維修性設計在民用飛機環控系統中的應用

閆旭東 / Yan Xudong

(上海飛機設計研究院，上海 201210)

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維修性設計在民用飛機環控系統中的應用

閆旭東 / Yan Xudong

(上海飛機設計研究院，上海 201210)

民用飛機環控系統維修性工作的目標是保證設計、研制和生產的民用飛機滿足規定的適航要求，以提高飛機的可用性，從而降低對維修人力及其他資源的要求，縮減運營成本，使飛機具有良好的經濟性和市場競爭力。關鍵詞：民用飛機；維修性；設備平均更換時間；拆卸

0 引言

民用飛機環控系統維修性工作的目標是保證設計、研制和生產的民用飛機滿足規定的適航要求，以提高飛機的可用性，減少對維修人力及其他資源的要求，降低運營成本，使飛機具有良好的經濟性和市場競爭力。維修性設計工作采用全系統、全壽命、全費用的觀點，應用先進的維修性設計方法與手段，保證飛機具有良好的維護性能。

根據FAR25和CCAR25部有關條款的規定和飛機安全、可靠、經濟、舒適的要求，由某一型號飛機維修性要求確定飛機系統、分系統及其零部件的維修性要求。按照維修性大綱要求，建立系統、設備、部件的維修性模型，進行維修性分配、預計與評定。

1 定性設計目標

環控系統維修性的定性設計主要包括工作空間和通道；零部件、測試點、調整件和連接件的可達性；標準化、通用化、模件化與互換性；部件的維修性特征；防差錯設計和識別標記；零部件、調整件和連接件的測試性；需要的工具、附件和產品支援設備的數量及品種的限制；人員數量及技能水平等。具體目標如下：

(1)要有足夠的工作空間和通道；

(2)應保證零部件、測試點、調整件和連接件有良好的可達性；

(3)盡量采用標準化、模塊化、通用性和互換性設計；

(4)要有防差錯設計和識別標記；

(5)零部件、調整件和連接件要有良好的可測試性；

(6)需要的工具、附件和產品支援設備的數量及品種要盡可能的少；

(7)維修人員數量要求盡量少，對維修技能水平的要求要盡量低；

(8)使維護簡便；

(9)維修費用低；

(10)適度的維修性定量目標；

(11)防差錯設計措施；

(12)與維修有關的安全性要求；

(13)與維修有關的人機工程要求；

(14)故障檢測與故障隔離要求；

(15)地面支援設備設計要求；

(16)外購產品采購要求；

(17)對轉承制產品維修性設計專題要求；

(18)環控系統維修性定量指標類型的選擇與確定。

2 定量設計目標

2.1 系統的MTTR 目標值

根據設計特性加權分配法對整機級的主要系統的分配結果，結合確定設備平均更換時間(mean time to repair，簡稱MTTR)綜合考慮的其它因數綜合權衡，確定各分系統的MTTR目標值如表1所示。

表1 某型號民用飛機系統MTTR目標值

2.2 其它時間指標要求

(1)重要部件拆裝時間

飛機可更換的重要部件主要就是航線可更換單元(LRU)，指在航線維修作業期間可以方便地在飛機上更換的部附件產品，包括不允許放行件(NO GO 件)和最低設備放行清單(MEL 件)。進一步定量要求針對飛機系統部件的更換時間，也就是與拆卸并更換有故障部件有關的時間，以更好地滿足飛機整機和各個系統的平均維修時間(MTTR)要求。平均修復時間(原位時間)的一個重要參數就是部件的更換時間，對于更換頻率高的部件，更換時間要盡可能短。根據航空公司的維修經驗，某型號民用飛機系統的重要部件更換時間見表2。

(2)口蓋拆卸或打開時間

飛機短停維護時，需要對飛機進行航線短停維護、飛機勤務、上下客貨等以確保運營正常，而有效縮短口蓋拆卸或者打開時間，能更好地滿足短停維護時間的要求。維護口蓋或蓋板的拆卸或者打開時間要求詳見表3。

表2 系統拆裝時間

表3 某型號民用飛機口蓋拆卸或打開時間要求

勤務型口蓋可采用壓扣型設計，檢查型、操作型口蓋可采用90°轉動螺釘開啟型。

3 環控系統維修性定量設計準則

制定維修性設計指南，把維修性要求和約束條件變為系統設計的具體目標，并作為維修性設計評審的依據。飛機系統的維修性設計要堅持減少維修復雜性的原則、減少維修費用的原則、減少維修項目和次數的原則、縮短因維修而停飛時間的原則、減少維修中差錯的原則和運用人素工程原理創造維修便利條件的原則。其設計應遵循下列準則：

(1)可達性

系統設計應充分考慮可達性的要求，每個部件能進行拆卸和維修。

(2)互換性

在功能和物理特性上，相同的產品在使用或維修過程中能夠彼此互相替換的能力。飛機系統的設計應考慮互換性的要求，所有的組件在選用時盡可能地按照互換性分析的內容進行選取，同時也對供應商提供的產品作相應的互換性要求。

(3)標準化要求

系統的設計應考慮標準化的要求，所有的組件在設計選用時盡可能地按照標準進行選取，同時也對供應商提供的產品作了相應的要求；對于標準化分析中 “整個系統中，特別是系統內各單元之間的零件、緊固件、連接件、線(管)路和纜線等是否標準化”的要求，系統管路由于空間的限制在部分區域采用了異形管，這是在滿足功能要求下的選擇。

(4)防差錯

系統為防止安裝和維修出現混淆和錯誤，要進行防差錯設計，滿足防差錯設計分析的各項要求。

(5)維修標記標識

系統應防止安裝和維修出現混淆和錯誤，預防維修人員在操作時出現危險，在設計時對設備都增加了指示標記和警示標識的要求，完全符合識別標志設計分析的各項要求，對于“能否保持標記的持久性”需要在以后的工作中進行驗證。

(6)人素工程

系統在設計時應充分考慮了人素工程的問題，在滿足系統功能的前提下盡量符合人素工程學；維修人素工程分析項目中有些項目無法做到最優。

(7)維修口蓋

系統維修口蓋的設置，在設計階段遵循滿足系統檢測、維護和維修要求的前提下口蓋數量盡可能的少，如果能與結構或其他系統共用的就盡可能的共用維修口蓋。

4 結論

民用飛機環控系統維修性工作的目標是保證設計、研制和生產的民用飛機滿足規定的適航要求，以提高飛機的可用性，減少對維修人力及其他資源的要求，降低運營成本，使飛機具有良好的經濟性和市場競爭力。環控系統維修性設計工作采用全系統、全壽命、全費用的觀點，應用先進的維修性設計方法與手段，保證飛機具有良好的維護性能。

[1] 章國棟，陸廷孝，屠慶慈，吳真真.系統可靠性維修性的分析與設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，1990.

[2] 焦景堂.航空機載設備可靠性維修性工程指南[M].北京：北京航空航天大學出版社，1993.

[3] 陸廷孝，等.可靠性設計與分析[M].北京：國防工業出版社，1995.

[4] 姚一平，李沛瓊.可靠性及余度技術[M].北京：航空工業出版社，1991.

[5] 王珍熙.可靠性、冗余及容錯技術[M].北京：航空工業出版社，1991.

Maintenance Design Used in Environment Control System for Civil Aircraft

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China)

The purpose of environment control system maintenance work for civil aircraft is to ensure the aircraft meet the certificate requirements, reduce the request in human and other resource working on maintenance, reduce operational cost of airlines, make better economical and compete ability in the market.

civil aircraft；maintenance；mean time to repair；replace

V245.3

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