A320老齡飛機記錄審查與修理評估

摘要：在長期運營過程中，空客A320老齡飛機因結(jié)構(gòu)腐蝕、疲勞裂紋和意外損傷等原因產(chǎn)生了大量的結(jié)構(gòu)修理和改裝項目。開展對結(jié)構(gòu)修理和改裝記錄的審查和評估，制定并執(zhí)行結(jié)構(gòu)修理附加檢查方案，確保所有舊的加強修理合法有效且符合最新規(guī)章的要求，是保證老齡飛機結(jié)構(gòu)安全的重要措施。

關(guān)鍵詞：老齡飛機；記錄審查；修理評估

Keywords：aging aircraft；maintenance record review；repair assessment

0 引言

2017年9月4日，交通運輸部正式頒布的中國民用航空規(guī)章CCAR 121第五次修訂，自2017年10月10日起正式施行。CCAR 121-R5增加了附件J“航空器持續(xù)適航和安全改進(jìn)”，要求航空運營人員在特定時限內(nèi)，完成老齡飛機相應(yīng)的檢查和記錄審查，以及機身增壓邊界修理評估和補充檢查，證明飛機上時間敏感零部件的維修充分且及時。針對易產(chǎn)生疲勞裂紋并危及飛行安全的疲勞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)（FCS），確保其修理和改裝方案包含經(jīng)局方批準(zhǔn)的符合損傷容限要求的檢查和程序，以確保老齡飛機的持續(xù)適航和運行安全。

2020年6月8日，民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司組織對CCAR 121的部分內(nèi)容進(jìn)行了第六次修訂。

2020年11月25日，民航局發(fā)布民航規(guī)[2020]32號–民航局關(guān)于印發(fā)《航空器投入運行和年度適航狀態(tài)檢查》的通知，要求將CCAR 121-R6附件J中的相關(guān)檢查結(jié)合年度適航檢查實施，完成修理和改裝工作記錄、方案批準(zhǔn)及涉及補充檢查要求的清查和梳理，確保后續(xù)檢查和管控要求及時有效地貫徹執(zhí)行。

在符合持續(xù)適航的條件下，A320老齡飛機的安全性、經(jīng)濟性、服務(wù)性越來越受到關(guān)注。通過梳理A320老齡飛機在長期運營期間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)修理記錄，對以前的結(jié)構(gòu)修理和改裝進(jìn)行評估，以確定對結(jié)構(gòu)損傷容限性能的影響，并制定相應(yīng)的維護(hù)措施和實施方式，使飛機持續(xù)滿足結(jié)構(gòu)完整性，以達(dá)到適航當(dāng)局對老齡飛機結(jié)構(gòu)修理適航性的要求。

1 損傷容限設(shè)計要求

飛機的設(shè)計思想來源于飛機的使用實踐，主要取決于飛機的安全性和經(jīng)濟性。隨著使用經(jīng)驗的積累和科學(xué)技術(shù)水平的提高，近代飛機結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想經(jīng)歷了靜強度、安全壽命、破損—安全、損傷容限等一系列發(fā)展過程。

1978年10月5日，聯(lián)邦航空條例 FAR 25.571第45號修正案規(guī)定，飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計需要進(jìn)行損傷容限評定，以保證在使用壽命期內(nèi)，飛機結(jié)構(gòu)在受到疲勞、腐蝕、偶然或離散源損傷時，仍然能在一定時期內(nèi)保持必要的剩余強度，而不會受到嚴(yán)重破壞。損傷容限設(shè)計思想是多傳力途徑，保證所有結(jié)構(gòu)同時出現(xiàn)損傷時仍能承受限制載荷，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)承載能力下降到限制載荷之前，通過檢查方案發(fā)現(xiàn)損傷。檢查間隔由工程計算分析和實驗共同決定。損傷容限設(shè)計主要關(guān)注結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)疲勞裂紋后的宏觀裂紋擴展壽命，根據(jù)結(jié)構(gòu)件宏觀裂紋擴展壽命制定結(jié)構(gòu)維護(hù)方案，確保疲勞裂紋在失穩(wěn)擴展之前能被及時發(fā)現(xiàn)，如圖1所示。

2011年11月7日，民航局發(fā)布CCAR 26.43，要求對飛機疲勞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)（FCS）執(zhí)行的修理和改裝必須進(jìn)行損傷容限評定（DTE）、制定損傷容限檢查（DTI），對于每一個損傷容限評估允許分三階段給出。第一階段：靜強度評估；第二階段：給出檢查門檻值；第三階段：給出重復(fù)檢查間隔和檢查方法。

2 結(jié)構(gòu)修理附加檢查

因結(jié)構(gòu)腐蝕、疲勞裂紋和意外損傷修理等原因，飛機疲勞裂紋檢測概率目標(biāo)值（DTR）可能會減小，這就意味著結(jié)構(gòu)修理可能導(dǎo)致疲勞裂紋擴展到臨界長度之前無法被及時發(fā)現(xiàn)。例如，對于機身蒙皮外部可見區(qū)域，原結(jié)構(gòu)維護(hù)方案采用的機身外部目視檢查能及時發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋；而機身蒙皮外部加強修理后，無法通過外部接近目視檢查方法檢查到被加強板覆蓋區(qū)域蒙皮的疲勞裂紋。這種情況下，需要對結(jié)構(gòu)修理區(qū)域進(jìn)行附加檢查，保證及時檢查到疲勞裂紋。

附加檢查包括檢查區(qū)域、接近方位、初始檢查門檻值、重復(fù)檢查間隔和檢查方法，如一般目視檢查（GVI）、詳細(xì)目視檢查（DVI）、特殊詳細(xì)檢查（SDI）等。需要制訂并執(zhí)行附加檢查方案的結(jié)構(gòu)修理主要包括以下幾種：

1）SRM中B類和C類結(jié)構(gòu)修理；

2）SRM修訂導(dǎo)致修理類別改變的結(jié)構(gòu)修理；

3）超出SRM范圍的所有增壓邊界重要結(jié)構(gòu)修理；

4）偏離SRM典型修理的結(jié)構(gòu)修理。

結(jié)構(gòu)修理附加檢查方案實施和管控要求如下。

1）對于未超出持續(xù)適航文件的結(jié)構(gòu)修理，如果SRM已經(jīng)給出附加檢查方案，則根據(jù)檢查手段相關(guān)要求等實際情況制訂具體的附加檢查方案，可參考SRM手冊中結(jié)構(gòu)修理檢查項目（SRI）的相關(guān)要求。

2）對于超出持續(xù)適航文件的結(jié)構(gòu)修理，根據(jù)空客公司批準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)修理方案和附加檢查要求評估制訂附加檢查方案，可參考空客RDAF中的說明。

3）如有適用的附加檢查工作任務(wù)（SRST），則對照該機型維修方案的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行評估，視情按規(guī)定進(jìn)行維修方案的修改或者發(fā)布工程指令（EO）。

3 老齡飛機維修記錄整理

飛機維修記錄是表明航空器適航性狀態(tài)和運營人員落實航空器適航性責(zé)任的重要手段，是進(jìn)行初始評估的主要依據(jù)。由于早期的單機檔案基本上沒有實行數(shù)字化管理，結(jié)構(gòu)修理記錄分散在各個定檢工作包內(nèi)，需要人工翻閱工作包，篩選出結(jié)構(gòu)修理記錄后再進(jìn)行分類，整理出完整的疲勞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)（FCS）和重要結(jié)構(gòu)（PSE）修理初始清單。

為了合理利用人員并提高工作效率，建議采用以下步驟進(jìn)行篩選。

1）整理和準(zhǔn)備所有的飛機維修記錄，包括航線和定檢工作包，如A檢、C檢、過渡檢、整機噴漆、換發(fā)和換起落架工作包。建議由具有一定結(jié)構(gòu)修理常識的維修記錄管理員完成。

2）將飛機維修記錄中涉及結(jié)構(gòu)修理相關(guān)的維修記錄挑選出來，逐步判斷并制定《結(jié)構(gòu)修理清單》，清單收集的信息包括：缺陷描述、施工文件編號、修理依據(jù)、修理完成日期、是否PSE、是否FCS、是否涉及CPCP、是否超規(guī)范、是否加強、是否更換、是否有損傷容限檢查和損傷類型。建議由具有一定結(jié)構(gòu)修理經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)修理人員完成。

3）從結(jié)構(gòu)修理相關(guān)維修記錄中篩選出需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)修理評估的維修記錄，整理出《重要結(jié)構(gòu)修理清單》，清單包括：PSE/FCS結(jié)構(gòu)的加強修理，PSE/FCS超規(guī)范的非加強修理（如打磨、修整、襯套加大、安裝冷凍塞或安裝插入式鉚釘），已有損傷容限檢查要求的結(jié)構(gòu)修理項目。重要結(jié)構(gòu)修理清單記錄的信息包括：修理描述、施工文件、修理依據(jù)、完成日期、是否涉及CAD、修理部件的名稱/件號/序號和后續(xù)檢查要求等。建議由熟悉結(jié)構(gòu)修理手冊（SRM）修理方案并具備結(jié)構(gòu)修理評估知識和能力的結(jié)構(gòu)工程師完成。

4）從飛機結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)改裝清單中整理出《重要結(jié)構(gòu)改裝清單》，清單包括：PSE/FCS結(jié)構(gòu)上的改裝、影響到PSE/ FCS結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)改裝。建議由維修記錄管理員和結(jié)構(gòu)工程師共同完成。

4 老齡飛機結(jié)構(gòu)修理評估

4.1 評估原則

對以下受影響的修理/改裝進(jìn)行評估。

1）根據(jù)老齡化飛機安全最終規(guī)定（AASFR）的框架，加強其結(jié)構(gòu)失效直接影響飛行安全的重要結(jié)構(gòu)件（PSE）的修理和改裝，如機身隔框的加強修理。

2）結(jié)構(gòu)修理可能會降低疲勞裂紋檢測概率的機身增壓邊界的修理/改裝，如機身蒙皮的外部修理。

3）不需要對可允許損傷（打磨、凹坑、分層、風(fēng)蝕和雷擊等）以及緊固件加大、襯套修理、墊片安裝等進(jìn)行評估。

4）可接受按照AMM和CMM進(jìn)行的修理，無須進(jìn)一步處理。

4.2 評估項目

基于飛機修理記錄的評估——文文評估，評估內(nèi)容如下。

1）檢查確認(rèn)修理/改裝方案的合法性

a.修理/改裝方案有正確的依據(jù)和來源，包括SRM、SB、CAD、STC/ VSTC和MDAD等。

b.超規(guī)范修理/改裝有廠家的批準(zhǔn)文件RDAF和局方的批文。

2）檢查確認(rèn)修理/改裝方案的符合性、適用性和完整性

a.修理/改裝如發(fā)生偏離，需獲取廠家和局方批準(zhǔn)。

b.涉及CAD的方案，應(yīng)申請AMOC。

c.有后續(xù)檢查的修理/改裝，應(yīng)有后續(xù)檢查以及控制方式的說明。

結(jié)合飛機現(xiàn)場檢查時對存在的修理進(jìn)行評估——文實評估，評估內(nèi)容如下：

1）檢查修理/改裝與方案是否一致

a.修理實施是否偏離SRM典型結(jié)構(gòu)修理或超規(guī)范修理依據(jù)文件要求。

b.對比實物修理/改裝與圖紙位置一致。

c.目視檢查緊固件類型、排釘狀況，確保與方案圖紙或手冊一致，對于緊固件長度、排釘邊距/間距應(yīng)進(jìn)行測量確認(rèn)。

2）檢查確認(rèn)修理/改裝狀況良好，物理狀態(tài)滿足要求

a.目視檢查確認(rèn)修理/改裝補片平整無翹曲變形。

b.無裂紋、腐蝕跡象，防腐劑噴涂狀況良好。

c.檢查緊固件牢固無松動跡象。

4.3 結(jié)構(gòu)修理評估流程

對以前的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修理評估，流程如圖2～圖5所示。具體包括兩個步驟。

1）飛機現(xiàn)場檢查，對飛機的疲勞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)做一次詳細(xì)目視檢查，確認(rèn)所有已存在的修理，完成修理合格性及損傷容限評估，包括：

a.找到疲勞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)上所有存在的加強修理，以便進(jìn)行分類；

b.發(fā)現(xiàn)存在任何退化跡象的修理（如裂紋、腐蝕或凹坑），以確定哪些需要在飛行前糾正；

c.確定所需的損傷容限檢查或修理壽命限制。

2）將損傷容限檢查納入維修計劃并監(jiān)控，按以下方式完成：

a.對于參考SRM或SB完成的修理，要求在完成步驟1的6個月內(nèi)完成；

b.對于參考RDAF完成的修理，要求在適航當(dāng)局最終批準(zhǔn)損傷容限檢查后的6個月內(nèi)完成。

5 結(jié)束語

隨著空客A320飛機使用年限和利用率的增加，飛機結(jié)構(gòu)腐蝕、疲勞裂紋、系統(tǒng)和設(shè)備老化等問題日益突出，這些問題的根源不僅來自飛機設(shè)計方面，與飛機運營期間的工程管理和維護(hù)質(zhì)量也息息相關(guān)。這些問題如果長期存在，可能導(dǎo)致舊有加強修理區(qū)域的結(jié)構(gòu)失效，從而影響飛機的運行安全。

結(jié)構(gòu)維修記錄的可追溯性和結(jié)構(gòu)維修方案的有效性是老齡飛機審查的核心。因此，開展飛機記錄審查和結(jié)構(gòu)修理評估，確保舊的加強修理記錄完整，并與實際修理狀況相符合，保證修理狀態(tài)良好。涉及疲勞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的加強修理，通過損傷容限評估和損傷容限檢查，確保老齡飛機的持續(xù)適航和安全運行。

參考文獻(xiàn)

[1] Airbus. A320 Aircraft Maintenance Manual [Z].

[2] Airbus. A320 Structural Repair Manual [Z].

[3] Airbus. A320 Repair Evaluation Guidelines [Z].

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[5] AC-121-FS-052-R2航空器投入運行和年度適航狀態(tài)檢查[Z].

[6] AC-121-FS-2018-59-R1飛機維修記錄和檔案[Z].

作者簡介

明平偉，高級工程師，主要從事空客A320/A330飛機工程管理和航線維修技術(shù)支援工作。

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