基于MSG-3計劃維修大綱的閃電/高強度輻射場防護分析

摘要：介紹了MSG-3的基本內容，根據(jù)MSG-3中的閃電/高強度輻射場防護部分內容，確定了閃電/高強度輻射場防護的敏感度等級、維修間隔以及任務類型。分析研究結果對民用飛機計劃維修大綱的閃電/高強度輻射場防護部分內容的制訂具有參考價值。

關鍵詞：閃電/高強度輻射場防護;MSG-3;維修大綱

0 引言

隨著社會經濟的發(fā)展，人們對航空運輸?shù)男枨笠苍絹碓蕉?。在航空運輸過程中，保證飛機安全是第一任務。根據(jù)美國航空運輸協(xié)會統(tǒng)計，平均每架飛機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客機降落時遭遇雷擊，著陸失敗，機身斷裂為三截，造成多名人員傷亡[1]。因此，閃電/高強度輻射場會嚴重影響飛機的運行安全。2001年，MSG-3計劃維修大綱的修訂版本中加入了閃電/高強度輻射場防護的獨立分析部分，由此可以看出閃電/高強度輻射場的防護對飛行安全的重要性。

本文主要以MSG-3為基礎，從維修角度對閃電/高強度輻射場防護進行分析研究。

1 適航要求

各個國家和地區(qū)對飛行器都有較為嚴格的適航法規(guī)，尤其對閃電/高強度輻射場防護的情況有明確要求。例如，美國FAR 25部和歐洲EASR 25部中都有針對閃電/高強度輻射場防護的具體標準。我國基于國內的航空運輸情況，參照美國聯(lián)邦航空局和歐洲航空安全局的安全規(guī)定，制訂了關于閃電/高強度輻射場防護的適航條例，例如CCAR 25.1316系統(tǒng)閃電防護、CCAR 25.954燃油系統(tǒng)閃電防護以及CCAR 25.581閃電防護等[2]。飛機只有滿足相應國家或地區(qū)的適航要求，才可以在該地區(qū)取得商業(yè)營運條件。

2 MSG維修思想的形成和發(fā)展

MSG維修思想是各個航空公司和機構維修策略、程序和大綱制訂的指導性文件。現(xiàn)代航空維修思想是由“可靠性方法”維修和MSG維修思想結合產生的，其中MSG維修思想經過多個版本的修訂，已經被各國民用航空組織和公司認可。該思想從第1版到第3版的最新修訂版本已經經歷了半個世紀，從初步成形到日趨完善的整個發(fā)展過程中，有3個重要時間節(jié)點，如圖1所示。

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

20世紀70年代，維修指導小組在MSG-1的基礎上推出了MSG-2航空公司/制造商維修大綱計劃文件手冊。MSG-2通過“自下而上”的分析方法，確定飛機系統(tǒng)獨立項目的維修情況，該文件屬于維修程序向導型。

20世紀80年代，世界各國航空局、航空公司和飛機制造商在MSG-2的基礎上編寫了MSG-3航空公司/制造商維修大綱制訂文件。MSG-3通過“自上而下”的分析方法，確定飛機子系統(tǒng)和總系統(tǒng)的維修計劃，該文件屬于維修任務向導型。

3 計劃維修大綱的分析

MSG-3中閃電/高強度輻射場防護部分維修工作是為了降低閃電/高強度輻射場防護系統(tǒng)的部分故障影響，從而進一步降低防護系統(tǒng)故障對飛機的適航性影響。MSG-3中閃電/高強度輻射場防護項目根據(jù)衰退的敏感性評估系統(tǒng)的狀況，在出現(xiàn)防護系統(tǒng)故障時，根據(jù)邏輯判斷法確定維修任務和維修間隔。閃電/高強度輻射場防護分析包括三部分：防護對象、防護部件分析、敏感度等級[3]。

（1）防護對象。根據(jù)ATA 2200標準劃分的區(qū)域，閃電/高強度輻射場防護對象為電氣保護部件和非電氣保護部件。

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

（3）敏感度等級。包括區(qū)域內的環(huán)境損傷（ED）和偶然損傷（AD），根據(jù)指定區(qū)域的防護部件對環(huán)境損傷和偶然損傷的敏感程度，分析評估該區(qū)域的敏感度等級，敏感度等級在維修間隔制訂和任務類型確定中具有關鍵作用。

4 閃電/高強度輻射場防護分析

4.1? ? 閃電/高強度輻射場防護敏感度等級

閃電/高強度輻射場防護敏感度等級主要根據(jù)大量長時間的工程經驗、運營數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)等綜合因素確定。在MSG-3中，閃電/高強度輻射場防護敏感度等級主要決定了區(qū)域維修間隔，所以確定閃電/高強度輻射場防護敏感度等級是制訂計劃維修大綱不可或缺的一環(huán)。

以MSG-3為基礎，閃電/高強度輻射場防護敏感度等級主要由環(huán)境損傷（ED）敏感度等級和偶然損傷（AD）敏感度等級決定。

ED敏感度等級主要與液體、溫度、振動等環(huán)境因素有關，這些環(huán)境因素可能會使閃電/高強度輻射場防護功能發(fā)生退化，不能滿足計劃維修大綱的要求。其中，液體包括燃油、液壓油、水蒸氣等可能會產生影響的液態(tài)物質。在防護區(qū)域或者防護部件的臨近區(qū)域，專家通過存在的液體對防護部件產生的影響程度進行評級打分。溫度指防護區(qū)域的溫度變化對防護效果產生的影響，飛機飛行高度的不同會使各個防護區(qū)域產生不同的溫度變化，專家根據(jù)溫度變化對防護效果產生的影響程度進行評級打分。振動指會影響到防護功能的任何振動情況。專家根據(jù)振動對防護區(qū)域的影響程度進行評級打分。其他的環(huán)境因素指可能使防護效果下降的物質或者情況，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程中出現(xiàn)的偶然因素使防護部件受損，影響防護效果的可能性。使用敏感度指使用過程中受偶然因素影響進而影響防護效果的可能性。專家對以上所述的ED敏感度和AD敏感度中的影響因素進行評級打分，得出不利因素對閃電/高強度輻射場防護敏感度等級的影響情況。例如，將敏感度等級分為：（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/高強度輻射場防護的維修間隔根據(jù)其敏感度等級來確定，合適的維修間隔對制訂民用飛機計劃維修大綱具有重要作用。評定閃電/高強度輻射場防護系統(tǒng)時，將該系統(tǒng)分為A級和B級，且飛機上兩個級別的防護系統(tǒng)都能夠被分析評估。A級防護系統(tǒng)指如果該系統(tǒng)失效后會發(fā)生機毀人亡事故的電氣和電子系統(tǒng);B級防護系統(tǒng)指該系統(tǒng)失效后會使飛機處于非致命性風險狀態(tài)的電氣和電子系統(tǒng)。隨著航空業(yè)的發(fā)展，人們對航空安全的要求越來越高，根據(jù)航空部門統(tǒng)計的運營數(shù)據(jù)，僅將防護系統(tǒng)等級分為A級和B級難以實現(xiàn)指導的精準性，這對維修大綱的制訂和工程維修提出了挑戰(zhàn)，所以MSG-3對防護系統(tǒng)等級分級進行了適當修改，使閃電/高強度輻射場防護系統(tǒng)按照統(tǒng)一評測標準分析。

閃電/高強度輻射場防護維修間隔制訂步驟包括：

（1）根據(jù)MSG-3劃分防護區(qū)域，確定防護部件;

（2）查找影響ED敏感度和AD敏感度的因素，對具體影響因素進行評級，結合不同區(qū)域敏感度的差異，專家對閃電/高強度輻射場防護的整體敏感度進行評級;

（3）根據(jù)閃電/高強度輻射場防護敏感度等級制訂等級-維修間隔關系表，確定維修間隔。

4.3? ? 任務類型確定

由于執(zhí)行標準的不統(tǒng)一，不同的飛機制造商確定閃電/高強度輻射場防護任務類型的方法存在差異，一般確定的基礎依據(jù)為工程經驗和維修數(shù)據(jù)。本文在MSG-3基礎上，結合工程經驗和維修數(shù)據(jù)，通過矩陣法或者邏輯判斷法來確定閃電/高強度輻射場防護任務類型。

矩陣法確定任務類型的原理是在多元素問題中，提取成對的元素列出矩陣圖，根據(jù)所列矩陣圖找到關鍵信息解決問題。矩陣法確定任務類型時，如果出現(xiàn)一般目視檢查（GVI）無效的情況，則轉而選擇其他任務類型。其他任務類型的選擇依據(jù)包括防護區(qū)域內防護設備的布置密度和閃電/高強度輻射場防護退化標準。防護區(qū)域內防護設備的布置密度包括設備的安裝、導線的密度等，防護設備的布置密度根據(jù)數(shù)量、種類數(shù)和相互距離分為低、中、高三個標準。閃電/高強度輻射場防護退化標準根據(jù)退化的程度（可維修性、退化模式和冗余等級）分為低（輕微老化）和高（顯著老化）兩個等級。

與矩陣法相比，邏輯判斷法具有更強的操作性，確定任務類型的過程中效率更高。在MSG-3的基礎上，通過邏輯判斷法對防護設備和防護項目的退化、項目的可視性以及安裝環(huán)境的退化綜合性分析確定任務類型。

5 結語

閃電/高強度輻射場防護對保證航空安全越來越重要，由于閃電/高強度輻射場防護維修性的研究還處于起步階段，缺少相關的維修經驗和維修數(shù)據(jù)，因此需要不斷完善其指導文件和維修大綱來保證飛機航行的安全性。本文基于MSG-3分析了敏感度等級、維修間隔和任務類型確定等內容，分別闡述了這三個部分評估執(zhí)行的方法。本文闡述的方法對制訂閃電/高強度輻射場防護計劃維修大綱具有參考價值。

[參考文獻]

[1] 中國民用航空總局飛行標準司.維修審查委員會和維修審查委員會報告[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.民用飛機全壽命周期的經濟性設計[J].飛機工程，2002（2）：14-19.

收稿日期：2020-11-20

作者簡介：顧海健（1985—），男，江蘇海門人，工程師，研究方向：航空發(fā)動機四性設計。