淺談DAC發(fā)動機(jī)時壽件管控模式在航空公司的應(yīng)用

航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的關(guān)鍵部件，其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行是保證飛行安全的重要因素。航空發(fā)動機(jī)核心部件工作環(huán)境持續(xù)高溫，轉(zhuǎn)子部件轉(zhuǎn)速可達(dá)10000r/min以上，工作環(huán)境惡劣、工作負(fù)荷大是其顯著特點，一旦失效，造成的破壞無法估量，將直接危害飛行安全。故航空發(fā)動機(jī)制造廠家在發(fā)動機(jī)設(shè)計時就會明確設(shè)定發(fā)動機(jī)時壽件，并將其加入到時壽件手冊中，通過規(guī)定使用壽命時間限制予以控制。這些時壽件價格都較為昂貴，整套價格都在500萬美元以上，高涵道比的大推力發(fā)動機(jī)甚至已經(jīng)接近1000萬美元。航空公司在更加注重控制經(jīng)營成本的背景下，如何合理地延長時壽件的在翼使用時間，從而降低航空公司的運(yùn)營成本是值得關(guān)注的問題。

羅羅公司推出了全新的時壽件壽命管控DAC（Direct Accumulation Count，直接累計計數(shù)）方法，可以有效延長時壽件的在翼使用時間。但是，DAC方法大量的數(shù)據(jù)需求和全新的時壽件壽命計算理念，要求航空公司在使用之前必須開發(fā)與之相適應(yīng)的數(shù)據(jù)接口平臺，并建立合規(guī)的管理程序及相關(guān)的適航文件。本文以羅羅公司某型發(fā)動機(jī)為例說明DAC方法在航空公司的應(yīng)用。

1 DAC簡介

目前，大部分民用航空發(fā)動機(jī)都采用傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)循環(huán)計數(shù)法來監(jiān)控發(fā)動機(jī)時壽件的壽命，即發(fā)動機(jī)每運(yùn)轉(zhuǎn)一個飛行循環(huán)，時壽件的剩余壽命減少一個循環(huán)，直至?xí)r壽件剩余壽命為零或接近于零。這種時壽件壽命管控方法操作簡單，只需對發(fā)動機(jī)的飛行循環(huán)進(jìn)行計數(shù)，無需關(guān)注飛機(jī)的航班情況和發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

DAC方法則不再使用發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一個飛行循環(huán)時壽件壽命減少一個循環(huán)的方法，而是綜合考慮發(fā)動機(jī)的實際運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行參數(shù)后，經(jīng)過DAC系統(tǒng)的內(nèi)部邏輯計算，在傳統(tǒng)的一個飛行循環(huán)上增加一個修訂系數(shù)后再在時壽件壽命的限制值上進(jìn)行削減。時壽件的壽命限制值并沒有變化，只是對其使用循環(huán)進(jìn)行了重新定義。由此可見，通過對發(fā)動機(jī)飛行循環(huán)的簡單計數(shù)是無法實現(xiàn)DAC方法的，該方法既需要大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)和發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)等作為計算基礎(chǔ)，又需要借助羅羅公司DAC系統(tǒng)執(zhí)行計算，對航空公司的數(shù)據(jù)獲取能力和數(shù)據(jù)傳輸、維護(hù)能力提出了全新的和更高的要求。

2 DAC數(shù)據(jù)接口平臺的搭建

使用DAC方法管控時壽件必須向羅羅公司DAC系統(tǒng)的 DAC LUC（DAC使用壽命計算器）中輸入大量數(shù)據(jù)才能獲得準(zhǔn)確的時壽件剩余壽命，從而準(zhǔn)確地管控時壽件壽命。如圖1所示，這些數(shù)據(jù)主要有：發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)（發(fā)動機(jī)電子控制組件EEC和DAC值）；發(fā)動機(jī)構(gòu)型數(shù)據(jù)（發(fā)動機(jī)信息、服務(wù)通告、技術(shù)偏離批準(zhǔn)）；發(fā)動機(jī)維護(hù)數(shù)據(jù)（部件更換、發(fā)動機(jī)更換、推力轉(zhuǎn)換）；時壽件壽命限制數(shù)據(jù)（TLM手冊要求）；飛行日志；1Hz電子壽命數(shù)據(jù)。發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)通過飛機(jī)的飛機(jī)狀態(tài)和監(jiān)控系統(tǒng)（ACMS）自動傳輸?shù)紻AC LUC中，無需航空公司過多干預(yù)。發(fā)動機(jī)構(gòu)型數(shù)據(jù)、發(fā)動機(jī)維護(hù)數(shù)據(jù)和時壽件壽命限制數(shù)據(jù)可以由航空公司（運(yùn)營人）或羅羅公司等根據(jù)實際情況按需在DAC LUC中進(jìn)行修改，數(shù)據(jù)量相對較少且操作起來相對容易。但是，飛行日志和1Hz電子壽命數(shù)據(jù)則數(shù)據(jù)量較大且無法自動傳輸，只能由航空公司定期將數(shù)據(jù)上傳至DAC LUC中，因此需要航空公司搭建相關(guān)數(shù)據(jù)接口平臺提取所需數(shù)據(jù)并上傳，這給航空公司帶來巨大挑戰(zhàn)。

3 飛行日志提取接口的開發(fā)

ACMS系統(tǒng)提供的發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)（EEC DAC值）是DAC LUC計算時壽件壽命的計算數(shù)據(jù)。但是，ACMS系統(tǒng)不是飛機(jī)放行的關(guān)鍵系統(tǒng)，當(dāng)其出現(xiàn)故障時就無法向DAC LUC中傳輸發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致某個或某幾個航班的時壽件消耗沒有被計算，從而造成時壽件超期。為了避免這一問題，航空公司需要提供飛機(jī)每個航班實際的飛行情況，即飛行日志。將飛行日志與飛機(jī)ACMS系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)相比較，驗證ACMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的真實性和完整性，及時發(fā)現(xiàn)ACMS系統(tǒng)遺漏的航段數(shù)據(jù)情況，以便及時糾正。因此，飛行日志的準(zhǔn)確和完整對于DAC系統(tǒng)的計算準(zhǔn)確性以及避免時壽件超期至關(guān)重要。

DAC LUC中要求的飛行日志是包含飛機(jī)注冊號、航班號、起飛機(jī)場、降落機(jī)場、落地時間、起落次數(shù)、復(fù)飛次數(shù)和航班類型等8個參數(shù)的所有飛機(jī)在一定時間內(nèi)的飛行信息。這8個參數(shù)雖然在航空公司的EPR系統(tǒng)中均可直接或間接獲得，但是由于機(jī)隊中的每架飛機(jī)的每個航班均需要提取上述8個參數(shù)數(shù)據(jù)并上傳DAC系統(tǒng)，此數(shù)據(jù)量在累計一定時間后是相當(dāng)大量的，是人工提取無法實現(xiàn)的，必須通過IT技術(shù)從航空公司的EPR系統(tǒng)中自動提取。

由于飛機(jī)的引進(jìn)和退出，航空公司機(jī)隊中的飛機(jī)是不斷變化的。因此，要想提取每架飛機(jī)每個航班的8個參數(shù)信息，首先需要從航空公司的ERP系統(tǒng)中提取整個機(jī)隊所有飛機(jī)的飛機(jī)信息，然后再根據(jù)所獲得的飛機(jī)信息，從航空公司的ERP系統(tǒng)中提取每架飛機(jī)所對應(yīng)的航班信息。因為飛機(jī)信息和航班信息數(shù)據(jù)可能位于ERP系統(tǒng)的不同模塊，所以需要在不同的分系統(tǒng)中分別建立接口，并根據(jù)具體的數(shù)據(jù)需求建立提取規(guī)則。

根據(jù)DAC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求可建立如下數(shù)據(jù)取值規(guī)則：因DAC系統(tǒng)需要機(jī)隊所有飛機(jī)所有的航班信息，可以以天為單位，通過飛機(jī)號（ACID）+日期的請求，反饋航班號、起飛機(jī)場、降落機(jī)場、落地時間、起落次數(shù)、復(fù)飛次數(shù)和航班類型等7個參數(shù)（見圖2）。在反饋的7個參數(shù)中，航班號、起飛機(jī)場、降落機(jī)場和落地時間這4個參數(shù)一般不需做多余處理，可以直接上傳DAC系統(tǒng)使用。但是，對于起落次數(shù)、復(fù)飛次數(shù)和航班類型這3個參數(shù)，則不能直接使用，需要根據(jù)相關(guān)規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將其轉(zhuǎn)化為符合DAC LUC要求的數(shù)據(jù)。

航空公司的航班類型主要有訓(xùn)練航班和非訓(xùn)練航班兩種，這兩種不同類型的航班在復(fù)飛次數(shù)上有著很大的不同。因此，要對起落次數(shù)、復(fù)飛次數(shù)和航班類型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，首先需要判斷的是所飛航班為訓(xùn)練航班還是非訓(xùn)練航班。在航空公司ERP系統(tǒng)中，大部分航班為非訓(xùn)練的正常運(yùn)營航班，訓(xùn)練航班只占很少一部分，因此，確定航空公司ERP系統(tǒng)中訓(xùn)練航班的具體特征，針對此特征選用合理的判斷法則，可使數(shù)據(jù)提取更加高效。例如，某航空公司的訓(xùn)練航班特征為，航班號以本公司的二字代碼開頭，后面跟3個數(shù)字，3個數(shù)字以“0”開頭，航班性質(zhì)一欄為訓(xùn)練。根據(jù)此特征制定相應(yīng)的判斷法則，可以有效識別航空公司ERP系統(tǒng)中的訓(xùn)練航班，同時非訓(xùn)練航班也就被成功識別。

對于非訓(xùn)練航班，一個航班的起落次數(shù)固定為1，復(fù)飛次數(shù)為0，即使在降落時存在復(fù)飛情況，在時壽件計算時也不必考慮。因此，對于非訓(xùn)練航班，起落次數(shù)、復(fù)飛次數(shù)和航班類型這3個參數(shù)可固定反饋“1，0，STANDARD”，如圖2所示。

對于訓(xùn)練航班，一個航班的起落次數(shù)也取值為1，但復(fù)飛次數(shù)與飛行訓(xùn)練的具體情況有關(guān)。航空公司ERP系統(tǒng)中的復(fù)飛次數(shù)通常以天為單位手動輸入，往往不區(qū)分具體訓(xùn)練航班對應(yīng)的復(fù)飛次數(shù)。在這種情況下，只要保證當(dāng)天復(fù)飛次數(shù)的總數(shù)準(zhǔn)確即可滿足DAC LUC的數(shù)據(jù)要求，每一訓(xùn)練航班所對應(yīng)的復(fù)飛次數(shù)可通過將總數(shù)平均分配獲得，保證不出現(xiàn)小數(shù)即可。例如，某天某架飛機(jī)有35個連續(xù)起落，3個訓(xùn)練航班，則3個訓(xùn)練航班上的連續(xù)循環(huán)分別為12，12，11。另外，訓(xùn)練航班的航班類型數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)換成為“TRAINING”。

除了確定的具體航班數(shù)據(jù)的提取規(guī)則外，還應(yīng)考慮所提取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因航空公司ERP系統(tǒng)會根據(jù)實際情況更改飛機(jī)的航班信息且數(shù)據(jù)的更新會有延遲，為保證提供數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)每次定時提取上周或一定間隔前的飛行日志。在ERP系統(tǒng)中定時執(zhí)行程序，生成DAC項目實施需要的Excel文件，存放在專屬的共享文件夾下，以供上傳使用。

4 1Hz電子壽命數(shù)據(jù)的提取

1Hz電子壽命數(shù)據(jù)記錄了從發(fā)動機(jī)起動到發(fā)動機(jī)停車整個航段的發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)，比從飛機(jī)ACMS系統(tǒng)中獲取的用于時壽件壽命計算的發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)更加全面，使用該數(shù)據(jù)計算出的發(fā)動機(jī)時壽件剩余壽命也更加準(zhǔn)確。但是，由于每個航段的數(shù)據(jù)量太大，無法通過飛機(jī)向地面?zhèn)鬏?，所以，只能用于驗證DAC LUC計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

通過定期上傳1Hz電子壽命數(shù)據(jù)來驗證DAC LUC計算結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性是DAC方法獲得批準(zhǔn)的強(qiáng)制要求，航空公司必須滿足此要求才能使用DAC方法來管控時壽件。航空公司每月需從飛機(jī)上將1Hz電子壽命數(shù)據(jù)下載到航空公司的存儲設(shè)備中，再通過相應(yīng)的SFTP數(shù)據(jù)鏈將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅_羅公司服務(wù)器。

5 可靠性驗證

飛行日志提取接口和1Hz電子壽命數(shù)據(jù)提取方法建立后，并不能立即使用DAC方法管控時壽件，還需試運(yùn)行一段時間。試運(yùn)行期間，航空公司與羅羅公司在共同維護(hù)好發(fā)動機(jī)構(gòu)型數(shù)據(jù)、發(fā)動機(jī)維護(hù)數(shù)據(jù)和時壽件壽命限制數(shù)據(jù)的同時，還需每周上傳機(jī)隊所有飛機(jī)的飛行日志，每月上傳機(jī)隊所有飛機(jī)的1Hz電子壽命數(shù)據(jù)。試運(yùn)行幾個月后，羅羅公司DAC團(tuán)隊會對航空公司DAC方法的使用情況進(jìn)行綜合技術(shù)評估，如果評估結(jié)果符合要求，將向航空公司頒發(fā)技術(shù)認(rèn)可，表明航空公司整個DAC方法的使用在技術(shù)上已滿足要求。

6 DAC方法應(yīng)用的合規(guī)性建設(shè)

航空公司在正式使用DAC方法管控時壽件之前，除了要獲得羅羅公司技術(shù)上的認(rèn)可之外，還必須符合航空公司質(zhì)量體系的要求。

與航空公司管控時壽件的傳統(tǒng)方法發(fā)動機(jī)循環(huán)計數(shù)法相比，DAC方法無論在理念方面還是具體操作層面均發(fā)生了很大的變化，因此，必須建立基于羅羅公司DAC方法的時壽件管控程序，基于DAC方法需要大量數(shù)據(jù)傳輸、大量數(shù)據(jù)維護(hù)、時壽件到壽時間無法準(zhǔn)確預(yù)測并需要多部門共同參與，所以應(yīng)細(xì)化時壽件管控流程，規(guī)定工程技術(shù)部門、時壽件控制部門和信息技術(shù)部門等相關(guān)部門的職責(zé)。

除了建立基于羅羅公司DAC方法的管控程序外，在持續(xù)適航文件方面也要符合質(zhì)量體系的要求。通常，航空公司是通過持續(xù)適航維修方案來規(guī)定發(fā)動機(jī)時壽件的壽命限制要求。在傳統(tǒng)的時壽件管控方法中，航空公司持續(xù)適航維修方案中的時壽件壽命限制以飛行循環(huán)（FC）為單位，表明在規(guī)定的飛行循環(huán)之前需要報廢該時壽件。例如，在持續(xù)適航維修方案中某時壽件的壽命限制規(guī)定為1850FC，表明該時壽件在到達(dá)1850FC之前需要報廢。但是，DAC方法不再以飛行循環(huán)為單位，而是以標(biāo)準(zhǔn)使用循環(huán)（SDC）為單位，如上述時壽件在DAC系統(tǒng)中的壽命時限將變?yōu)?850SDC。由于1飛行循環(huán)通常小于1標(biāo)準(zhǔn)使用循環(huán)，如果持續(xù)維修方案中的時壽件時限仍以飛行循環(huán)為單位，則存在時壽件超期使用的問題。因此，需修改持續(xù)適航維修方案，在持續(xù)適航維修方案中引入DAC方法和時壽件壽命限制單位SDC，并將所有時壽件的壽命限制單位修改為SDC。

7 結(jié)束語

DAC方法提出了全新的時壽件管控理念，有限延長了時壽件的在翼使用時間。但DAC方法在航空公司的應(yīng)用需要航空公司完成搭建相關(guān)數(shù)據(jù)平臺、建立新的管控程序和修改已有的適航文件等一系列工作，也需要航空公司多部門的聯(lián)合協(xié)作。DAC方法在時壽件控制領(lǐng)域還是新生事物，建立DAC方法后還需要航空公司在使用中不斷地優(yōu)化流程，加強(qiáng)日常管控，與羅羅公司加強(qiáng)合作，進(jìn)行積極有效的溝通，在保障飛行安全的前提下，不斷在時壽件控制領(lǐng)域進(jìn)行探索，達(dá)到成本控制的最佳水平。

作者簡介

舒毅，高級工程師，主要從事民用航空發(fā)動機(jī)機(jī)隊工程管理工作。