发动机机队管理

作者: 东方彩票app  发布:2020-03-01

  在首都航空,有这样一群人,每天不仅要处理繁重复杂的技术文档,更多的是与数字“打交道”,从巨量运行数据和表格中提炼有效信息。通过对数据信息的可靠性管理,确保首都航空的机队连续有效运营,从而保障飞行安全、提高维修质量、降低维修成本。如何正确理解可靠性系统建立的有关工程背景知识,制定可靠性方案,建立可靠性控制体系,并对维修方案进行调整和优化,以达到和满足机队运行适航性、安全性和经济性要求的目的,是他们一直关注研究的课题。

Engine Fleet Management◎郭雁泽 许春生/中国民用航空学院通过对民航发动机机队管理途径和信息来源的分析、阐明了机队管理对提高发动机可靠性和降低维修成本、提高维修质量方面所起的积极作用,并展望了机队管理的发展方向。20世纪80年代后期,民用航空器的维修思想已由MSG-2变为MSG-3。后者摒弃了以既定的维修方式对航空器进行各级维修的概念,其主要思想是通过分析航空器的使用可靠性水平,制定相应的维修级别。在考虑了相同型号的不同机型的维修差异性的同时,特别强调了对发动机数据的收集和分析。航空器的可靠性数据成为各航空公司保障飞行安全、降低维修成本的主要依据。航空公司迫切要求有这样一套工程管理系统可以通过收集这些数据全面地分析发动机的技术状态。发动机机队管理就是应用这些可靠性数据对发动机进行全面分析和处理。机队管理的实质机队管理是建立在现代维修理论基础上的信息科学管理。充分利用先进的发动机状态监视系统、性能评估软件、视情维修的各种手段和试车数据资源,收集各种有价值的信息并建立数据库。通过对这些数据资源的全面分析,根据营运人的实际情况制定出相应的发动机参数的警戒值。并且根据数据判断发动机所处的状态,及时下发拆换安全裕度不够的发动机以保证飞行安全。对于拆换下来的发动机根据其状况制定合理的维修工作范围、维修级别,恢复发动机出厂时的可靠性,并且对发动机的维修成本进行优化。机队管理的意义按照美国普惠公司的观点,在总的营运成本中与发动机相关的有飞机间接营运成本、燃油费用和发动机维修成本。它们分别占航空公司总运营成本的14%、11%、2%。1.飞机间接营运成本 飞机间接营运成本包括发动机空中停车、航班取消和延误、空中返航和其他与发动机相关的事件的费用。据普惠公司统计每次发动机空中停车大致会给航空公司带来37万美元的损失,每次航班延误或取消带来的损失为6.5万美元。2.燃油费用 燃油成本增加,一种可能是发动机部件性能退化和系统故障造成燃油消耗增加,也可能是飞机部件的配平没有做好、机身脏阻力大造成的。3.发动机的维修成本 主要由维修航材的费用、工时费用、外委修理成本和限寿件费用构成。其中维修航材的成本占到50%以上。发动机的维修成本可以看作是发动机返厂成本和发动机返厂率的乘积。信息来源和机队管理的途径如图1所示,机队管理所需的信息有7个方面。这里以普惠公司的PW4000系列发动机为例进行分析。1.在翼状态监视对于PW4000系列发动机,利用普惠公司的ECMⅡ软件,对在翼发动机进行监控EGT、FF、N1,N2 4个性能参数。航空公司应对这些数据进行系统的分析,从而得到自己机队的性能变化趋势、健康状态和确定参数的警戒值。例如,可以根据压缩历史报告近似地算出发动机EGT裕度的衰减率,从而估计下发的时间。但是在正常衰退情况下EGT裕度的衰减率是不断减小的,所以计算的结果并不准确,采用分阶段计算来估计下发时间更符合实际。如果发现机队中某一发动机的性能变化趋势与整个机队的变化趋势有很明显的差异,那么这台发动机的某部件很可能发生了故障或者是飞机的指示系统出现了问题。使用所有可能得到的信息来对机队中的发动机按性能从坏到好进行加权排队,然后根据整个机队的营运情况对排名靠前的发动机及时地维修。这样可以提高发动机的使用可靠性和备发利用率。2.航线和基地的维护 需要对航线和基地报告的有偏差的发动机进行监控。这些偏差主要有电子部件、飞行员报告和航线与基地维护人员报告的偏差。依据滑油消耗量的变化、滑油油样的微量金属元素的分析结果和振动值的监测等发动机数据,结合孔探检查综合判断发动机的状态。3.目视检查 利用目视检查以及孔探、无损探伤检查等检查的结果做出是否换发的决定,也可以利用这些信息来制定发动机合理的维修工作范围。4.发动机的使用时间对每一个发动机机队建立发动机使用时间跟踪观察表。其中包括发动机单元体、限寿件的自新使用时间、翻修后的使用时间、自上次修后时间。营运人根据这些信息,再依据发动机各个单元体、限寿件给定的软时限和硬时限,结合各个单元体的工作状况合理地制定出发动机的维修工作范围。这样既可以提高发动机的可靠性也可以对发动机的维修成本进行优化。5.试车数据收集所有发动机修后的试车参数,进行单元体性能分析,判断单元体的状态,并建立试车台发动机单元体性能参数数据库。例如,利用普惠公司的MAPNET软件可以了解单元体的效率和流通能力,并可建立自己的数据库,在其基础上建立自己机队的基线,利用发动机性能的匹配关系来对发动机的状态进行分析。将进行修理和大修的发动机的数据进行分类,建立车间修理的基线。通过对修后发动机的性能参数数据与基线进行对比,以评估发动机的修理质量。为装机后的发动机状态监控的初始状态评估和下次车间修理性能恢复提供依据。6.服务通告的管理对服务通告的内容进行评估,以确定是与安全相关的还是其他方面的,实施服务通告的收益是否大于投入,并对实施每一项服务通告的费用建立数据库。7.发动机的历史记录建立发动机的历史故障数据库。有了以上信息资料,可对发动机进行综合评估,以确定最佳下发时间,提高在翼发动机的使用可靠性,降低空中停车率,降低航空公司的间接营运成本。同样也可以对下发进厂的发动机制定出合理的维修工作范围。机队管理实施的结果经过在北京飞机维修工程有限公司通过开展机队管理工作后,不仅在发动机的工程技术管理上取得了明显的进步,而且使国航发动机机队的可靠性水平得到了很大的提高。据统计,在1995至1999年间,机队管理小组共发现100余条发动机的系统故障,比以前同期发现的故障数提高了一倍。大量事故在进一步恶化之前就被根除了,有效防止了7次发动机空中停车的发生。使国航的PW4000系列发动机的空中停车率由1995年的0.023降低到1999年的0.0056。这样就提高了发动机的使用可靠性水平。通过对发动机试车数据的开发应用和对发动机维修工作范围进行评估,结合发动机组装标准在车间修理工作中的应用,使发动机的修理质量有了较大的提高。例如,PW4000系列发动机的一号轴承漏油和HPT第一级叶片烧蚀等引起较高换发率的故障得到了解决。修后的主要性能参数EGT裕度有了明显的提高。发动机大修平均EGT裕度从1995年的13.2度提高到1999年的22.35度。机队管理的发展随着技术的发展,新型航空发动机广泛采用了先进的全权限数字电子控制系统,并且机载的维护计算机的功能和种类也不断地完善和增多,使得现代飞机可监控的参数不断增加。随着远程监控的实现,机载数据通过空地数据传输链,及时和迅速地传给地面。这样就使维修人员可以得到飞机飞行的实时数据,可迅速地利用这些信息分析发动机的状态,对发动机故障提前做好维修准备。航空公司应当利用不断增多的可监控参数进一步完善自己的机队的各种基线、警戒值,对发动机的工作状况有更精确的了解。这就要求进一步完善机队管理工作,更准确地分析发动机的性能。随着信息的不断增多,机队管理小组应当对各个方面的信息进行统观全局的考虑和分析,以作出最佳决策。随着这个全新的发动机管理方式的发展,将会对国内民航发动机维修管理从被动式维修过渡到主动式维修。

  王元争,首都航空维修工程部技术服务中心可靠性工程师,就是首都航空可靠性管理的关键人员。他毕业于中国民航大学飞行器动力工程专业,2015年8月加入首都航空机务团队,在团队业务骨干的指导下,从一个可靠性管理新入门的技术员,已稳步成长为首都航空首席可靠性工程师,负责首都航空11架A330飞机以及75架A320飞机的可靠性管理,并牵头海航集团A320机队的可靠性管理工作。

  精益求精,不放过一个运行数据

  对于可靠性管理工作,对每一个数据的细致入微的处理分析,就是提升可靠性管理工作的基础。海航集团A320系列飞机机队现已达221架,包含A319、A320、A321、A320neo等多种机型。面对如此庞杂的数据,王元争结合工程管理经验,深挖各种数据的内涵,细致处理可靠性模块内容,提升了可靠性管理的品质。

  面对2019年暑运,他积极参与首都航空空地协调会工作,通过公司空地协调会发现生产过程中产生的新问题,同时结合往年频次较高的故障和2019年新环境下的新故障,提前数月安排机队故障排查,以提前发现并解除故障风险,保障机队暑运期间的安全正常运行。在平日的工作中,监控“实时监控与健康管理系统”正常工作,随时为暑运期间出现重大故障时做好充足准备。

  去年一个周六,某航班飞行期间,飞机紧急下降,其后恢复正常并安全平稳抵达目的地。面对这一突发故障,尽管是休息日,王元争接报之后第一时间就展开了对数据的分析和处理工作。4万多条的译码数据,他利用自己的专业经验以及对于飞机系统的深入了解,逐一分析其中原理,并研究还原故障发生时飞机的状态。最终成功捕获了故障的根本原因,与事后厂家的分析报告结论一致,并联合集团内其他技术人员探讨制定后续针对此故障受影响部件的监控方式。

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