基于可靠性原理的A380飛機(jī)故障分級

■ 雷景波/中國南方航空股份有限公司

0 引言

飛機(jī)正常運行航班出現(xiàn)故障時，營運人往往可根據(jù)《最低設(shè)備清單》或者《放行標(biāo)準(zhǔn)》對故障進(jìn)行保留后放行飛機(jī)，以保證航班正常，然后在航后或者合適的維修站對故障進(jìn)行排除。

對于空客A380這樣的寬體遠(yuǎn)程客機(jī)，按照這樣的故障處理模式，往往出現(xiàn)故障按相關(guān)手冊可保留，而實際操作中卻無法保留的情況。例如，飛機(jī)計劃執(zhí)行洲際航線，航班前出現(xiàn)可保留時限為1天或者1個飛行循環(huán)的故障，而來回程航班需要3天時間，如果對此故障進(jìn)行保留，那么保留到期后排故變成了難題（因為飛機(jī)停在國外)，所以此類故障要么在執(zhí)行原計劃航班前排除，要么將原計劃飛的洲際航線調(diào)整為國內(nèi)航線。這相當(dāng)于故障是不能被保留的，這種情況也是營運人不能接受的。為此，營運人提出強(qiáng)烈要求，空客A380必須減少間隔短的保留，或者讓營運人提前獲知故障情況，以便為排除故障留出足夠的時間。

在減少間隔短的保留方面，目前A380《最低設(shè)備清單》中的164個A類保留項目中，期限為1天或者1個飛行循環(huán)的保留只有44個項目。在故障預(yù)知和控制方面，A380采取了更為有效的故障分級模式和排故策略。

1 A380飛機(jī)故障的分級以及詳細(xì)說明

為了研究飛機(jī)的故障，經(jīng)常按照不同的標(biāo)準(zhǔn)對故障進(jìn)行定義，有功能故障和潛在故障，有單個故障和多重故障，有安全性后果故障、使用性后果故障、非使用性后果故障和隱患性后果故障，有早期故障、偶然故障和耗損故障等。而A380飛機(jī)系統(tǒng)探測到故障后，按照故障對于安全的影響、飛機(jī)是否可以繼續(xù)運行，以及對于經(jīng)濟(jì)性的影響等后果對故障進(jìn)行分類，這種故障的分類方法充分體現(xiàn)了A380飛機(jī)對可靠性三要素即安全性、維修性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，方便了營運人對不同的故障采取不同的控制策略，以便合理安排人力、航材，準(zhǔn)備排故方案、機(jī)庫等要素，集中或分散地處理故障。

A380飛機(jī)將故障分為6類：駕駛艙故障/1級故障、客艙故障/3級故障、有時限的待處理故障（Pending Timelimited faults)/4級故障、待處理故障（Pending faults)/5級故障、6級故障、0級故障。A380飛機(jī)上沒有設(shè)置2級故障。

1.1 駕駛艙故障/1級故障

指涉及駕駛艙效應(yīng)，需要飛行機(jī)組進(jìn)行操作響應(yīng)的故障。這些故障都會警告機(jī)組人員，如ECAM警告、注意、咨詢；聲響或者缺少聲響等。為了能夠及時采取適當(dāng)?shù)木S護(hù)行動，這些被檢測到涉及駕駛艙效應(yīng)的所有故障，都為1級故障，故障信息由相關(guān)系統(tǒng)發(fā)送到中央維護(hù)系統(tǒng)。

其中，部分1級故障對系統(tǒng)安全目標(biāo)產(chǎn)生一定的影響，屬于NO GO項目，必須在下一次飛機(jī)放行前解決；或者屬于GO IF項目，如果滿足某些條件的話則可放行飛機(jī)。此外，不帶附加條件的故障則可直接放行飛機(jī)。

1級故障信息，飛行過程中在當(dāng)前飛行報告（CFR)上顯示為Fault messages（故障信息)，飛行結(jié)束后，在航后報告（PFR)上顯示為Cockpit Items（駕駛艙項目)。

1.2 客艙故障/3級故障

3級故障無需飛行機(jī)組進(jìn)行操作響應(yīng)，但需要客艙乘務(wù)員進(jìn)行操作響應(yīng)。這級故障顯示在客艙乘務(wù)員面板上或警示燈上，對系統(tǒng)安全目標(biāo)沒有客觀影響，也不包含在最低設(shè)備清單（MEL)中，可無條件放行。大多數(shù)情況下，3級故障會影響乘客的舒適性。

3級故障信息，飛行中在CFR上顯示為Fault messages，飛行結(jié)束后，在PFR上顯示為Cabin Items。

1.3 有時限的待處理故障/4級故障

4級故障不會立即引起駕駛艙效應(yīng)和客艙效應(yīng)，無需飛行機(jī)組或客艙乘務(wù)員進(jìn)行任何操作響應(yīng)，但故障發(fā)生后，在一段時間（時限)結(jié)束前需要采取糾正措施。該時間段結(jié)束后，如果故障未排除，則該故障會對系統(tǒng)安全性分析產(chǎn)生影響。

在時限到達(dá)前，每次飛行結(jié)束后，4級故障會顯示在PFR的“Pending Items（待處理)”選項卡上；時限到達(dá)后，飛行中會有ECAM警告顯示，飛行結(jié)束后故障將在PFR的Cockpit Items選項卡上顯示。此時，故障是可按照MEL保留放行的GO項目，修復(fù)間隔為C類（10天)。

顯示4級故障信息的同時會顯示剩余時間，即在觸發(fā)ECAM警告之前，還剩余多少飛行時間。

1.4 待處理故障/5級故障

5級故障不會立即引起任何駕駛艙效應(yīng)、客艙效應(yīng)，對系統(tǒng)安全目標(biāo)沒有任何后果影響，在安全影響方面也沒有時間限制。但是如果一個5級故障與另一個5級故障相結(jié)合，可能會導(dǎo)致潛在的駕駛艙效應(yīng)、客艙效應(yīng)或者產(chǎn)生安全性影響。

只要不與其他相關(guān)故障結(jié)合，在飛行結(jié)束后，5級故障顯示在PFR的“Pending Items”選項卡上，在飛行過程中此類故障信息不會由CFR傳送給飛行員。

1.5 6級故障

6級故障對系統(tǒng)操作沒有影響，不會引起駕駛艙或客艙效應(yīng)，不需要飛行機(jī)組或客艙乘務(wù)員關(guān)注。這類故障對飛機(jī)系統(tǒng)安全性沒有影響，也沒有時間限制，但可能有一定的經(jīng)濟(jì)性后果。

如果6級故障信息沒有關(guān)聯(lián)額外的更高級別的故障，在飛行結(jié)束后，故障信息將顯示在PFR的“Minor Items”選項卡上；在飛行期間，故障信息不會通過CFR傳送到飛行員。6級故障的排除沒有時間限制，可以一直存在，MEL也不適用于此類故障。

1.6 0級故障

某些故障可能對飛機(jī)操作產(chǎn)生影響，但飛機(jī)監(jiān)控單元無法知道這種故障的影響后果，如果系統(tǒng)監(jiān)測單元檢測出這種性質(zhì)的故障，就將其定義為0級故障，并傳輸?shù)街醒刖S護(hù)系統(tǒng)。

如果0級故障與其他較高級別的故障沒有關(guān)聯(lián)，在飛行結(jié)束后，故障信息將顯示在PFR的“Minor Items”選項卡上；飛行期間故障信息不會由CFR傳送給飛行員。

但大多數(shù)情況下，0級故障引起的受影響的功能會引發(fā)更高級別的故障。所有的這些故障信息（0級故障信息和更高級別的信息)將關(guān)聯(lián)在一個選項上。

當(dāng)上述不同效果和不同級別的故障產(chǎn)生關(guān)聯(lián)時，它們將顯示在與更高級級別相匹配的選項卡上。例如，當(dāng)1級和5級故障相關(guān)聯(lián)時，將顯示在PFR的“Cockpit Items”的選項卡中。

2 故障的分析及排故策略

從上述的故障分類可以看出，A380飛機(jī)故障分類充分考慮了飛機(jī)的安全性、維修性、經(jīng)濟(jì)性等可靠性原理。

0級故障往往引起高級別的故障，所以按照傳統(tǒng)的高級別的故障處理即可。

1級故障往往影響安全，A380飛機(jī)給出了NO GO、 GO IF、GO等幾種故障處理方式，營運人按照這些類別采取對應(yīng)的傳統(tǒng)排故方式即可。

3級故障影響旅客的感受，不同的營運人對于3級故障可采取不同的策略，甚至同一營運人在不同的航線上也可采取不同的策略。例如，長航線和短航線旅客對娛樂系統(tǒng)故障的忍受度不一樣，有的公司允許執(zhí)行短航線時可以保留娛樂系統(tǒng)故障，但在執(zhí)飛跨洋等長航線前，娛樂系統(tǒng)必須工作正常。

6級故障對于飛機(jī)系統(tǒng)安全性沒有影響，也沒有排除的時間限制，但可能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)性后果，所以營運人會通過權(quán)衡飛機(jī)停場和航班正常性來決定何時處理，一般情況下的處理策略是結(jié)合飛機(jī)的A檢或C檢來集中完成。例如，客艙再循環(huán)風(fēng)扇氣濾堵塞屬于6級故障，營運人會在A檢時排除此故障。

比較特殊的故障是4級、5級故障，單獨的4級、5級故障不會立即對系統(tǒng)安全目標(biāo)產(chǎn)生任何影響，同時不會引起駕駛艙效應(yīng)和客艙效應(yīng)。

通過對4級故障的描述可以看出，出現(xiàn)4級故障后，在允許的時間限制內(nèi)可繼續(xù)運行飛機(jī)，在截止日期到來前可采取一些必要的糾正措施，如可以根據(jù)故障現(xiàn)象提前調(diào)撥航材、安排人力和飛機(jī)停場等。因這些故障會對系統(tǒng)安全性分析產(chǎn)生影響并導(dǎo)致ECAM警告，截止日期到達(dá)后，留給營運人處理故障的時間只剩下10天（C類保留)。因此，綜合考慮并結(jié)合營運人的運行實際情況，建議每周（7天，目前的維修方案本身就有以7天為間隔的周檢)進(jìn)行一次4級故障的跟蹤，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)4級故障，又為采取排故措施留足充分的準(zhǔn)備時間，如果營運人的排故器材、人力、排故方案、機(jī)庫、航班時刻很容易獲得的話，及時采取排故行動，可以避免ECAM警告和在MEL下放行飛機(jī)。

通過對5級故障的描述也可以看出，5級故障可防止出現(xiàn)駕駛艙警告，避免在飛機(jī)過站期間進(jìn)行維修行動。雖然5級故障不會直接引起駕駛艙效應(yīng)或者客艙效應(yīng)，沒有安全影響，沒有時間限制，但當(dāng)與另一個5級故障結(jié)合時，可能引起駕駛艙效應(yīng)或客艙效應(yīng)。所以，建議對于5級故障進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，以便情況發(fā)生變化時及時采取維修行動。

3 結(jié)論

基于可靠性原理，A380飛機(jī)對故障產(chǎn)生的后果建立了故障分級標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計、制造、使用和維修環(huán)節(jié)指定故障糾正措施奠定基礎(chǔ)，對于保證飛行安全，減少飛機(jī)停場，提高飛機(jī)利用率均有重要意義。通過對不同故障級別的分析可知，A380飛機(jī)對于故障的處理策略完全依托可靠性原理，這不僅保證那些對安全產(chǎn)生即時影響的故障能夠得到及時處理，那些對安全沒有即時影響的故障如果在短期內(nèi)沒有解決，也不會進(jìn)一步惡化。

由于4級和5級故障不會立即對飛機(jī)的系統(tǒng)安全目標(biāo)產(chǎn)生影響，不會直接引起駕駛艙效應(yīng)和客艙效應(yīng)，這類故障可以不用立即處理，而是在飛行一段時間后再處理。在這段飛行時間內(nèi)，可以通過機(jī)上的空地數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、地面維修站對飛機(jī)運行進(jìn)行實時監(jiān)控，維護(hù)人員及時了解飛機(jī)的運行情況，及時實施遠(yuǎn)程診斷，預(yù)先做好地面維修準(zhǔn)備服務(wù)，確保飛機(jī)可安全操控并預(yù)防飛機(jī)因故障停飛，這將極大地提高維修效率，有效解決飛機(jī)的航班延誤問題。