民用飛機(jī)氧氣系統(tǒng)MSG-3分析研究

蔡 坤

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院 環(huán)控氧氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究部，中國(guó) 上海201210）

0 引言

當(dāng)民用飛機(jī)在高空失壓時(shí)，氧氣系統(tǒng)對(duì)于保證飛機(jī)上乘客的生命安全起著非常重要的作用， 對(duì)飛機(jī)運(yùn)行的安全性有著十分重要的影響。通過MSG-3 的方法對(duì)民用飛機(jī)氧氣系統(tǒng)進(jìn)行分析，制定合理的預(yù)定維修任務(wù)，可以滿足航空公司對(duì)于安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求。因此，對(duì)氧氣系統(tǒng)進(jìn)行MSG-3 分析是非常必要的，這可以為航空公司提供可靠的維修方案，保證飛機(jī)的正常飛行、保證乘客的安全，并降低飛行航班的延誤率。

1 民用飛機(jī)氧氣系統(tǒng)介紹

典型的民用飛機(jī)氧氣系統(tǒng)主要包括下列子系統(tǒng)： 機(jī)組氧氣系統(tǒng)、旅客氧氣系統(tǒng)、便攜式氧氣設(shè)備。

機(jī)組氧氣系統(tǒng)可在座艙失壓、有煙霧和著火時(shí)為駕駛艙機(jī)組成員提供應(yīng)急用氧，并可為提高夜航視力或消除疲勞提供補(bǔ)充用氧。

旅客氧氣系統(tǒng)在座艙失壓或需要時(shí)為旅客及乘務(wù)員提供呼吸用氧氣。

便攜式氧氣設(shè)備由防護(hù)呼吸裝置（PBE）和便攜式氧氣瓶組件組成。 防護(hù)呼吸裝置可在機(jī)上滅火排煙時(shí)為使用者提供防護(hù)呼吸用氧；便攜式氧氣瓶組件可為個(gè)別旅客提供醫(yī)療急救用氧以及在座艙失壓時(shí)為乘務(wù)員提供應(yīng)急機(jī)動(dòng)呼吸用氧。

2 MSG-3 介紹

2.1 MSG 的產(chǎn)生過程

MSG-3 又稱“航空公司/制造廠維修大綱制定文件”，是針對(duì)維修工作的分析邏輯[1]。

1968 年，幾家航空公司的代表編寫了《應(yīng)用決斷圖表制訂維修大綱的邏輯分析方法》，即MSG-1 的基本框架。

1970 年，MSG-2《航空公司/制造廠維修大綱計(jì)劃文件》發(fā)表，美國(guó)聯(lián)邦航空局把MSG-2 作為制訂新飛機(jī)維修大綱的指導(dǎo)性文件。

1979 年，美國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（ATA）對(duì)MSG-2 進(jìn)行了評(píng)審，針對(duì)MSG-2 進(jìn)行了改進(jìn)和補(bǔ)充，在這個(gè)背景下產(chǎn)生了MSG-3。

2.2 MSG-3 應(yīng)用介紹

MSG-3 是制訂民用運(yùn)輸類飛機(jī)維修大綱的指導(dǎo)性文件。 按照新的咨詢通告CAAC 的AC-121AA-02R1 和FAA 的AC121-22A 的要求，應(yīng)將最新MSG 邏輯程序應(yīng)用在新飛機(jī)的維修大綱制訂中。MSG-3被廣泛運(yùn)用于制訂新型飛機(jī)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的初始預(yù)定維修任務(wù)和間隔，保證飛機(jī)的固有安全性和可靠性水平，以及為固有可靠性差的項(xiàng)目實(shí)施設(shè)計(jì)改進(jìn)提供必要的信息，并降低維修費(fèi)用。

圖1 MSG-3 邏輯決斷圖

MSG-3 主要是通過邏輯決斷來制訂維修大綱， 綜合考慮故障影響類別和維修工作的有效性來選擇合理的維修任務(wù)。 選擇MSG-3 邏輯決斷分析的方法能使飛機(jī)各個(gè)部分系統(tǒng)設(shè)備在喪失工作能力之前預(yù)先被發(fā)現(xiàn)，并指導(dǎo)對(duì)潛在的故障進(jìn)行翻修、換件等處理，保持或恢復(fù)良好狀態(tài)。

3 氧氣系統(tǒng)MSG-3 分析

3.1 確定重要維修項(xiàng)目（MSI）

在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行具體的MSG-3 邏輯分析之前， 必須確定飛機(jī)的MSI（重要維修項(xiàng)目）。 重要維修項(xiàng)目是指會(huì)影響飛機(jī)空中或地面安全性、對(duì)空勤人員來說具有隱蔽功能、有經(jīng)濟(jì)性影響、影響飛機(jī)運(yùn)行性的重要項(xiàng)目[2]。 MSG-3 通過“自上而下”的方法來進(jìn)行MSI 的選擇，直至找出最高可管理層，從而得出MSI。

當(dāng)下列項(xiàng)目的問題回答只要有一個(gè)是肯定答案即可定為MSI 項(xiàng)目：

a）故障影響安全性（地面或空中）嗎？

b）在正常職責(zé)范圍內(nèi)，故障對(duì)空勤人員來說是無(wú)法發(fā)現(xiàn)或不易察覺的？

c）故障有無(wú)重要的運(yùn)營(yíng)性影響？

d）故障有無(wú)明顯的經(jīng)濟(jì)性影響？

對(duì)氧氣系統(tǒng)的三個(gè)子系統(tǒng)按照以上四個(gè)問題分析， 以子系統(tǒng)-旅客氧氣系統(tǒng)為例，可以得出如下答案：當(dāng)客艙失壓時(shí)乘客不能得到供氧將導(dǎo)致危險(xiǎn)，故影響安全性；旅客氧氣系統(tǒng)沒有指示，所以對(duì)空勤人員來說是不易察覺的；故障影響派遣，故影響運(yùn)營(yíng)性；同時(shí)，也影響到了經(jīng)濟(jì)性。

如果上述項(xiàng)目的四個(gè)回答都是否定的， 那么就不需要再進(jìn)行MSG-3 分析，也不需要進(jìn)行該項(xiàng)目的更低層次MSI 選擇分析工作。

3.2 MSG-3 分析邏輯決斷（圖1）

3.3 氧氣系統(tǒng)的功能故障分析

在MSI 的選擇確定后，需對(duì)MSI 進(jìn)行功能、功能故障、故障影響和故障原因的分析。功能、功能故障、故障影響和故障原因的定義如下所示。

a）功能：即一個(gè)項(xiàng)目或者系統(tǒng)的正常工作特性；

b）功能故障：指系統(tǒng)功能故障的表現(xiàn)形式，一般包括了功能全部喪失、部分喪失等；

c）故障影響：指功能故障的后果，即系統(tǒng)功能故障對(duì)整機(jī)、機(jī)組或者旅客的影響；

d）故障原因：指功能故障發(fā)生的可能原因，需要考慮與故障相關(guān)的所有系統(tǒng)或設(shè)備。

表1 旅客氧氣系統(tǒng)的功能、功能故障、故障影響和故障原因分析

由于氧氣系統(tǒng)部件較多，各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能不同，本文以子系統(tǒng)-旅客氧氣系統(tǒng)為例，對(duì)其功能、功能故障、故障影響和故障原因分析結(jié)果如表1 所示。

從表1 可以看出， 對(duì)旅客氧氣系統(tǒng)的2 個(gè)功能及其功能故障、故障影響和可能的故障原因做了詳細(xì)的分析。

3.4 MSG-3 系統(tǒng)分析邏輯

MSG-3 分析邏輯決斷圖如圖1 所示， 該邏輯決斷圖分為兩層來確定系統(tǒng)維修大綱，兩層分別為上層分析和下層分析。

上層分析主要是考慮功能故障和它們的后果，來確定每一個(gè)功能的故障影響類別。 下層分析是在上層分析的基礎(chǔ)上，考慮故障影響類別、故障原因、以及對(duì)每項(xiàng)工作的適用性和有效性來確定合適的維修工作。 上層分析邏輯圖如圖2 所示。 下層分析邏輯圖如圖3 所示。

圖2 上層分析邏輯圖

圖3 下層分析邏輯圖

每個(gè)功能故障和故障原因都要按照邏輯圖進(jìn)行分析，以便對(duì)工作的必要性做出判斷，如果一個(gè)工作是必要的，必須確定該項(xiàng)工作的時(shí)間間隔。

MSG-3 的兩層分析邏輯如表2 所示。

表2 MSG-3 的兩層分析邏輯

3.5 氧氣系統(tǒng)上層邏輯分析

對(duì)旅客氧氣系統(tǒng)2 個(gè)功能下的6 個(gè)功能故障及其故障影響均按照?qǐng)D2 進(jìn)行上層分析，對(duì)于問題1“功能故障的發(fā)生對(duì)在履行正常職責(zé)的空勤組來說是明顯的嗎？”，由于旅客氧氣系統(tǒng)屬于不常使用的設(shè)備，屬于隱蔽的故障 因此2 個(gè)功能下的6 個(gè)功能故障對(duì)于問題1 的回答均為“否”。 按照流程圖轉(zhuǎn)入問題3的回答，對(duì)于問題3“一個(gè)隱蔽的功能故障和另一個(gè)相關(guān)的系統(tǒng)或者備用功能的故障之綜合對(duì)運(yùn)行安全有直接有害的影響嗎？”，也按照上述邏輯圖進(jìn)行分析， 經(jīng)過分析6 個(gè)功能故障影響1A1，1B1，1C1，1D1，1E1，2A1的故障影響類別均為“8 類”，即“隱蔽安全性”。

3.6 氧氣系統(tǒng)下層邏輯分析

根據(jù)表1 的分析內(nèi)容， 旅客氧氣系統(tǒng)2 個(gè)功能下共有10 個(gè)故障原因(1A1a、1A1b、1B1a、1C1a、1D1a、1D1b、1E1a、1E1b、2A1a、2A1b)，按照?qǐng)D3 下層分析邏輯流程分別對(duì)10 個(gè)故障原因來選擇維修工作。

表3 旅客氧氣系統(tǒng)維修任務(wù)

旅客氧氣系統(tǒng)按照?qǐng)D3 經(jīng)過分析后共確定的4 個(gè)維修任務(wù)如表3 所示，對(duì)應(yīng)的維修間隔可以參考制造商的相關(guān)資料來確定。 經(jīng)過評(píng)審后的維修任務(wù)可以作為維修大綱的一部分，提供給航空運(yùn)營(yíng)人作為維修方案的一部分。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文運(yùn)用MSG-3 方法對(duì)民用飛機(jī)氧氣系統(tǒng)進(jìn)行了維修性分析，并以旅客氧氣系統(tǒng)為例展示了分析過程及結(jié)果，確定了有效的維修任務(wù)， 為氧氣系統(tǒng)的維修大綱的制訂提供了必要的輸入， 充分表明了MSG-3 在制訂飛機(jī)初始預(yù)定維修大綱中的重要作用[3]。 同時(shí)，從國(guó)內(nèi)外機(jī)型的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看， 運(yùn)用MSG-3 分析方法來制訂飛機(jī)的初始預(yù)定維修大綱，可有效地節(jié)約維修工作成本，減少維修時(shí)間，優(yōu)化維修方案，提高航空公司的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］常士基.現(xiàn)代民用航空維修工程管理[M].山西:山西科學(xué)技術(shù)出版社,2002:47-83.

［2］ATA MSG-3 Operator/Manufacturer Scheduled Maintenance Development[S].Air Transport Association of America, Inc. Revision 2007,1.

［3］《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》總編委會(huì).飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)21——產(chǎn)品綜合保障[M].北京:航空工業(yè)出版社,2000:356-359.