某型民用飛機(jī)試飛過(guò)程中系統(tǒng)故障特點(diǎn)簡(jiǎn)析

王強(qiáng)強(qiáng)+溫麗華+袁海環(huán)

摘 要：該文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)某型民用飛機(jī)試飛過(guò)程中所有故障記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，獲取其故障發(fā)生次數(shù)排在前十位的ATA章節(jié)（系統(tǒng)類），找出這些ATA章節(jié)在試飛過(guò)程中出現(xiàn)的多發(fā)故障，并與國(guó)內(nèi)其他類型支線飛機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的故障發(fā)生情況相比較，總結(jié)出該機(jī)型的系統(tǒng)故障特點(diǎn)，以供其后續(xù)用戶運(yùn)行該飛機(jī)和國(guó)內(nèi)民機(jī)制造商相似機(jī)型的設(shè)計(jì)、試飛參考。

關(guān)鍵詞：民用飛機(jī) 試飛 試飛故障 系統(tǒng)故障

中圖分類號(hào)：V26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（a）-0001-03

試飛是飛機(jī)整個(gè)研制過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是制造商與局方對(duì)飛機(jī)在真實(shí)環(huán)境下性能及系統(tǒng)功能的驗(yàn)證，也是飛機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要輸入。民用飛機(jī)的飛行試驗(yàn)，是用適航規(guī)章驗(yàn)證民用航空器是否具有最高安全標(biāo)準(zhǔn)、是否具有投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的資格。國(guó)內(nèi)某型民用飛機(jī)是我國(guó)第一架完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的民用支線客機(jī)，并且首次按照CCAR25部進(jìn)行了適航審定試飛。在試飛取證過(guò)程中，先后有4架機(jī)投入試飛，累計(jì)安全試飛2 942架次，5 258飛行小時(shí)。

該文僅對(duì)該型民用飛機(jī)試飛故障[1]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，獲取其故障發(fā)生次數(shù)排在前10位的ATA章節(jié)（系統(tǒng)類），并找出這些ATA章節(jié)在試飛過(guò)程中出現(xiàn)的多發(fā)故障，通過(guò)與國(guó)內(nèi)其它支線飛機(jī)相比較，總結(jié)出其系統(tǒng)故障特點(diǎn)。

1 試飛故障分布規(guī)律

1.1 各ATA章節(jié)故障統(tǒng)計(jì)

為了提高試飛效率，針對(duì)試飛準(zhǔn)備工作量大、試飛科目繁多，測(cè)試數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，該機(jī)型先后有4架飛機(jī)參與試飛，分工負(fù)責(zé)各項(xiàng)試飛驗(yàn)證工作。由于所負(fù)責(zé)試飛科目的不同，4架試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行的電子、機(jī)械改裝也有所區(qū)別，這些改裝對(duì)試驗(yàn)機(jī)在試飛過(guò)程中的故障表現(xiàn)也會(huì)產(chǎn)生一定影響。

根據(jù)4架試飛飛機(jī)所有故障記錄，統(tǒng)計(jì)出每架機(jī)各ATA章節(jié)所發(fā)生故障占該架機(jī)總故障數(shù)的百分比，具體分布如圖1～4所示。

根據(jù)4架機(jī)截止取證完成所有故障記錄，計(jì)算出4架機(jī)各ATA章節(jié)所發(fā)生試飛故障總數(shù)和4架機(jī)的總試飛故障數(shù)，統(tǒng)計(jì)出該機(jī)型各ATA章節(jié)所發(fā)生試飛故障占總試飛故障數(shù)的百分比，具體分布如圖5所示。

從圖5來(lái)看，該機(jī)型在試飛過(guò)程中所發(fā)生故障次數(shù)由多到少的ATA章節(jié)順序?yàn)椋?1-57，27，32，71-80，34，31，24，21，23，22，49，26，33，30，其他，36，28，25，29，45，35，38。

除去結(jié)構(gòu)類故障，該機(jī)型在試飛過(guò)程中高發(fā)故障排在前10位的ATA系統(tǒng)章節(jié)為：ATA27飛控，ATA32起落架，ATA71-80發(fā)動(dòng)機(jī)，34導(dǎo)航，ATA31指示記錄，ATA24電源，ATA21空調(diào)，ATA23通訊，ATA22自動(dòng)飛行，ATA49APU。

1.2 多發(fā)故障統(tǒng)計(jì)

根據(jù)前面的分析結(jié)果，對(duì)試飛過(guò)程中發(fā)生的系統(tǒng)類故障排在前10位的ATA章節(jié)進(jìn)行多發(fā)性故障統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1所示多發(fā)故障中，F(xiàn)LT CTRL NO DISPATCH、發(fā)動(dòng)機(jī)短派遣、EICAS/EFIS顯示器黑屏、無(wú)線電高度表失效、AP無(wú)法接通和BRAKE ONE SYSTEM FAIL這幾種故障均由電子設(shè)備直接或間接導(dǎo)致，而IDG滑油濾壓差指示器彈出、PACK FAULT、APU排氣口消音器隔熱罩裂紋也都是復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)相關(guān)故障，說(shuō)明多發(fā)故障主要發(fā)生在復(fù)雜電子系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)。以飛控不派遣“FLT CTRL NO DISPATCH”為例，該故障在試飛期間發(fā)生次數(shù)多達(dá)幾十次，其原因有硬件因素、軟件因素、人為操作因素等，其中由軟件原因較為隱蔽，且處理起來(lái)較為復(fù)雜。根據(jù)試飛過(guò)程中的排故經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于該機(jī)型而言，軟件問(wèn)題和電子系統(tǒng)的故障尤為難以處理，這與該機(jī)型首家客戶所反饋故障問(wèn)題基本吻合。

1.3 與國(guó)內(nèi)其他支線客機(jī)故障分布相比較

針對(duì)國(guó)內(nèi)支線航線上運(yùn)行的飛機(jī)CRJ200/700、B737CL、B737NG、A320，已有研究[2]表明這些機(jī)型在系統(tǒng)故障分布規(guī)律方面存在共性，高發(fā)故障排在前十位的ATA系統(tǒng)章節(jié)為：ATA34、ATA32、ATA71-80、ATA21、ATA27、ATA29、ATA24、ATA33、ATA36、ATA30。其中，復(fù)雜電子系統(tǒng)需要高度關(guān)注的是ATA34導(dǎo)航，需要一般關(guān)注的是ATA23通訊；復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)中需要高度關(guān)注的是ATA32起落架，ATA71-80動(dòng)力裝置，ATA21空調(diào)，ATA27飛控。

與上述研究結(jié)果相比較，該機(jī)型與其它支線客機(jī)在系統(tǒng)故障方面，排序前十位的ATA系統(tǒng)章節(jié)基本相同。在高發(fā)故障排在前十的ATA系統(tǒng)章節(jié)中，需要注意的是ATA31指示記錄、ATA23通訊，ATA22自動(dòng)飛行等電子系統(tǒng)，這也說(shuō)明國(guó)內(nèi)民機(jī)設(shè)計(jì)在復(fù)雜電子系統(tǒng)方面需要更加注意。

傳統(tǒng)飛機(jī)上的各個(gè)機(jī)電系統(tǒng)都是獨(dú)立發(fā)展的，雖然在設(shè)計(jì)時(shí)部分系統(tǒng)之間具有接口關(guān)系，但是沒(méi)有把各機(jī)電系統(tǒng)作為一個(gè)有機(jī)整體發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)各自設(shè)計(jì)的方法會(huì)使各機(jī)電系統(tǒng)質(zhì)量過(guò)大、保障費(fèi)用高、維修性差[3]。與傳統(tǒng)飛機(jī)相比較，該機(jī)型采用了系統(tǒng)機(jī)電綜合系統(tǒng)，把飛機(jī)上執(zhí)行飛行保障功能的液壓系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、機(jī)輪剎車系統(tǒng)、電源電氣系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)等機(jī)電系統(tǒng)，通過(guò)采用數(shù)據(jù)總線和微處理機(jī)技術(shù)進(jìn)行綜合，由公共管理計(jì)算機(jī)對(duì)全機(jī)機(jī)電子系統(tǒng)統(tǒng)一管理，科學(xué)組合和動(dòng)態(tài)調(diào)度，使每個(gè)子系統(tǒng)除了完成各自單獨(dú)的功能外，還可以完成資源的協(xié)調(diào)分配和故障后系統(tǒng)重構(gòu)等任務(wù)，從而使機(jī)電系統(tǒng)在布局、質(zhì)量、能量利用、控制和信息共享上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，同時(shí)也使其電子和機(jī)電系統(tǒng)更加復(fù)雜化。復(fù)雜電子系統(tǒng)故障的主要特點(diǎn)是不可預(yù)測(cè)性，沒(méi)有很明顯的規(guī)律，無(wú)法采取非常有效的預(yù)防措施。由于現(xiàn)代飛機(jī)上電子系統(tǒng)的功能越來(lái)越復(fù)雜，故障模式也是多樣性的，因此故障數(shù)量以及發(fā)生故障后對(duì)飛機(jī)運(yùn)行的影響也越來(lái)越嚴(yán)重，是維護(hù)工作的重點(diǎn)，需要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，在今后的飛機(jī)設(shè)計(jì)工作中加以重點(diǎn)關(guān)注。

復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的工作條件惡劣，經(jīng)常在高溫、高壓下工作，系統(tǒng)發(fā)生故障后會(huì)對(duì)飛機(jī)的飛行安全帶來(lái)較大危害，排故和維護(hù)工作量也很大。但復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的故障一般具有一定的規(guī)律，經(jīng)過(guò)分析一般都能夠找到根本原因，能夠有針對(duì)性地采取措施，可以避免或減少某些故障的發(fā)生。

2 結(jié)語(yǔ)

作為我國(guó)第一架完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的民用支線客機(jī)，其在整個(gè)試飛過(guò)程中高發(fā)故障排在前十的ATA章節(jié)（系統(tǒng)類）與其它支線客機(jī)的情況基本相似。多發(fā)故障主要體現(xiàn)在復(fù)雜電子系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)。相比較而言，復(fù)雜電子系統(tǒng)發(fā)生故障數(shù)量相對(duì)更多一些，而且故障排查相對(duì)比較復(fù)雜，該機(jī)型后續(xù)客戶和相似機(jī)型設(shè)計(jì)、試飛可給予更多關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳顯調(diào).民機(jī)試飛過(guò)程系統(tǒng)故障的排故要求和方法[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2015（119）：88-96.

[2] 陳興華，胡靜，張潤(rùn)生.我國(guó)航空市場(chǎng)支線飛機(jī)運(yùn)營(yíng)故障統(tǒng)計(jì)分析[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2011（3）：55-64.

[3] 王曉梅.民用飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)電綜合的發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（32）：93.endprint