利用信息化技術優(yōu)化737NG飛機輔助動力裝置在翼性能管理

■ 周珣 林育新/廈門航空有限公司飛機維修工程部

0 引言

隨著公司機隊規(guī)模的不斷擴大、使用時間不斷累積，737NG飛機的APU因滑油溫度過高導致自動停車的故障逐年增多。通過分析，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)故障是由于滑油散熱器臟污降低了熱交換效率，特別在夏季，APU滑油溫度極易發(fā)生突變達到警戒值，造成APU保護性關車。

2010年之前，公司針對滑油散熱器的維護方案主要是參照波音公司的維護計劃（MPD)，即以APU使用時間為主，同時考慮季節(jié)性影響來進行散熱器的在翼清潔。盡管這種方法可在一定程度上減少故障的發(fā)生，但效果還是不甚理想，僅在2010年2～7月的半年內，機隊陸續(xù)發(fā)生了4起因滑油溫度高造成的APU自動停車及由此產(chǎn)生的航班延誤事件。

為此開展了對131-9B型APU滑油散熱器的故障分析及應對策略的研究，希望達到“既保證散熱器工作效率為最優(yōu)，又不會因機隊規(guī)模過大耗費過多成本”的目的。首先進行的是全機隊強化定期離位清潔。從2010年10月～2011年5月進行了半年多的試驗，以強化固定時限（APU自新或修后使用時間3500h為門檻值)進行清洗，該方法對于維修方案的控制較為便捷，試驗期間只發(fā)生1起清洗后又超溫關車的案例。相比之前的維護方式，強化固定時限清洗有一定的效果，但還有諸如清洗效果不夠明顯、存在部分無效工作、固定工作量明顯增加等多個缺陷。這些缺陷的存在，明顯違背了精細化管理的思想，一定程度上制約了機隊性能狀況管控的提升。

1 建立由QAR數(shù)據(jù)監(jiān)控APU滑油溫度的監(jiān)控平臺

1.1 監(jiān)控平臺的建立

由于使用固定時限進行清潔的總體效果并不如人意，項目組嘗試通過收集QAR數(shù)據(jù)建立專項性能監(jiān)控平臺，捕捉異常的APU滑油溫度。借公司發(fā)動機管理系統(tǒng)建設之際，在發(fā)動機管理平臺上增加APU滑油溫度的監(jiān)控模塊。

這項工作的思路是：前期收集整理公司機隊APU滑油散熱器在執(zhí)行清潔工作后的性能數(shù)據(jù)，結合OEM、修理廠等方面的信息，逐漸形成一套切合公司實際的、可定性定量評價散熱器性能的監(jiān)控工作參數(shù)。在平臺建設時將參數(shù)嵌入，從前臺界面處可自由提取QAR數(shù)據(jù)中存儲的經(jīng)過后臺修正的APU滑油溫度。

由于APU的滑油溫度隨工況不斷變化，通過對APU運行特點的分析及大量QAR數(shù)據(jù)的查閱，發(fā)現(xiàn)在起動大發(fā)時APU既有電力負荷又有氣動負荷，此時負荷最大，滑油溫度最高，此時的滑油溫度最能反映散熱器的工作效率。因此決定，通過對起動大發(fā)時的APU滑油溫度進行監(jiān)控，對APU滑油散熱器的工作性能進行評價，以便決定清洗散熱器的合適時機。同時，項目組初步擬定了APU滑油溫度清洗門檻值。這項工作也為后續(xù)監(jiān)控平臺的建設提供了前期的數(shù)據(jù)支持。

1.2 平臺試運行

圖1 滑油溫度趨勢監(jiān)控平臺案例

2011年下半年，公司發(fā)動機管理系統(tǒng)二期項目啟動，2012年2月APU滑油溫度管理平臺試運行，如圖1所示。

通過該平臺，可任意選擇目標飛機APU任意時間段內的滑油溫度趨勢圖，趨勢圖上每一個數(shù)據(jù)點為每一天所有航段中記錄的滑油溫度最大的那一航段數(shù)值。也可通過排序功能直接查詢在翼APU滑油溫度從高至低的排序列表。通過發(fā)動機健康管理平臺的APU滑油溫度監(jiān)控模塊，初步設置了100℃、115℃、120℃三個門檻值，一旦APU滑油溫度進入100℃區(qū)間時便被納入關注范圍，進入115℃黃區(qū)則重點關注，進入120℃紅區(qū)則立刻下發(fā)工程指令執(zhí)行離位清潔。

1)清洗工作量統(tǒng)計

結合機隊規(guī)模變化，比較歷年預防性清洗工作量的統(tǒng)計，如表1所示。

2)使用中遇到的問題

2012年3～8月，通過性能監(jiān)控平臺的滑油溫度警告，項目組下發(fā)清洗工卡5份，共清洗散熱器38臺次。試驗效果顯示，監(jiān)控平臺建立后，項目組可及時了解散熱器的實時工作性能。實際試用效果顯示，夏季各地區(qū)溫度差異較大，部分散熱器溫度存在突變可能，但通過工程指令下達清洗任務需要經(jīng)過多重審批節(jié)點，還需要生產(chǎn)部門結合機隊實際運營狀況合理安排工作內容，有可能在指令出版前或因航班調配問題而在工卡執(zhí)行前滑油散熱器溫度就出現(xiàn)突變而導致高溫停車。

在2012年4～8月，737NG機隊發(fā)生因高滑油溫度故障代碼而導致的自動停車事件共3起，見圖2。

其中兩起為突變關車，一起為低溫關車。對于最高溫度達115℃/128℃的兩起關車案例，可嘗試從數(shù)據(jù)趨勢圖前期的表現(xiàn)中擬合趨勢來進行預防。對于最高溫僅91℃就發(fā)生停車的案例（詳見圖3)，起動左發(fā)時APU滑油溫度從64℃上升到71℃，左發(fā)起動活門關閉后APU滑油溫度仍在上升，2分鐘后起動右發(fā)期間滑油溫度穩(wěn)定在79℃。根據(jù)以往數(shù)據(jù)，無論外界氣溫如何，即使是新的APU，起動大發(fā)期間APU滑油溫度最低在80℃左右，個別76℃，但沒有低于76℃的，而且在起動大發(fā)期間APU滑油溫度很穩(wěn)定，變化不超過1℃。因此，這臺APU自動停車事件的根源應該不是APU滑油散熱器臟污，可能是傳感器故障或其他原因導致。

從上述事件的整個過程的數(shù)據(jù)調用、采集分析效果來看，該監(jiān)控系統(tǒng)平臺不僅起到了參數(shù)性能監(jiān)控的目的，也能從側面輔助進行故障隔離。

表1 歷年預防性清洗工作量的統(tǒng)計及機隊規(guī)模變化的比較

圖2 建立監(jiān)控平臺后的停車事件

圖3 低溫關車案例參數(shù)

圖4 歷年自動停車事件統(tǒng)計數(shù)據(jù)

圖5 抽查10架飛機APU連續(xù)8個月滑油溫度數(shù)據(jù)

2 監(jiān)控平臺使用效果評價

通過監(jiān)控平臺，實現(xiàn)了APU滑油溫度的自動譯碼、自動識別及自動提取的軟件判別方法，減少了原來由于QAR數(shù)據(jù)人工下載、人工譯碼、人工讀取而帶來的大量人力成本，也能快速、準確地標定APU散熱器的散熱性能指標。在此基礎上，還能自如地設置后臺滑油溫度預警、警告門檻值，在滑油溫度出現(xiàn)異常告警后的第二日便可及時獲得異常數(shù)據(jù)。工程管理人員基于這些數(shù)據(jù)，可根據(jù)機隊的總體狀況合理安排散熱器清潔工作。圖4所示為歷年自動停車事件統(tǒng)計，可以看出因滑油散熱器散熱效果不佳導致的APU自動停車事件逐年降低。

使用Airfase數(shù)據(jù)查詢功能抽樣調查10架次737NG APU在2015年1～8月的滑油溫度狀況，通過數(shù)據(jù)平臺捕捉結合清洗工作，基本上可將APU的真實滑油溫度控制在100℃左右，如圖5所示。

3 結束語

在開展737NG飛機的輔助動力裝置（APU)滑油散熱器維護方式優(yōu)化項目之后，因滑油溫度高導致APU自動關車而造成的飛機延誤時間大大減少，從2011年之前約10%下降至目前接近0。該故障控制效果明顯，因此而節(jié)省的飛機延誤成本也相當可觀，按2015年120架飛機規(guī)模估算，每年可節(jié)省近400萬人民幣。

利用APU滑油溫度的季節(jié)性特征，輔之性能監(jiān)控平臺及季節(jié)工卡的精細化管理，可以達到APU在翼性能管理的目標，該方法不但通過了理論層面的論證，更是在航空公司數(shù)年的運行上得到了驗證。這套方案既可做到機隊精細化的規(guī)模管理，也可為航空公司降低顯而易見的經(jīng)濟損失并提升社會聲望。

[1]周珣，林育新. 737NG飛機輔助動力裝置在翼性能管理[Z]. 2015.

[2]陳斌. 廈航發(fā)動機性能監(jiān)控平臺簡介[Z]. 2012-6.

[3]廖闊. 2011年737NG增收節(jié)支項目匯報[Z]. 2012-3.

[4]BOEING.MyBoeingFleet Fleet Reliability Solution[Z]. 2015-9.