析方法，對某民用直升機進行24區(qū)域界定(圖8和表3)、標準區(qū)域分析和增強區(qū)域分析，最終形成了初始區(qū)域檢查大綱。表4僅列舉某民用直升機部分區(qū)域檢查任務及其間隔期以作示例。

表3 某民用直升機24區(qū)域劃分表

續(xù)表3

圖8 某民用直升機區(qū)域界定圖

5 結論

本文以某民用直升機MSG－3區(qū)域分析為例，闡述和分析了MSG－3區(qū)域分析流程、直升機區(qū)域界定方法、等級確定原則、標準區(qū)域分析和增強區(qū)域分析方法，通過某民用直升機AEG的工作，驗證了直升機MSG－3區(qū)域分析方法的有效性和可行性。本文研究的方法可為今后國內直升機MSG－3區(qū)域分析提供參考。

表4 某民用直升機區(qū)域檢查維修大綱

續(xù)表4

［1］ATA.MSG －3 revision 2009［Z］.2009.

［2］美國航空運輸協(xié)會.S1000D技術出版物國際技術規(guī)范［S］.2009.

［3］FAA.AC25 －27 Advisory Circular［S］.2007.

［4］MD－FS－AEG003，MSG－3應用指南［Z］.2010