基于MSG-3計(jì)劃維修大綱的閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)分析

摘要：介紹了MSG-3的基本內(nèi)容，根據(jù)MSG-3中的閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)部分內(nèi)容，確定了閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)的敏感度等級(jí)、維修間隔以及任務(wù)類型。分析研究結(jié)果對(duì)民用飛機(jī)計(jì)劃維修大綱的閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)部分內(nèi)容的制訂具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù);MSG-3;維修大綱

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)航空運(yùn)輸?shù)男枨笠苍絹?lái)越多。在航空運(yùn)輸過(guò)程中，保證飛機(jī)安全是第一任務(wù)。根據(jù)美國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，平均每架飛機(jī)每年都要遭受不同程度的雷擊。例如，2010年哥倫比亞一架波音737客機(jī)降落時(shí)遭遇雷擊，著陸失敗，機(jī)身斷裂為三截，造成多名人員傷亡[1]。因此，閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)會(huì)嚴(yán)重影響飛機(jī)的運(yùn)行安全。2001年，MSG-3計(jì)劃維修大綱的修訂版本中加入了閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)的獨(dú)立分析部分，由此可以看出閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)的防護(hù)對(duì)飛行安全的重要性。

本文主要以MSG-3為基礎(chǔ)，從維修角度對(duì)閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)進(jìn)行分析研究。

1 適航要求

各個(gè)國(guó)家和地區(qū)對(duì)飛行器都有較為嚴(yán)格的適航法規(guī)，尤其對(duì)閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)的情況有明確要求。例如，美國(guó)FAR 25部和歐洲EASR 25部中都有針對(duì)閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)的具體標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)基于國(guó)內(nèi)的航空運(yùn)輸情況，參照美國(guó)聯(lián)邦航空局和歐洲航空安全局的安全規(guī)定，制訂了關(guān)于閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)的適航條例，例如CCAR 25.1316系統(tǒng)閃電防護(hù)、CCAR 25.954燃油系統(tǒng)閃電防護(hù)以及CCAR 25.581閃電防護(hù)等[2]。飛機(jī)只有滿足相應(yīng)國(guó)家或地區(qū)的適航要求，才可以在該地區(qū)取得商業(yè)營(yíng)運(yùn)條件。

2 MSG維修思想的形成和發(fā)展

MSG維修思想是各個(gè)航空公司和機(jī)構(gòu)維修策略、程序和大綱制訂的指導(dǎo)性文件?，F(xiàn)代航空維修思想是由“可靠性方法”維修和MSG維修思想結(jié)合產(chǎn)生的，其中MSG維修思想經(jīng)過(guò)多個(gè)版本的修訂，已經(jīng)被各國(guó)民用航空組織和公司認(rèn)可。該思想從第1版到第3版的最新修訂版本已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)，從初步成形到日趨完善的整個(gè)發(fā)展過(guò)程中，有3個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，如圖1所示。

1968年，為了制訂波音747客機(jī)的預(yù)防性維修大綱，由美國(guó)航空公司和飛機(jī)制造商組成維修指導(dǎo)小組，基于RCM維修思想制訂出了MSG-1維修評(píng)審和大綱的制訂手冊(cè)，該文件將傳統(tǒng)的單一維修方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎〞r(shí)、靈活和狀態(tài)監(jiān)視3種情況，成為第一個(gè)包括決斷方法和程序的維修大綱指導(dǎo)文件。

20世紀(jì)70年代，維修指導(dǎo)小組在MSG-1的基礎(chǔ)上推出了MSG-2航空公司/制造商維修大綱計(jì)劃文件手冊(cè)。MSG-2通過(guò)“自下而上”的分析方法，確定飛機(jī)系統(tǒng)獨(dú)立項(xiàng)目的維修情況，該文件屬于維修程序向?qū)汀?/p>

20世紀(jì)80年代，世界各國(guó)航空局、航空公司和飛機(jī)制造商在MSG-2的基礎(chǔ)上編寫了MSG-3航空公司/制造商維修大綱制訂文件。MSG-3通過(guò)“自上而下”的分析方法，確定飛機(jī)子系統(tǒng)和總系統(tǒng)的維修計(jì)劃，該文件屬于維修任務(wù)向?qū)汀?/p>

3 計(jì)劃維修大綱的分析

MSG-3中閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)部分維修工作是為了降低閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)系統(tǒng)的部分故障影響，從而進(jìn)一步降低防護(hù)系統(tǒng)故障對(duì)飛機(jī)的適航性影響。MSG-3中閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)項(xiàng)目根據(jù)衰退的敏感性評(píng)估系統(tǒng)的狀況，在出現(xiàn)防護(hù)系統(tǒng)故障時(shí)，根據(jù)邏輯判斷法確定維修任務(wù)和維修間隔。閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)分析包括三部分：防護(hù)對(duì)象、防護(hù)部件分析、敏感度等級(jí)[3]。

（1）防護(hù)對(duì)象。根據(jù)ATA 2200標(biāo)準(zhǔn)劃分的區(qū)域，閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)對(duì)象為電氣保護(hù)部件和非電氣保護(hù)部件。

（2）防護(hù)部件分析。根據(jù)防護(hù)部件的特點(diǎn)和性能數(shù)據(jù)，分析其防護(hù)特性，包括穩(wěn)定性、耐腐蝕性和環(huán)境影響。

（3）敏感度等級(jí)。包括區(qū)域內(nèi)的環(huán)境損傷（ED）和偶然損傷（AD），根據(jù)指定區(qū)域的防護(hù)部件對(duì)環(huán)境損傷和偶然損傷的敏感程度，分析評(píng)估該區(qū)域的敏感度等級(jí)，敏感度等級(jí)在維修間隔制訂和任務(wù)類型確定中具有關(guān)鍵作用。

4 閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)分析

4.1? ? 閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)敏感度等級(jí)

閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)敏感度等級(jí)主要根據(jù)大量長(zhǎng)時(shí)間的工程經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等綜合因素確定。在MSG-3中，閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)敏感度等級(jí)主要決定了區(qū)域維修間隔，所以確定閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)敏感度等級(jí)是制訂計(jì)劃維修大綱不可或缺的一環(huán)。

以MSG-3為基礎(chǔ)，閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)敏感度等級(jí)主要由環(huán)境損傷（ED）敏感度等級(jí)和偶然損傷（AD）敏感度等級(jí)決定。

ED敏感度等級(jí)主要與液體、溫度、振動(dòng)等環(huán)境因素有關(guān)，這些環(huán)境因素可能會(huì)使閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)功能發(fā)生退化，不能滿足計(jì)劃維修大綱的要求。其中，液體包括燃油、液壓油、水蒸氣等可能會(huì)產(chǎn)生影響的液態(tài)物質(zhì)。在防護(hù)區(qū)域或者防護(hù)部件的臨近區(qū)域，專家通過(guò)存在的液體對(duì)防護(hù)部件產(chǎn)生的影響程度進(jìn)行評(píng)級(jí)打分。溫度指防護(hù)區(qū)域的溫度變化對(duì)防護(hù)效果產(chǎn)生的影響，飛機(jī)飛行高度的不同會(huì)使各個(gè)防護(hù)區(qū)域產(chǎn)生不同的溫度變化，專家根據(jù)溫度變化對(duì)防護(hù)效果產(chǎn)生的影響程度進(jìn)行評(píng)級(jí)打分。振動(dòng)指會(huì)影響到防護(hù)功能的任何振動(dòng)情況。專家根據(jù)振動(dòng)對(duì)防護(hù)區(qū)域的影響程度進(jìn)行評(píng)級(jí)打分。其他的環(huán)境因素指可能使防護(hù)效果下降的物質(zhì)或者情況，例如腐蝕性粉塵、酸性粉塵等。

AD敏感度分為維修敏感度和使用敏感度。其中，維修敏感度指維修過(guò)程中出現(xiàn)的偶然因素使防護(hù)部件受損，影響防護(hù)效果的可能性。使用敏感度指使用過(guò)程中受偶然因素影響進(jìn)而影響防護(hù)效果的可能性。專家對(duì)以上所述的ED敏感度和AD敏感度中的影響因素進(jìn)行評(píng)級(jí)打分，得出不利因素對(duì)閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)敏感度等級(jí)的影響情況。例如，將敏感度等級(jí)分為：（1）所受影響較低;（2）所受影響適中;（3）所受影響較高。

4.2? ? 維修間隔

由MSG-3可知，閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)的維修間隔根據(jù)其敏感度等級(jí)來(lái)確定，合適的維修間隔對(duì)制訂民用飛機(jī)計(jì)劃維修大綱具有重要作用。評(píng)定閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)系統(tǒng)時(shí)，將該系統(tǒng)分為A級(jí)和B級(jí)，且飛機(jī)上兩個(gè)級(jí)別的防護(hù)系統(tǒng)都能夠被分析評(píng)估。A級(jí)防護(hù)系統(tǒng)指如果該系統(tǒng)失效后會(huì)發(fā)生機(jī)毀人亡事故的電氣和電子系統(tǒng);B級(jí)防護(hù)系統(tǒng)指該系統(tǒng)失效后會(huì)使飛機(jī)處于非致命性風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的電氣和電子系統(tǒng)。隨著航空業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)航空安全的要求越來(lái)越高，根據(jù)航空部門統(tǒng)計(jì)的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，僅將防護(hù)系統(tǒng)等級(jí)分為A級(jí)和B級(jí)難以實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)的精準(zhǔn)性，這對(duì)維修大綱的制訂和工程維修提出了挑戰(zhàn)，所以MSG-3對(duì)防護(hù)系統(tǒng)等級(jí)分級(jí)進(jìn)行了適當(dāng)修改，使閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)系統(tǒng)按照統(tǒng)一評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)分析。

閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)維修間隔制訂步驟包括：

（1）根據(jù)MSG-3劃分防護(hù)區(qū)域，確定防護(hù)部件;

（2）查找影響ED敏感度和AD敏感度的因素，對(duì)具體影響因素進(jìn)行評(píng)級(jí)，結(jié)合不同區(qū)域敏感度的差異，專家對(duì)閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)的整體敏感度進(jìn)行評(píng)級(jí);

（3）根據(jù)閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)敏感度等級(jí)制訂等級(jí)-維修間隔關(guān)系表，確定維修間隔。

4.3? ? 任務(wù)類型確定

由于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，不同的飛機(jī)制造商確定閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)任務(wù)類型的方法存在差異，一般確定的基礎(chǔ)依據(jù)為工程經(jīng)驗(yàn)和維修數(shù)據(jù)。本文在MSG-3基礎(chǔ)上，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和維修數(shù)據(jù)，通過(guò)矩陣法或者邏輯判斷法來(lái)確定閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)任務(wù)類型。

矩陣法確定任務(wù)類型的原理是在多元素問(wèn)題中，提取成對(duì)的元素列出矩陣圖，根據(jù)所列矩陣圖找到關(guān)鍵信息解決問(wèn)題。矩陣法確定任務(wù)類型時(shí)，如果出現(xiàn)一般目視檢查（GVI）無(wú)效的情況，則轉(zhuǎn)而選擇其他任務(wù)類型。其他任務(wù)類型的選擇依據(jù)包括防護(hù)區(qū)域內(nèi)防護(hù)設(shè)備的布置密度和閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)退化標(biāo)準(zhǔn)。防護(hù)區(qū)域內(nèi)防護(hù)設(shè)備的布置密度包括設(shè)備的安裝、導(dǎo)線的密度等，防護(hù)設(shè)備的布置密度根據(jù)數(shù)量、種類數(shù)和相互距離分為低、中、高三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)退化標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)退化的程度（可維修性、退化模式和冗余等級(jí)）分為低（輕微老化）和高（顯著老化）兩個(gè)等級(jí)。

與矩陣法相比，邏輯判斷法具有更強(qiáng)的操作性，確定任務(wù)類型的過(guò)程中效率更高。在MSG-3的基礎(chǔ)上，通過(guò)邏輯判斷法對(duì)防護(hù)設(shè)備和防護(hù)項(xiàng)目的退化、項(xiàng)目的可視性以及安裝環(huán)境的退化綜合性分析確定任務(wù)類型。

5 結(jié)語(yǔ)

閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)對(duì)保證航空安全越來(lái)越重要，由于閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)維修性的研究還處于起步階段，缺少相關(guān)的維修經(jīng)驗(yàn)和維修數(shù)據(jù)，因此需要不斷完善其指導(dǎo)文件和維修大綱來(lái)保證飛機(jī)航行的安全性。本文基于MSG-3分析了敏感度等級(jí)、維修間隔和任務(wù)類型確定等內(nèi)容，分別闡述了這三個(gè)部分評(píng)估執(zhí)行的方法。本文闡述的方法對(duì)制訂閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)計(jì)劃維修大綱具有參考價(jià)值。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 中國(guó)民用航空總局飛行標(biāo)準(zhǔn)司.維修審查委員會(huì)和維修審查委員會(huì)報(bào)告[R/OL].（2006-05-15）[2020-11-12]. http：//www.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/GFXWJ/201511/t20151102_7883.html.

[2] ATA.MSG-3 Operator/Manufacturer Scheduled Mainten-ance Development[Z].

[3] 戴思宗.民用飛機(jī)全壽命周期的經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)[J].飛機(jī)工程，2002（2）：14-19.

收稿日期：2020-11-20

作者簡(jiǎn)介：顧海?。?985—），男，江蘇海門人，工程師，研究方向：航空發(fā)動(dòng)機(jī)四性設(shè)計(jì)。