CN107766610B - 一种民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于可靠性分析技术领域，公开了一种民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法。本发明在充分分析民机适航审定试飞特点的基础上，通过确定可靠性监控项目，分层次建立飞机、发动机、结构、关键系统和部件的监控参数、计算模型、信息收集方法以及可靠性监控警戒值建模、调整以及基于MSG‑2和MSG‑3的警告分析方法，解决了民机适航审定试飞可靠性评估与维修脱节的问题。本发明实现了民用飞机适航审定试飞基于可靠性分析方法的维修控制，为融合目前试飞阶段的可靠性评估和维修保障，优化维修保障，确保飞行安全提供了一种方法。

Description

一种民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法
技术领域
本发明属于可靠性分析技术领域，特别是涉及一种民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法。
背景技术
目前适航审定试飞可靠性评估中，主要是针对研制要求或试飞需求中提出的如平均故障间隔飞行小时(MFHBF)、平均故障间隔时间(MTBF)、签派可靠度等定量评估参数，建立参数评估模型，根据评估结果与指标要求对比后，给出是否满足要求的结论，对指标的符合性进行了评估与验证，具体情况如下：
a假定试飞要求中要求验证飞机的平均故障间隔飞行小时(MFHBF)不小于13h。
b针对上述评估需求，适航审定试飞过程中规定的时间周期内，收集飞机的故障，并按照责任故障判别准则，进行责任故障判别，完成责任故障数n统计；
c适航审定试飞过程中规定的时间周期内，对同型试验机的飞行时间Tf进行统计；
d采用置信下限法，计算平均故障间隔飞行小时的单侧置信下限MFHBFL；
Figure BDA0001402350020000011
将计算的置信下限值与评估指标值13h进行对比，如果MFHBFL>13h，则满足评估指标要求；如果MFHBFL<13h，则不满足评估指标要求。
上述可靠性评估中，给出了可靠性的量化评估结果，但是存在可靠性数据挖掘不充分以及可靠性评估与维修脱节等情况。可靠性监控是利用可靠性方法进行维修控制。应用可靠性监控方法不会产生比原有设计水平的固有可靠性更高的可靠性，然而不恰当维修或缺乏维修将会降低可靠性。当对部件、系统或设备进行正确的检验分析时，将可指示出合适的维修类型、数量和频度。
发明内容
本发明的目的是：
本发明的目的是提供一种能搭建适航审定试飞可靠性数据分析与维修控制的桥梁，实现评估试飞维修效果，提高试飞维修保障效率的可靠性监控方法。
本发明的技术方案是：一种民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法，其特征在于，
该方法包括以下步骤：
步骤一：根据民机适航审定试飞阶段的特点，确定可靠性监控项目；
步骤二：分层次建立飞机、动力装置、结构以及其他主要系统和设备的可靠性监控参数及其计算模型；
步骤三：建立各可靠性监控参数的信息收集方法，形成可靠性信息收集方案；
步骤四：建立可靠性监控警戒值建模及调整方法；
步骤五：建立基于MSG-2和MSG-3的可靠性监控警告分析方法，为评估维修效果，调整维修任务提供技术支撑。
所述可靠性监控参数包括飞机、结构、发动机、关键系统和部件的监控参数。
所述可靠性监控警戒值建模及调整方法主要包括警告值解算、警告值的调整、警告状态的确定等步骤。
所述的MSG-2分析方法承认三种维修方式：定时(HT)、视情(OC)和状态监控(CM)，采用自下而上的途径对飞机的每一部件进行分析，并为其指定三种维修方式中的一种。
所述的MSG-3分析方法采用自上而下的途径，借以对飞机各系统从可控制的最高级别进行故障分析，根据MSG-3判断逻辑确定适当的维修工作，来预防故障，并保持各系统设计的固有可靠性。
本发明的优点是：
本发明在充分分析民机适航审定试飞特点的基础上，通过确定可靠性监控项目，分层次建立飞机、发动机、结构、关键系统和部件的监控参数、计算模型、信息收集方法以及可靠性监控警戒值建模、调整以及基于MSG-2和MSG-3的警告分析方法，解决了民机适航审定试飞可靠性评估与维修脱节的问题。本发明实现了民用飞机适航审定试飞基于可靠性分析方法的维修控制，为融合目前试飞阶段的可靠性评估和维修保障，优化维修保障，确保飞行安全提供了一种方法。
附图说明：
附图1为民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法的流程图。
附图2为民用飞机适航审定试飞监控警戒值建模及调整方法流程图。
具体实施方式：
结合附图对本发明进一步说明：
如图1和图2所示，步骤一：充分考虑民机适航审定试飞阶段的特点，确定的可靠性监控项目，例如机组和维修人员故障报告、延误/取消、发动机非计划拆换、发动机空中停车、部件非计划拆换、重复故障、重大故障等；
步骤二：分层次建立飞机、动力装置、结构以及其他主要系统和设备的可靠性监控参数及其计算模型，例如：
1、飞机的监控参数：
a次要监控参数：重复故障；
b次要监控参数：重要事件报告(非结构类)；
c次要监控参数：定检中发现的重大故障；
d次要监控参数：每30次起落飞机空中返航率——(规定试验周期内飞机空中返航次数/总起落数)*30；
e次要监控参数：飞机利用率——同型试验机中一架在飞飞机平均每日的飞行小时数。
2、结构的监控参数：
a主要监控参数：重要事件报告(结构类)；
b次要监控参数：定检中发现的重大故障。
3、发动机的监控参数：
a主要监控参数：发动机每工作200小时的空中停车次数；
b次要监控参数：发动机每工作200小时的非计划拆换次数。
4、系统的监控参数：
a主要监控参数：每30次起落飞行员报告故障；
b次要监控参数：每30次起落的延误和取消次数。
5、部件的监控参数：
a主要监控参数：每200部件小时的拆换次数；
b次要监控参数：每200部件小时的故障次数。
步骤三：建立各可靠性监控参数的信息收集方法，形成可靠性信息收集方案，具体如下：
1、重复故障：同一种产品在同样的或等效的使用方式中出现两次或两次以上的故障，且引起这些故障的基本机理相同；
2、重要事件(非结构类)：
a飞行中的失火以及有关火警系统工作不正常；
b飞行中的假火警信号；
c在飞行中引起发动机、相邻结构、设备和部件损坏的排气系统的故障或失效；
d飞行中由于飞机部件的故障或失效引起烟、蒸汽、有毒或有害烟雾在驾驶舱或客舱积聚或流通；
e飞行中或地面发动机熄火或停车；
f飞行中燃油系统或应急放油系统的故障或渗漏；
g飞行中非正常的起落架收放或起落架舱门的开启和关闭；
h刹车系统的失效或故障；
i飞机系统及其部件的故障或失效导致中断起飞；
j在实际撤离、培训、测试、维修、演示或无意使用时，任何应急撤离系统或其部件(包括应急出口、旅客应急撤离灯系统、撤离设备)不能完成预定的功能；
k自动油门、自动飞行或飞行操纵系统或其部件的故障或不能完成预定的功能；
l已经危及或可能危及飞机的安全运行的故障；
m飞行中或地面滑跑过程中发动机反推异常打开或失效；
n外界环境对飞机的影响，包括飞行中遭雷击、冰击、鸟击、遇风切变、严重颠簸、重着陆、外物撞击等导致航空器受损；
o飞行中飞行指引或导航系统中出现的系统失效；
p在飞机运行阶段出现的姿态仪、空速表或高度表的失效或故障；
q影响延程运行(ETOPS)飞行安全的失效，如造成的返航、改航、发动机失效，ETOPS系统失效等。
3、重要事件(结构类)：
a腐蚀、裂纹、或开裂导致要求更换有关的零部件；
b腐蚀、裂纹、或开裂因超出制造厂家规定的允许损伤限度导致要求修理或打磨；
c在复合材料结构中，制造厂家指定作为主要结构或关键结构件的裂纹、破裂、或开裂；
d根据未包含在制造厂家的维修手册中，但经过批准资料进行修理的情况；
e已经或可能危及飞机安全运行的其他飞机结构的失效。
a)飞机利用率：同型试验机中一架在飞飞机平均每日的飞行小时数；
b)飞机空中返航：统计规定试验周期内飞机空中返航次数；
c)发动机空中停车：统计发动机在空中停车的次数；
d)发动机非计划拆换：统计发动机定周期工作需要拆换之外的非计划拆换次数；
e)部件的拆换次数：分别统计飞机部件由于故障、软件升级、硬件更改等引起的拆换次数；
f)飞行员报告故障：统计每次飞行后飞行员报告的故障数；
g)飞行计划撤销：分别统计由于飞机机械原因引起的飞行计划撤销次数以及管理等其他原因引起的飞行计划撤销次数。
步骤四：建立可靠性监控警告值建模及调整方法，具体步骤如下：
1、警告值解算：警告值是一个出现率，当每月的或连续3个月的平均出现率超过了警告值时，则产生一次警告。使用标准偏差σ的方法来制定警告标准，
Figure BDA0001402350020000071
其中，标准偏差σ计算公式：
Figure BDA0001402350020000072
平均值
Figure BDA0001402350020000073
Figure BDA0001402350020000074
X：规定试验周期内监控参数计算值样本；
N：规定试验周期内监控参数计算频次；
K：系数＝2(注：K值一般可选取2、2.5或3)。
2、警告值的调整：如果一个系统参数在连续3个月期间保持在高于所设定的警告值，并且调查表明警告值是不正确的，则应重新计算并设定警告值。
3、警告状态的确定：
a解除(CL)：正常工作状态。当每个月的和每三个月平均的比率两者都低于所确定的警告值时，则出现解除状态；
b黄色(FL)：当连续两个月的比率超出警告值，而三个月的平均比率保持在警告值以下时出现。这个状态警告后面的月份可能出现一个警告；
c红色(AL)：当三个月的平均比率超过了警告值时便出现红色状态；
d保持警告(RA)：当连续两次或两次以上的三个月的平均比率超过了警告值并且当月的比率等于或大于上个月的比率时出现该状态。
步骤五：建立基于MSG-2和MSG-3的可靠性监控警告分析方法，为评估维修效果，适当调整维修任务提供技术支撑。

Claims (5)

1.一种民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法，其特征在于，
该方法包括以下步骤：
步骤一：根据民机适航审定试飞阶段的特点，确定可靠性监控项目；
步骤二：分层次建立飞机、动力装置、结构以及其他主要系统和设备的可靠性监控参数及其计算模型；
1)、飞机的监控参数：
a次要监控参数：重复故障；
b次要监控参数：非结构类重要事件报告；
c次要监控参数：定检中发现的重大故障；
d次要监控参数：每30次起落飞机空中返航率；
e次要监控参数：飞机利用率——同型试验机中一架在飞飞机平均每日的飞行小时数；
2)、结构的监控参数：
a主要监控参数：结构类重要事件报告；
b次要监控参数：定检中发现的重大故障；
3)、发动机的监控参数：
a主要监控参数：发动机每工作200小时的空中停车次数；
b次要监控参数：发动机每工作200小时的非计划拆换次数；
4)、系统的监控参数：
a主要监控参数：每30次起落飞行员报告故障；
b次要监控参数：每30次起落的延误和取消次数；
5)、部件的监控参数：
a主要监控参数：每200部件小时的拆换次数；
b次要监控参数：每200部件小时的故障次数；
步骤三：建立各可靠性监控参数的信息收集方法，形成可靠性信息收集方案；
1)、重复故障：同一种产品在同样的或等效的使用方式中出现两次或两次以上的故障，且引起这些故障的基本机理相同；
2)、非结构类重要事件：
a飞行中的失火以及有关火警系统工作不正常；
b飞行中的假火警信号；
c在飞行中引起发动机、相邻结构、设备和部件损坏的排气系统的故障或失效；
d飞行中由于飞机部件的故障或失效引起烟、蒸汽、有毒或有害烟雾在驾驶舱或客舱积聚或流通；
e飞行中或地面发动机熄火或停车；
f飞行中燃油系统或应急放油系统的故障或渗漏；
g飞行中非正常的起落架收放或起落架舱门的开启和关闭；
h刹车系统的失效或故障；
i飞机系统及其部件的故障或失效导致中断起飞；
j在实际撤离、培训、测试、维修、演示或无意使用时，任何应急撤离系统或其部件不能完成预定的功能；
k自动油门、自动飞行或飞行操纵系统或其部件的故障或不能完成预定的功能；
l已经危及或可能危及飞机的安全运行的故障；
m飞行中或地面滑跑过程中发动机反推异常打开或失效；
n外界环境对飞机的影响，包括飞行中遭雷击、冰击、鸟击、遇风切变、严重颠簸、重着陆、外物撞击导致航空器受损；
o飞行中飞行指引或导航系统中出现的系统失效；
p在飞机运行阶段出现的姿态仪、空速表或高度表的失效或故障；
q影响延程运行飞行安全的失效，如造成的返航、改航、发动机失效，ETOPS系统失效；
3)、结构类重要事件：
a腐蚀、裂纹或开裂导致要求更换有关的零部件；
b腐蚀、裂纹或开裂因超出制造厂家规定的允许损伤限度导致要求修理或打磨；
c在复合材料结构中，制造厂家指定作为主要结构或关键结构件的裂纹、破裂或开裂；
d根据未包含在制造厂家的维修手册中，但经过批准资料进行修理的情况；
e已经或可能危及飞机安全运行的其他飞机结构的失效；
步骤四：建立可靠性监控警告值建模及调整方法；
1)、警告值解算：警告值是一个出现率，当每月的或连续3个月的平均出现率超过了警告值时，则产生一次警告；使用标准偏差σ的方法来制定警告标准；
Figure FDA0003329434170000031
其中，标准偏差σ计算公式：
Figure FDA0003329434170000041
平均值
Figure FDA0003329434170000042
Figure FDA0003329434170000043
X：规定试验周期内监控参数计算值样本；
N：规定试验周期内监控参数计算频次；
K：系数＝2；
2)、警告值的调整：如果一个系统参数在连续3个月期间保持在高于所设定的警告值，并且调查表明警告值是不正确的，则应重新计算并设定警告值；
3)、警告状态的确定：
a解除：正常工作状态；当每个月的和每三个月平均的比率两者都低于所确定的警告值时，则出现解除状态；
b黄色：当连续两个月的比率超出警告值，而三个月的平均比率保持在警告值以下时出现；
c红色：当三个月的平均比率超过了警告值时便出现红色状态；
d保持警告：当连续两次或两次以上的三个月的平均比率超过了警告值并且当月的比率等于或大于上个月的比率时出现该状态；
步骤五：建立基于MSG-2和MSG-3的可靠性监控警告分析方法，为评估维修效果，调整维修任务提供技术支撑。
2.如权利要求1所述的民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法，其特征在于，所述可靠性监控参数包括飞机、结构、发动机、关键系统和部件的监控参数。
3.如权利要求1所述的民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法，其特征在于，所述可靠性监控警告值建模及调整方法主要包括警告值解算、警告值的调整、警告状态的确定。
4.如权利要求1-3任意一项所述的民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法，其特征在于，所述的MSG-2分析方法承认三种维修方式：定时HT、视情OC和状态监控CM，采用自下而上的途径对飞机的每一部件进行分析，并为其指定三种维修方式中的一种。
5.如权利要求4所述的民用飞机适航审定试飞可靠性监控方法，其特征在于，所述的MSG-3分析方法采用自上而下的途径，借以对飞机各系统从可控制的最高级别进行故障分析，根据MSG-3判断逻辑确定适当的维修工作，来预防故障，并保持各系统设计的固有可靠性。
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