試飛飛機(jī)的維修管理研究

金貴芳

摘要：飛機(jī)的維修管理水平不僅影響飛機(jī)的安全水平，還制約著飛行任務(wù)規(guī)劃。本文分析了某型飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)的維修管理現(xiàn)狀，對(duì)試飛飛機(jī)在構(gòu)型管理、維修計(jì)劃管理、維修程序等方面出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了描述，提出了維修管理的應(yīng)對(duì)策略，可為優(yōu)化試飛飛機(jī)的維修管理提供參考。

關(guān)鍵詞：試飛飛機(jī);維修管理;構(gòu)型管理;

0引言

民用飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)在取得型號(hào)合格證并交付客戶后，將繼續(xù)承擔(dān)試驗(yàn)飛行研制任務(wù)，為進(jìn)一步的改進(jìn)改型/試驗(yàn)驗(yàn)證提供試驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)試飛飛機(jī)進(jìn)行合理有效的維修管理，一方面可保證試飛飛機(jī)的適航性，滿足基本飛行安全標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也能合理控制維修成本，高效保障試飛任務(wù)。

1試飛飛機(jī)維修管理現(xiàn)狀

隨著某型支線客機(jī)逐步交付，其試飛驗(yàn)證機(jī)隊(duì)已有10年歷史，有必要對(duì)試飛飛機(jī)進(jìn)行有效的維修管理以保障其適航性。與成熟機(jī)型不同，試飛飛機(jī)的特殊性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1構(gòu)型差異復(fù)雜

試飛飛機(jī)構(gòu)型差異一般分為設(shè)計(jì)構(gòu)型差異和制造構(gòu)型差異^[1]。

設(shè)計(jì)構(gòu)型差異主要指在研制階段的各架試驗(yàn)機(jī)與型號(hào)設(shè)計(jì)構(gòu)型之間以及各架試驗(yàn)機(jī)之間存在明顯的構(gòu)型區(qū)別，而這種差異主要是由于計(jì)劃、管理、經(jīng)費(fèi)及技術(shù)成熟度等原因造成的。

制造構(gòu)型差異主要指實(shí)物狀態(tài)與設(shè)計(jì)要求的構(gòu)型狀態(tài)不完全一致的現(xiàn)象，主要原因包括零件制造時(shí)偏離已批準(zhǔn)的構(gòu)型文件要求、驗(yàn)收過(guò)程中不合格品的返修等情況，主要表現(xiàn)形式為材料代用、尺寸/重量超差等。

試驗(yàn)機(jī)構(gòu)型一般為單架次管理，需用單架次飛機(jī)的完整構(gòu)型文件來(lái)定義。根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)的分工，每架試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)型是不同的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，某型飛機(jī)試飛期間在試飛飛機(jī)上實(shí)施的工程指令（EO）累計(jì)達(dá)到6萬(wàn)多份，構(gòu)型更改工作量可見(jiàn)一斑^[2]。

1.2維修計(jì)劃多樣化

對(duì)維修計(jì)劃的管理，試飛飛機(jī)與成熟機(jī)型最大的區(qū)別在于以下三個(gè)方面。

1）試飛飛機(jī)的構(gòu)型問(wèn)題

試飛飛機(jī)的主要功能是驗(yàn)證各系統(tǒng)功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，飛機(jī)整體成熟度與最終定型時(shí)的構(gòu)型存在一定的偏離，包括因設(shè)計(jì)與制造缺陷造成的強(qiáng)度問(wèn)題、制造偏差造成的磨損問(wèn)題、系統(tǒng)部件功能不完善造成的可靠性問(wèn)題等。因此，對(duì)于缺陷部件需要額外的維修任務(wù)來(lái)保證飛機(jī)的適航要求。

2）試飛飛機(jī)的低利用率

在新型號(hào)的研制過(guò)程中，試飛飛機(jī)由于技術(shù)狀態(tài)未達(dá)到試飛科目要求、天氣因素、大量的加改裝項(xiàng)目等原因，導(dǎo)致飛機(jī)長(zhǎng)期停放，從而降低飛機(jī)的飛行時(shí)間。在某型支線客機(jī)4架試飛飛機(jī)累計(jì)5年多的試飛過(guò)程中，單架機(jī)的年平均利用率不足500飛行小時(shí)^[3]。

3）飛機(jī)的高風(fēng)險(xiǎn)試飛任務(wù)多

為驗(yàn)證飛機(jī)的飛行包線，試飛中存在較多的高風(fēng)險(xiǎn)科目，以及相當(dāng)部分超出飛行包線的飛行，包括失速試飛、顫振試飛、大側(cè)風(fēng)試飛、最小離地速度試飛等。這些試飛任務(wù)不僅檢驗(yàn)飛機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的可靠性，也對(duì)系統(tǒng)的可靠性提出比較高的要求，因此需要制定針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)科目的專項(xiàng)檢查任務(wù)。

1.3維修程序多樣性

民用航空器的維修是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，維修手冊(cè)是這項(xiàng)工程中的基石。一方面由于技術(shù)成熟度、系統(tǒng)完整性等原因，試飛飛機(jī)的維修程序改動(dòng)大，軟硬件升級(jí)頻率高，手冊(cè)更新頻繁，特別是航電系統(tǒng)、相關(guān)系統(tǒng)的控制軟件，因此試飛飛機(jī)使用的維修手冊(cè)在成熟度上與飛機(jī)正式交付運(yùn)營(yíng)后的維修手冊(cè)存在比較大的差異。另一方面由于構(gòu)型問(wèn)題，試飛飛機(jī)的許多零部件都是屬于單一架次的構(gòu)型，就要求針對(duì)每一種構(gòu)型都出具一份維修程序，這對(duì)于維修手冊(cè)編制人員來(lái)說(shuō)工作量巨大。同時(shí)，一些系統(tǒng)部件由于性能、可靠性等未達(dá)到設(shè)計(jì)要求或未完成最終驗(yàn)證，需要加裝額外的測(cè)試部件，就需要協(xié)調(diào)供應(yīng)商提供相應(yīng)的工程文件，以滿足編制相應(yīng)的維修、檢查及功能試驗(yàn)要求。

1.4航材保障風(fēng)險(xiǎn)多

試飛飛機(jī)的驗(yàn)證性屬性決定了飛機(jī)上部分部件屬于老構(gòu)型，與最新構(gòu)型差異較大，此情況對(duì)有更換需求的部件影響較大。由于廠家對(duì)于老構(gòu)型的航材一般已停止生產(chǎn)或需重新開(kāi)模生產(chǎn)，導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)周期變長(zhǎng)，影響維修工作，從而對(duì)試飛進(jìn)度產(chǎn)生影響。另外，由于技術(shù)與工藝的升級(jí)，一些產(chǎn)品的可替換性也需要進(jìn)一步試驗(yàn)才可完成評(píng)估。同時(shí)，一些零件由于前期分解不夠徹底，導(dǎo)致采購(gòu)零件時(shí)需采購(gòu)上一級(jí)組件，造成采購(gòu)困難及不必要的浪費(fèi)。這些問(wèn)題都導(dǎo)致了試飛飛機(jī)航材保障的不確定性。

2維修管理研究方向

針對(duì)以上總結(jié)的試飛飛機(jī)維修特點(diǎn)，可從以下幾個(gè)方面考慮，建立適用于民用試飛飛機(jī)維修管理的思路。

2.1構(gòu)型管理

某型飛機(jī)的構(gòu)型更改一般從發(fā)起工程指令（EO）開(kāi)始。在EO中將能與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的屬性項(xiàng)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)并需互相傳遞的信息稱為模塊化信息，主要用于更改控制編號(hào)、圖樣編號(hào)、EO類別、零件或裝配件結(jié)構(gòu)和屬性、更改架次、版本信息等。相關(guān)產(chǎn)品的構(gòu)型信息可通過(guò)EO類別、更改架次信息、版本信息進(jìn)行有效控制，如圖1所示。此類構(gòu)型管理要求對(duì)某個(gè)零件的所有相關(guān)EO進(jìn)行解讀才能達(dá)到對(duì)此零件構(gòu)型的管控，這對(duì)構(gòu)型管理工作十分不利。

應(yīng)根據(jù)構(gòu)型管理的基本要素，做好構(gòu)型頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃，準(zhǔn)確定義型號(hào)設(shè)計(jì)目標(biāo)構(gòu)型、單機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)型要求，制造實(shí)物構(gòu)型，為構(gòu)型差異的表述奠定基礎(chǔ)。盡量縮減構(gòu)型差異，合理制定試飛飛機(jī)任務(wù)分工，提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品成熟度，減少構(gòu)型更改工作量，特別是對(duì)一些依賴自然環(huán)境的試飛任務(wù)的更改，應(yīng)提早合理安排進(jìn)行合并更改^[2]。建議構(gòu)型管理從以下幾個(gè)方面進(jìn)行，管理規(guī)劃如圖2所示。

1）做好構(gòu)型標(biāo)識(shí)詳細(xì)定義。構(gòu)型標(biāo)識(shí)是構(gòu)型管理的基礎(chǔ)，是對(duì)飛機(jī)進(jìn)行定義的過(guò)程，包括選擇構(gòu)型項(xiàng)，確定每個(gè)構(gòu)型所需構(gòu)型文件，并為每個(gè)構(gòu)型項(xiàng)分配編號(hào)和其他標(biāo)識(shí)符（包括構(gòu)型項(xiàng)編號(hào)規(guī)則、設(shè)計(jì)構(gòu)型編號(hào)規(guī)則、制造構(gòu)型編號(hào)規(guī)則、供應(yīng)商構(gòu)型編號(hào)規(guī)則），有效性標(biāo)識(shí)的要求，單機(jī)構(gòu)型目錄等。

2）規(guī)劃構(gòu)型控制方法。構(gòu)型控制可確保對(duì)已發(fā)放構(gòu)型的更改得到有效控制，包括更改的提出、對(duì)更改的影響進(jìn)行評(píng)估，以及更改適當(dāng)?shù)臉?biāo)識(shí)或標(biāo)識(shí)合并等過(guò)程。

3）嚴(yán)格把控構(gòu)型審核流程。構(gòu)型審核通過(guò)對(duì)文件、產(chǎn)品和記錄的檢查以及對(duì)程序、流程和操作系統(tǒng)的評(píng)估，檢驗(yàn)產(chǎn)品是否達(dá)到了所要求的特征（功能特性和物理特性），確保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)已被準(zhǔn)確地記錄在文件之中。

此外，通過(guò)構(gòu)型管理平臺(tái)和工具，利用信息化手段，輔助項(xiàng)目設(shè)計(jì)和制造人員對(duì)構(gòu)型差異準(zhǔn)確完整的定義和分析，形成一套完整的構(gòu)型清冊(cè)，從而實(shí)現(xiàn)有效管理。

2.2提供針對(duì)性的維修計(jì)劃文件

1）制定試飛專用的維修方案

某型飛機(jī)的設(shè)計(jì)利用率為平均每天8飛行小時(shí)、6.15飛行循環(huán)，但在實(shí)際試飛過(guò)程中，利用率僅為平均每天1飛行小時(shí)。因此，針對(duì)試飛飛機(jī)利用率低的特點(diǎn)，制定專用的維修方案，對(duì)維修項(xiàng)目進(jìn)行合理優(yōu)化，提高維修效率，降低維修成本;針對(duì)維修間隔只有飛行小時(shí)和飛行循環(huán)的維修項(xiàng)目，根據(jù)正常的使用情況評(píng)估出按照合理的日歷日間隔執(zhí)行;針對(duì)試飛期間出現(xiàn)的涉及整個(gè)機(jī)隊(duì)的因設(shè)計(jì)制造不完善而造成的缺陷如裂紋、干涉等情況，增加額外維修要求。

2）制定合理的長(zhǎng)停檢查項(xiàng)目

長(zhǎng)停檢查中，定期的通電、通風(fēng)、操作舵面等工作主要是為防止飛機(jī)性能的衰退。按照民航客機(jī)的要求，對(duì)于停場(chǎng)一周以上的飛機(jī)執(zhí)行長(zhǎng)停任務(wù)，但試飛飛機(jī)由于改裝及執(zhí)飛受環(huán)境影響較大的試飛任務(wù)，一般會(huì)出現(xiàn)飛機(jī)停場(chǎng)時(shí)間較長(zhǎng)的情況，停場(chǎng)周期可能達(dá)到1～2月。因此，制定科學(xué)的長(zhǎng)停方案，有助于減少過(guò)度保養(yǎng)，減少維修成本。

3）制定專項(xiàng)維修要求

試飛飛機(jī)在飛行包線邊界條件下的飛行任務(wù)多，相關(guān)結(jié)構(gòu)、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，主要對(duì)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件造成影響，因此有必要在完成相關(guān)試飛任務(wù)后進(jìn)行有針對(duì)性的強(qiáng)度分析，評(píng)估是否需要制定額外的維修要求，建議至少包含失速飛行、高能剎車、飛機(jī)重著陸、硬著陸、機(jī)尾擦地等內(nèi)容。針對(duì)以上情況完成強(qiáng)度校核后，分析出關(guān)鍵部件，并給出相應(yīng)的檢查方法與方式，對(duì)檢查結(jié)果給出具體的解決措施。

2.3提高維修手冊(cè)的可靠性

針對(duì)試飛飛機(jī)構(gòu)型復(fù)雜情況，采用模塊化設(shè)計(jì)理念進(jìn)行手冊(cè)編制，可提高技術(shù)文件管理的效率，減輕手冊(cè)編制人員工作量，縮減手冊(cè)更新周期。

為提高維修手冊(cè)的可操作性、安全性和準(zhǔn)確性，采取針對(duì)性的操作驗(yàn)證、目視驗(yàn)證和評(píng)估驗(yàn)證對(duì)手冊(cè)進(jìn)行全面檢驗(yàn)并加以完善，提高手冊(cè)的成熟度和可使用性。

了解試飛單位在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)采取糾正措施，減少因手冊(cè)原因造成的維修問(wèn)題。

2.4提高試飛和生產(chǎn)工作效率

對(duì)標(biāo)國(guó)際一流航空制造企業(yè)，試飛管理工作不僅僅指試飛任務(wù).還應(yīng)當(dāng)包括工程管理、維修計(jì)劃管理、航材保障、工裝設(shè)備要求等內(nèi)容。因此，對(duì)試飛飛機(jī)的維修管理應(yīng)以試飛任務(wù)為指引，使用數(shù)字化維修計(jì)劃生產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)試飛飛機(jī)的維修生產(chǎn)計(jì)劃、試飛任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，優(yōu)化計(jì)劃維修和改裝工作，對(duì)特殊航材提早規(guī)劃安排，盡量減少非例行工作，提高生產(chǎn)效率，減少飛機(jī)停場(chǎng)時(shí)間，降低維修成本。

數(shù)字化維修計(jì)劃生產(chǎn)管理系統(tǒng)可對(duì)試飛飛機(jī)試飛工作和生產(chǎn)工作進(jìn)行統(tǒng)一部署。系統(tǒng)可對(duì)試飛飛機(jī)的基本數(shù)據(jù)、試飛維修要求、地面支援設(shè)備、試飛計(jì)劃等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理，利用系統(tǒng)內(nèi)的不同模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)管理。生產(chǎn)計(jì)劃模塊對(duì)試飛傷、定檢工作、例行任務(wù)、EO的監(jiān)控管理等進(jìn)行控制;生產(chǎn)控制模塊是對(duì)每日生產(chǎn)和技術(shù)日志的管理;生產(chǎn)支援模塊是對(duì)工具的入庫(kù)、使用、送修、報(bào)廢的管理，以及對(duì)航材的使用情況做好統(tǒng)計(jì)工作;工程管理模塊完成對(duì)結(jié)構(gòu)損傷修理管理和對(duì)工程指令執(zhí)行情況的監(jiān)控。圖3為系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃和控制模塊。

3結(jié)論

試飛飛機(jī)由于其本身的特殊性，與正常運(yùn)營(yíng)的飛機(jī)有很大區(qū)別，其維修管理要求更為復(fù)雜。這就要求對(duì)飛機(jī)維修數(shù)據(jù)做好更優(yōu)的規(guī)劃，提高構(gòu)型管理水平，優(yōu)化計(jì)劃維修要求，合理安排維修工作，盡量減少特殊構(gòu)型航材備件需求，提高維修管理水平，降低維修成本，探索出一條民用試飛飛機(jī)維修管理的道路，為大型客機(jī)的試飛飛機(jī)維修管理提供參考。

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