基于RMSG-3標(biāo)準(zhǔn)的民用直升機(jī)增強(qiáng)區(qū)域分析方法

巴雪映，孫 峰，熊 茜

（航空工業(yè)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西景德鎮(zhèn) 333001）

0 引言

民用直升機(jī)增強(qiáng)區(qū)域分析主要針對直升機(jī)包含電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)EWIS（Electrical Wiring Interconnection System）的線纜和相關(guān)部件，對于包含電氣線纜和有可燃物積聚，以及電氣線纜鄰近關(guān)鍵設(shè)備或部件的區(qū)域，需要進(jìn)行增強(qiáng)區(qū)域分析。該類區(qū)域一般設(shè)備數(shù)量較多，線纜較密集，當(dāng)區(qū)域存在可燃物積聚條件時，易產(chǎn)生火情事故，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)部系統(tǒng)/設(shè)備功能失效，尤其是影響運(yùn)行操作的系統(tǒng)設(shè)備功能失效時，對直升機(jī)飛行安全造成嚴(yán)重影響。

2011 年，美國航空運(yùn)輸協(xié)會ATA（Air Transport Association of America）首次發(fā)布了MSG-3 Volume 2《（Rotorcraft）Operator/Manufacturer Scheduled Maintenance Development》，旋翼類航空器-直升機(jī)有了開展計(jì)劃維修要求制定的依據(jù)，得到世界各國局方和工業(yè)部門-旋翼航空器制造商的認(rèn)可，國外先進(jìn)的旋翼航空器制造商，如波音、西科斯基、空直、阿古斯塔等公司紛紛開展基于RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)研究和型號應(yīng)用，取得了較好的效果。我國也一直在跟蹤和消化該標(biāo)準(zhǔn)，CAAC 飛標(biāo)司作為該標(biāo)準(zhǔn)制定的參與者，要求新研制的民用直升機(jī)必須依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)開展初始計(jì)劃維修要求分析和評審。

以某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域?yàn)槔?，基于RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)條款，對該區(qū)域包含EWIS、可能存在可燃物材料積聚的部分進(jìn)行分析研究，得出民用直升機(jī)增強(qiáng)區(qū)域分析流程，為后續(xù)各型國產(chǎn)民用直升機(jī)編制EWIS 檢查任務(wù)提供依據(jù)。

1 RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)條款

RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)對增強(qiáng)區(qū)域分析流程給出如下說明[1]：

（1）確認(rèn)各區(qū)域內(nèi)包含EWIS 并且有潛在的可燃物積聚。一個區(qū)域內(nèi)的任何部位和項(xiàng)目都需考慮在內(nèi)，包括已從維修通道移除的項(xiàng)目（如，客艙內(nèi)飾面板上的EWIS，廚房、廁所存在的可燃物積聚等）。

（2）對該類區(qū)域進(jìn)行增強(qiáng)區(qū)域分析，并進(jìn)行單獨(dú)目視檢查任務(wù)，這些檢查任務(wù)應(yīng)適當(dāng)注意已安裝的EWIS 的狀態(tài)，特別是區(qū)域內(nèi)電纜極為貼近（即2 英寸以內(nèi)或50 mm 以內(nèi)）主和備用的液壓、機(jī)械或電氣飛行控制系統(tǒng)，需增加可燃污染物祛除任務(wù)，如果任務(wù)適當(dāng)且有效，能將可燃物引起的污染減至最小。

（3）依據(jù)“隨手清潔”的原則，在計(jì)劃和/或非計(jì)劃維修任務(wù)期間，將清潔任務(wù)整合至增強(qiáng)區(qū)域分析中。對于在鄰近線纜或系統(tǒng)中由線纜/EWIS 失效引起的潛在火情影響（如，飛行操縱功能失效風(fēng)險），應(yīng)用評級表根據(jù)區(qū)域的大小和安裝設(shè)備的稠密度等級判斷檢查級別。一般目視檢查GVI（General Visual Inspection）任務(wù)對于完整的區(qū)域是有效的。詳細(xì)目視檢查DET（Detailed Visual Inspection）任務(wù)對于區(qū)域內(nèi)具體項(xiàng)目具有適應(yīng)性和有效性。評級表應(yīng)結(jié)合偶然損傷AD（Accidental Damage）等級和環(huán)境損傷ED（Environmental Damage）等級最終判斷區(qū)域檢查間隔期。

（4）詳細(xì)目視檢查任務(wù)、單獨(dú)目視檢查任務(wù)，將污染物降低到最小程度的任務(wù)應(yīng)該被整合至系統(tǒng)/動力裝置任務(wù)中。由于這些任務(wù)并不僅限于常規(guī)的ATA 定義的系統(tǒng)中，并且沒有功能失效分類，通常收錄在某個專門的章節(jié)中，如，ATA20。

（5）將由增強(qiáng)區(qū)域分析得出的一般目視檢查任務(wù)與由標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析確定的區(qū)域檢查任務(wù)進(jìn)行比較，若維修通道要求是相同的且標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析任務(wù)提出的檢查間隔頻率更高，則認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析任務(wù)得出的區(qū)域檢查任務(wù)已經(jīng)充分地包含了增強(qiáng)區(qū)域分析得出的一般目視檢查任務(wù)。相反，單獨(dú)目視檢查任務(wù)應(yīng)當(dāng)保留在系統(tǒng)/動力裝置定義的任務(wù)中。

2 增強(qiáng)區(qū)域分析方法

2.1 區(qū)域線纜評估

在進(jìn)行增強(qiáng)區(qū)域分析前，先對區(qū)域中各系統(tǒng)存在的EWIS進(jìn)行評估。該評估可以確定區(qū)域內(nèi)是否存在各系統(tǒng)電源線和信號線等線纜，以及線纜是否靠近液壓、機(jī)械、電氣設(shè)備或部件。以確定是否需要進(jìn)行可燃物清除和對EWIS 進(jìn)行的維修任務(wù)以及任務(wù)間隔期。進(jìn)行區(qū)域評估能有效的避免重復(fù)工作，為順利開展增強(qiáng)區(qū)域分析提供輸入。

通過對直升機(jī)各系統(tǒng)的研究，可能存在EWIS 及靠近EWIS的區(qū)域在表1 中列出，具體分析時，按照表1 完成信息描述，即可完成EWIS 初步評估工作。

表1 某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域評估

2.2 減少可燃物積聚

所謂可燃物，就是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)（包括固體、液體、氣體），在隔離火源情況下，其仍可能燃燒。如果區(qū)域內(nèi)EWIS 部分積聚了該類材料而不進(jìn)行有效的工作進(jìn)行清除，那么附近的線纜很有可能因?yàn)榭扇嘉锏淖匀蓟蚓€纜外部防護(hù)層因振動或受環(huán)境影響等因素導(dǎo)致磨損、破損而產(chǎn)生的電火花引起可燃物的持續(xù)燃燒，嚴(yán)重影響直升機(jī)的安全性。線纜一般分布在直升機(jī)各區(qū)域內(nèi)部，普通的日常檢查難以滿足可燃物清除的要求，因此需要確定一種專門有效的工作明顯降低可燃物積聚的可能性。如果存在有效的清潔類恢復(fù)等工作能明顯降低可燃材料的積聚，則需要產(chǎn)生此項(xiàng)任務(wù)，并確定其檢查間隔期。

確定區(qū)域內(nèi)是否有可燃物積聚是進(jìn)行該項(xiàng)工作的重點(diǎn)。在進(jìn)行分析時，應(yīng)注意2 個問題：

（1）區(qū)域環(huán)境損傷評估的需考慮濕氣的影響，盡管濕氣本身是不可燃的，但當(dāng)線纜外部防護(hù)層有磨損、破損時，濕氣會引發(fā)該處產(chǎn)生電火花，從而導(dǎo)致線纜起火，如果同時附近有可燃材料存在，火情就有可能發(fā)生蔓延。因此需要通過“進(jìn)行有效的工作來降低線纜表面或其附近可燃材料的積聚”來降低此類危險發(fā)生的可能。

（2）駕駛艙和設(shè)備艙等區(qū)域內(nèi)的電子設(shè)備和儀表容易吸附灰塵、碎屑等可燃物，該類設(shè)備安裝較緊密，不易散熱，因此需要著重考慮該類區(qū)域的可燃物積聚。

減少可燃物積聚工作分析流程詳見圖1，通過回答問題（①～④），得出是否存在將可燃材料積聚清除的維修任務(wù)，如無，則進(jìn)入增強(qiáng)區(qū)域分析流程，進(jìn)行下一步分析。

圖1 減少可燃物積聚工作分析流程

以某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域?yàn)槔?，問題（①～④）回答如下：

問題①：是，存在電纜和數(shù)據(jù)線，連接超短波電臺天線與主機(jī)、伏爾/儀表著陸設(shè)備天線、無線電高度表天線、短波電臺天線、航管應(yīng)答機(jī)、自動定向儀線纜。

問題②：是，存在可燃物積聚，在線纜、液壓管路及管路接頭附近易覆蓋灰塵、滲漏物。

問題③：是，定期采用干凈抹布清除線纜、液壓管路及管路接頭等處可燃物積聚物。

問題④：根據(jù)邏輯分析，得出可燃物積聚清除的維修任務(wù)，不需要回答問題④，不適用。

綜上，某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域需進(jìn)行可燃物積聚物清潔類恢復(fù)任務(wù)。

2.3 線纜檢查任務(wù)確定

當(dāng)區(qū)域含有EWIS 時，按照RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以下兩種情況需繼續(xù)進(jìn)行增強(qiáng)區(qū)域分析，以確定EWIS 的檢查任務(wù)。①區(qū)域內(nèi)EWIS 存在可燃物積聚，但無有效的任務(wù)清除可燃物積聚；②區(qū)域內(nèi)EWIS 不存在可燃物積聚，但EWIS 靠近（2 英寸或50 mm 內(nèi)）飛行操縱的主要或備份系統(tǒng)（如：液壓/機(jī)械/電氣設(shè)備或部件）。

2.3.1 影響因素評級

按照RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)用評級表根據(jù)區(qū)域的大小和安裝設(shè)備的稠密度等級判斷檢查級別，另外，對于在鄰近線纜或系統(tǒng)中由線纜/EWIS 失效引起的潛在火情影響也應(yīng)納入評級表中，該因素的評級能直觀反映火情發(fā)生后對直升機(jī)飛行安全的影響，是確定線纜檢查任務(wù)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

（1）區(qū)域大小。各區(qū)域間的一個相對量度，區(qū)域大小等級低的區(qū)域，區(qū)域內(nèi)線纜的損傷以及特殊情況容易通過區(qū)域一般目視檢查發(fā)現(xiàn)。具體表示為：——大：區(qū)域大小等級大，以數(shù)字3 表示；——中：區(qū)域大小等級中等，以數(shù)字2 表示；——?。簠^(qū)域大小等級小，以數(shù)字1 表示。某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域大小等級見表2。

表2 某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域大小等級

（2）區(qū)域稠密度。稠密度等級表示區(qū)域中各種零部件的的密集程度。根據(jù)區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)設(shè)備和結(jié)構(gòu)項(xiàng)目數(shù)和區(qū)域體積內(nèi)的比值大小來確定，是各區(qū)域之間的相對量度。稠密度等級的高低能有效反映對區(qū)域項(xiàng)目進(jìn)行檢查的難易程度，因此稠密度等級評定可作為區(qū)域維修任務(wù)間隔期確定的輸入條件。其具體表示為：——高：區(qū)域內(nèi)安裝系統(tǒng)項(xiàng)目多、復(fù)雜，各系統(tǒng)交聯(lián)密集，以數(shù)字3 表示；——中：區(qū)域內(nèi)安裝系統(tǒng)項(xiàng)目較多、較復(fù)雜，各系統(tǒng)交聯(lián)較密集，以數(shù)字2 表示；——低：區(qū)域內(nèi)安裝系統(tǒng)項(xiàng)目少、較簡單，各系統(tǒng)交聯(lián)較少，以數(shù)字1 表示。區(qū)域稠密度等級低的區(qū)域，線纜布局較簡單，區(qū)域內(nèi)線纜的損傷以及特殊情況容易通過區(qū)域GVI 發(fā)現(xiàn)，某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域稠密度等級見表3。

表3 某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域稠密度等級

（3）區(qū)域潛在的火情影響。潛在的火情影響是一個評定相鄰EWIS 及系統(tǒng)受火情影響危險程度大小的指標(biāo)。一旦出現(xiàn)火情，將導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)電纜、數(shù)據(jù)線、系統(tǒng)設(shè)備和結(jié)構(gòu)項(xiàng)目造成功能失效，主要根據(jù)區(qū)域內(nèi)項(xiàng)目功能失效后，造成安全性、任務(wù)完成和營運(yùn)經(jīng)濟(jì)損失的嚴(yán)重影響后果來確定。具體表示為：——高：區(qū)域潛在火情對應(yīng)等級為高，電纜安裝復(fù)雜，距離易燃滲漏泄漏物近，火情出現(xiàn)后將產(chǎn)生災(zāi)難性影響，以數(shù)字3 表示；——中：存在液態(tài)可燃物積聚，距離滲漏泄漏可燃物積聚較近，火情出現(xiàn)后產(chǎn)生危險性影響，以數(shù)字2 表示；——低：無易燃的液態(tài)可燃物積聚，不靠近可燃物積聚管路，火情出現(xiàn)后不會產(chǎn)生災(zāi)難性及危險性影響，以數(shù)字1 表示。對影響直升機(jī)區(qū)域潛在火情的各項(xiàng)因素進(jìn)行匯總，綜合判斷后，得到區(qū)域潛在火情影響等級，某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域火情潛在影響等級詳見表4。

2.3.2 檢查任務(wù)確定

對區(qū)域稠密度、大小等級按L 型矩陣圖進(jìn)行評級，確定區(qū)域稠密度/大小等級，再按照L 型矩陣圖將潛在火情影響等級與區(qū)域稠密度/大小等級進(jìn)行組合，從而確定區(qū)域的線纜檢查等級。某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域線纜檢查級別確定如圖2 所示。

表4 某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域火情潛在影響等級

圖2 某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域線纜檢查級別確定

如果區(qū)域線纜檢查級別評定為1，說明對區(qū)域內(nèi)所有EWIS進(jìn)行GVI 是有效的；如果區(qū)域線纜檢查級別評定為2，說明對區(qū)域內(nèi)所有EWIS 進(jìn)行GVI，并對特定的EWIS 增加單獨(dú)GVI 檢查是有效的；如果區(qū)域線纜檢查級別評定為3，說明對區(qū)域內(nèi)所有EWIS 進(jìn)行GVI，并對特定的EWIS 增加單獨(dú)GVI 檢查或詳細(xì)目視檢查檢查是有效的。檢查任務(wù)組合結(jié)果詳見表5。

表5 線纜檢查任務(wù)組合匯總

綜上，針對某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域，區(qū)域GVI 檢查任務(wù)即可滿足該區(qū)域檢查要求。

2.3.3 線纜檢查任務(wù)分析流程（圖3）

2.4 維修任務(wù)間隔期確定

圖3 線纜檢查任務(wù)分析流程

按照 RMSG -3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，評級表應(yīng)結(jié)合區(qū)域的偶然損傷等級和環(huán)境損傷等級最終判斷區(qū)域檢查間隔期。

（1）AD 等級。用于評定區(qū)域受意外損傷的可能性，該損傷可能來自于地面保障設(shè)備、外來物FOD（Foreign Object Debris）、天氣影響、維修頻度、液體濺灑或乘員活動等因素。用嚴(yán)重、中等、輕微表示其等級。具體如下：——嚴(yán)重：偶然損傷造成的危險性較大，用3 表示；——中等：偶然損傷造成的危險性中等，用2 表示；——輕微：偶然損傷造成的危險性較小，用1 表示。

（2）ED 等級。用于評定區(qū)域受環(huán)境因素而損傷的可能性，該損傷可能來自于溫度、振動、腐蝕液體、濕氣或污染物等因素。用嚴(yán)重、中等、輕微表示其等級。具體如下：——嚴(yán)重：環(huán)境損傷造成的危險性較大，用3 表示；——中等：環(huán)境損傷造成的危險性中等，用2 表示；——輕微：環(huán)境損傷造成的危險性較小，用1 表示。

表6 區(qū)域維修任務(wù)整合及轉(zhuǎn)移

在對各區(qū)域ED 和AD 的影響因素進(jìn)行等級評定后，分別選取各自最大值作為ED 等級和AD等級。某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域的ED 和AD 評級如圖4 所示。

圖4 某型民用直升機(jī)尾梁區(qū)域的ED 和AD 評級

按照L 型矩陣圖對ED 等級和AD 等級進(jìn)行組合，可以得出區(qū)域線纜檢查任務(wù)的維修間隔期，如圖5 所示。圖中A 和C為維修間隔期的基準(zhǔn)值，在分析時需參考根據(jù)直升機(jī)維修策略制定具體間隔期。

2.5 區(qū)域維修任務(wù)整合及轉(zhuǎn)移

根據(jù)RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)區(qū)域分析得出的特定線纜的單獨(dú)GVI 類檢查任務(wù)、特定線纜的單獨(dú)DET 類檢查任務(wù)、可燃物積聚清除類檢查任務(wù)需轉(zhuǎn)移至系統(tǒng)和動力裝置計(jì)劃維修任務(wù)中。對于由增強(qiáng)區(qū)域分析得出的一般目視檢查區(qū)域線纜任務(wù)，應(yīng)與由標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析確定的區(qū)域檢查任務(wù)進(jìn)行比較，若維修通道相同且標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析任務(wù)提出的檢查間隔頻率更高，則認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析任務(wù)得出的區(qū)域檢查任務(wù)已經(jīng)充分地包含了增強(qiáng)區(qū)域分析得出的一般目視檢查任務(wù)，另外，單獨(dú)目視檢查任務(wù)應(yīng)當(dāng)保留在系統(tǒng)和動力裝置計(jì)劃維修任務(wù)中，詳見表6。

3 民用直升機(jī)增強(qiáng)區(qū)域分析流程

按照RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)的思想，對于含有電氣線路部分區(qū)域包含可燃物材料、不包含可燃物材料且靠近導(dǎo)線或其他系統(tǒng)電氣線纜組件的部分，需要對該區(qū)域進(jìn)行增強(qiáng)區(qū)域分析以確定對EWIS的檢查任務(wù)。增強(qiáng)區(qū)域分析大致分為兩部分：一是確定是否有有效的工作可以減少區(qū)域可燃物積聚；二是確定針對EWIS 的具體檢查工作。結(jié)合本文論述，民用直升機(jī)增強(qiáng)區(qū)域分析流程如圖6 所示。

圖5 區(qū)域線纜維修任務(wù)間隔期確定

4 結(jié)論

依據(jù)RMSG-3 標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國產(chǎn)民用直升機(jī)的特點(diǎn)及使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，對增強(qiáng)區(qū)域分析流程的各要素進(jìn)行分析與研究，得出以下結(jié)論：確定區(qū)域維修任務(wù)及其間隔期，以滿足民用直升機(jī)包含EWIS 的區(qū)域的計(jì)劃維修要求；得出一套適用于國產(chǎn)民用直升機(jī)的增強(qiáng)區(qū)域分析流程，為新研國產(chǎn)民用直升機(jī)確定區(qū)域計(jì)劃維修，制定區(qū)域維修大綱提供理論依據(jù)。

圖6 民用直升機(jī)增強(qiáng)區(qū)域分析流程