民機座艙溫度控制系統(tǒng)維修任務分析

況薇

【摘 要】維修性分析作為民用飛機系統(tǒng)設計的重要內容之一， 其分析方法是否合理與正確事關飛機的運營成本及安全。選擇了目前被廣泛應用和接受的MSG-3方法對座艙溫度控制系統(tǒng)進行了維修任務分析，通過分析過程展示了該方法在系統(tǒng)中應用的合理和正確性。

【關鍵詞】座艙溫度控制系統(tǒng)；維修性分析；MSG-3

1 座艙溫度控制系統(tǒng)介紹

當旅客機在萬米高空巡航時，機艙外的高空氣溫會降到零下50℃以下[1]，飛機要在此高度安全飛行，必須要保證飛機座艙的溫度能滿足乘員的需要。

座艙溫度控制功能主要由組件溫度控制和區(qū)域溫度控制功能共同實現。組件溫度控制通過溫度傳感器和溫度控制活門來調節(jié)組件出口溫度。設計工況下，制冷組件出口溫度通過溫度控制活門可以在-9℃到79℃范圍內調整。區(qū)域溫度控制主要通過配平系統(tǒng)來確保駕駛艙和客艙區(qū)域溫度的獨立控制。因為組件溫度控制屬于制冷組件的子功能，一般單獨在制冷系統(tǒng)中進行分析，因此在民用飛機上座艙溫度控制系統(tǒng)通常僅指區(qū)域溫度控制[2]。

配平空氣系統(tǒng)作為區(qū)域溫度控制的重要組成部分，其功能是允許駕駛艙和客艙獨立溫度控制。配平空氣活門由綜合空氣系統(tǒng)控制器（IASC）控制。綜合空氣系統(tǒng)控制器控制根據駕駛艙和客艙的加熱或冷卻需求在混合室出口對冷、熱路的混合進行控制。配平空氣活門根據綜合空氣系統(tǒng)控制器的指令輔助加熱。制冷組件能提供滿足最低溫度需求區(qū)域的調節(jié)空氣，并將調節(jié)好的新鮮空氣分配到混合腔，在混合腔出口根據駕駛艙和客艙的不同溫度需求利用配平系統(tǒng)的熱引氣對各空氣分配管路中的氣體進行加熱。目前主流機型上的座艙溫度控制系統(tǒng)主要包含配平空氣壓力調節(jié)活門、配平空氣活門、熱空氣單向活門、管路溫度傳感器、通風溫度傳感器、混合腔溫度傳感器等設備，其構型如圖1所示。

2 座艙溫度控制系統(tǒng)維修任務分析

座艙溫度控制系統(tǒng)作為民用飛機上一個重要系統(tǒng)，能為駕駛艙及客艙提供溫度控制功能。適宜的溫度是座艙舒適性的重要保證，也是旅客在選擇乘坐機型時一個重要的衡量指標。而作為航空公司，在選擇機型時除了要考慮乘客的需求，還要在安全保障的前提下盡可能選擇維修性好，可靠性高的飛機以提高經濟性，降低維護成本。因此必須按照要求對座艙溫度控制系統(tǒng)進行維修性分析。

早期，維修工作主要是由飛行員和機械師來制定，他們在評估維修性需求和編寫任務時主要依據自身經驗，并且這些維修工作以定期全面翻修為主?，F代維修以安全、可靠、經濟為中心，通過可靠性分析和控制，來制定維修計劃。目前被廣泛采用的MSG-3方法是面向任務的維修，主要針對飛機的系統(tǒng)/分系統(tǒng)的維修工作。采用至上而下或者故障結果的邏輯方法，從飛機的上層而非部件層面進行故障分析，確定合適的計劃維修任務，以防止故障發(fā)生和保障系統(tǒng)的固有可靠性水平。對系統(tǒng)而言，MSG-3分析的主要目[3]的在于：（1）保持航空器的固有安全性和可靠性水平；（2）當航空器的技術狀態(tài)發(fā)生惡化時，把安全性和可靠性恢復到固有水平；（3）為固有可靠性差的項目實施設計改進提供必要的信息；（4）以最低的總費用（包括維修費用及由于故障所造成的費用）達到上述目的.

下面將簡要說明利用MSG-3方法對座艙溫度控制系統(tǒng)進行的維修分析。

在對項目進行具體的MSG-3邏輯分析之前，必須先確定飛機的重要維修項目（MSI），即重要系統(tǒng)和部件。首先把飛機劃分成幾個主要的功能模塊：ATA系統(tǒng)和子系統(tǒng)[4]。這個程序一直進行到航線上所有可單獨更換的部件（LRU）為止。接下來應按照自上而下的邏輯分析方法制訂一個MSI候選項目清單，該清單包括所有需要進行是否屬于重要維修項目判斷的項目。

是否為MSI項目應按下面的問題判斷[5]：

1）在正常職責范圍內，故障對空勤人員來說是無法發(fā)現或不易察覺的嗎？

2）故障影響安全性（地面或空中）嗎？包括安全/應急系統(tǒng)或者裝置。

3）故障有無重要的運行性影響？

4）故障有無明顯的經濟性影響？

對于這些項目，只要有一個答案為“是”，那么該項目就被考慮作為最高可管理層，并需要進行MSG-3分析。若對于上面四個問題回答都是否定的，那么就不需要對此項目進行MSG-3分析，也不需要對該項目的更低層次進行MSI選擇分析工作。另外，要將低層次的項目列出來，表示它們不需要再進行評定。這個清單必須由制造廠提交給ISC審查并得到批準。

座艙溫度控制系統(tǒng)的是否為MSI項目的判斷分析如下：

圖 2 溫控系統(tǒng)MSI分析

經過以上分析，四個問題中有兩項答案為“是”，因此溫度控制系統(tǒng)需考慮作為最高可管理層，并進行MSG-3分析。

當溫度控制系統(tǒng)確定作為MSI項目時，需要進行以下MSG-3分析步驟。

首先需要對溫度系統(tǒng)的系統(tǒng)構成，功能及設計特征進行詳細說明。系統(tǒng)構成應將溫度控制系統(tǒng)的設備組成及安裝位置進行描述；功能描述可包含系統(tǒng)運行的基本原理以及相關性能等；設計特征則是對系統(tǒng)內各個設計要素（控制系統(tǒng)，控制面板，故障防護等）的說明分析。

MSG-3分析的第二步需要提供溫度控制系統(tǒng)的組成（部件）及其相關資料，內容一般包含其項目編號、項目（部件）名稱、單機安裝數量、供應商、相似機型、過去的MTBUR、預測的MTBUR、MTBF、安裝區(qū)域及MMEL。

接下來需要進行功能故障分析。分別對功能、功能故障、故障影響及故障原因進行分析說明。功能：需要對溫控系統(tǒng)預期設計功能目標和其存在的原因進行描述；功能故障：溫控系統(tǒng)不能達到預期標準性能的故障；故障影響：溫控系統(tǒng)發(fā)生上述功能故障的后果；故障原因：對溫控系統(tǒng)出現該功能故障的原因進行說明。分析流程如圖3所示：

圖3

以溫度控制系統(tǒng)其中一個功能為例，如表1所示：

表1 功能、故障、故障原因和原因分析

在故障分析完成后，需要確定溫控系統(tǒng)的維修大綱，而用來確定系統(tǒng)維修大綱的程序分為兩層邏輯圖。該邏輯分析以MSI的技術評估和所擁有的技術數據為基礎。上層分析需要用功能故障評價來確定故障影響的類別。下層分析是在上層分析的基礎上，考慮故障影響類別、故障原因以及對每項工作的適用性和有效性來確定合適的維修工作。每個功能故障和故障原因都要按照邏輯圖進行分析，以便對工作的必要性做出判斷。如果一個工作是必要的，必須根據擁有的數據確定該項工作的時間間隔。如根據表1中所列的控制溫度功能及其功能故障和故障影響進行上層分析，得出其故障影響類別為第七類即明顯經濟性影響。表2為溫控系統(tǒng)的控制溫度功能進行的影響類別分析。

表2 影響性分析

屬于控制溫度功能下的設備需要在表3分析所得影響類別的基礎上進行，例如通風溫度傳感器，對其同樣進行以上幾個問題的分析，得出其故障類別，并判斷是否存在維修任務。

經過完整過程的MSG-3分析，示例構型下的座艙溫度控制系統(tǒng)所有功能下的部件均不存在維修任務。而對于存在維修任務的MSI項目，還需要進一步對維修任務進行說明和定義。

3 總結

本文采用MSG-3方法對某民用飛機座艙溫度控制系統(tǒng)進行了維修性分析，并通過分析步驟及流程明確了該方法在民用飛機系統(tǒng)中的應用的合理性和必要性。

【參考文獻】

[1]壽榮中，何慧珊.飛行器環(huán)境控制[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004.

[2]雷世豪，主編.飛機設計手冊第15冊《生命保障和環(huán)控系統(tǒng)設計》[M].北京：航空工業(yè)出版社，1999.

[3]ATA MSG-3 Operator/Manufacturer Scheduled Maintenance Development[S]. Revision 2005，1.

[4]ATA Specification 2200 （iSpec 2200） Information Standards for Aviation Maintenance[S]. Air Transport Association of America， Inc. Revision 2000，1.

[5]P.brochain.MSG-3 Process Introduction Part 1[Z].2008.

[責任編輯：鄧麗麗]