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關(guān)于ATA100的塞斯納172R機隊故障調(diào)查分析論文
引言
嚴(yán)謹(jǐn)高效的機務(wù)維修，是民航飛行安全的重要保障之一。世界產(chǎn)量最大的通用航空飛機——塞斯納(CESSNA)172R，在國內(nèi)主要作為初級教練機訓(xùn)練飛行員。2006年起，國內(nèi)某飛行學(xué)院大批量引進該機型，現(xiàn)已建成了100余架規(guī)模的機隊。針對該機型常見的起落架、機身結(jié)構(gòu)、發(fā)動機、燃油及電源系統(tǒng)等典型故障，國內(nèi)學(xué)者開展了相關(guān)研究及分析工作，取得了較好的成果。然而，通過全面文獻檢索尚未發(fā)現(xiàn)針對塞斯納172R機隊的全部故障調(diào)查類研究。為此，本文采集具有代表性的機務(wù)維修工作數(shù)據(jù)，基于美國航空運輸協(xié)會第100號規(guī)范(Air Transport Association of America Specification No.100，ATA100)，全面調(diào)查該機隊故障分布情況，為民航機務(wù)精細化管理提供數(shù)據(jù)支持，保障飛行訓(xùn)練安全。
1 資料與方法
1.1 資料來源
全面收集2012年全年某飛行學(xué)院塞斯納172R機隊維修記錄，包括機號、故障發(fā)生日期、發(fā)生階段、部件名稱(件號)、描述及處置等信息。然后，整理核查資料，刪除重復(fù)數(shù)據(jù)，確保分析數(shù)據(jù)真實可信。
1.2 故障編碼
ATA100由美國航空運輸協(xié)會與眾多航空制造廠商、航空公司共同制定，用于規(guī)范不同機型的各種技術(shù)手冊的編排和出版格式。該規(guī)范現(xiàn)已在國際民航領(lǐng)域廣泛采用，成為民用航空器設(shè)計、制造、使用、維修等過程中技術(shù)資料、文件、報告和目錄索引的國際統(tǒng)一編號方式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄、技術(shù)處理、資料檢索、文件歸檔保管等的標(biāo)準(zhǔn)化。本文按照ATA100章節(jié)號對故障維修數(shù)據(jù)逐條編碼。
1.3 統(tǒng)計方法
采用PASW18.0進行統(tǒng)計學(xué)分析。計算單架飛機每年平均故障次數(shù)，檢驗數(shù)據(jù)分布特征;分析各類故障發(fā)現(xiàn)時機、故障ATA章節(jié)號、前三位故障對應(yīng)故障件的分布特征。
2 結(jié)果
2.1 單架飛機故障基本特征
該機隊全年累計發(fā)生1 169次故障。單架飛機每年發(fā)生故障平均10.63±5.29次，中位數(shù)(P25，P75)為11(7，14)，最大值為23，最小值為1。經(jīng)Kolmogorov-Smirnov檢驗，單架飛機故障次數(shù)服從正態(tài)分布(Z=0.829，P=0.483)
2.2 故障發(fā)現(xiàn)時機特征
根據(jù)統(tǒng)計分析，該機隊空中飛行中由機組人員發(fā)現(xiàn)的故障最多，累計447次，占全部故障的38.24%;其次為航線維護中由機務(wù)人員發(fā)現(xiàn)319次故障，占總故障的27.29%;再次為飛行前檢查由機組人員發(fā)現(xiàn)218次故障，占總故障的18.65%;在定期維護的過程中機務(wù)人員發(fā)現(xiàn)185次故障，占總故障的15.83%。
2.3 故障ATA章節(jié)號分布
按ATA章節(jié)號對故障進行分類統(tǒng)計得到，發(fā)生故障次數(shù)較多的前十個系統(tǒng)對應(yīng)的ATA章節(jié)號分別為第32、74、34、77、27、33、24、25、23和28章，共包括997次故障，占全部故障的85.29%。發(fā)生故障次數(shù)較多的前三個系統(tǒng)對應(yīng)的ATA章節(jié)號分別為第32章(起落架系統(tǒng))、第74章(點火)和第34章(導(dǎo)航)，共607次故障，占全部故障的51.92%。按發(fā)現(xiàn)時機分類，空中飛行中發(fā)現(xiàn)故障次數(shù)占比前三位的系統(tǒng)對應(yīng)的ATA章節(jié)號為第74、34、77章，航線維護中故障次數(shù)占比排在前三位的為第32、27、28章，飛行前檢查中故障次數(shù)占比排在前三位的為第23、28、25章，定期維護中故障次數(shù)占比排在前三位的為第33、32、27章。
2.4 ATA章節(jié)號對應(yīng)故障件/子系統(tǒng)分布
為了進一步研究故障特點，關(guān)注容易發(fā)生故障的子系統(tǒng)，本節(jié)對發(fā)生故障次數(shù)占比排在前三位的系統(tǒng)進行詳細分析，統(tǒng)計這些系統(tǒng)中子系統(tǒng)的故障分布。
統(tǒng)計得到，對應(yīng)ATA100第32章起落架系統(tǒng)，故障按次數(shù)降序分布在機輪、前起落架、剎車和主起落架子系統(tǒng)。在第74章點火中，按故障發(fā)生的次數(shù)可將故障件降序排列為電嘴、磁電機、導(dǎo)線和其他。在第34章導(dǎo)航中，故障按次數(shù)降序分布在無線電導(dǎo)航、姿態(tài)和方位、大氣數(shù)據(jù)等系統(tǒng)。
3 討論
機務(wù)維修是確保飛行安全的重要環(huán)節(jié)，是飛機處于安全適航狀態(tài)的重要保障。某飛行學(xué)院引進塞斯納172R機型作為飛行員初級教練機已有10年歷史，并在國內(nèi)組建了該機型最大的機隊，在平時飛行訓(xùn)練和機務(wù)維修中積累了大量的故障資料。為深入挖掘故障數(shù)據(jù)信息，本研究全面采集了該機隊一個年度的維修記錄，統(tǒng)計分析了故障分布特征，發(fā)現(xiàn)機隊單架飛機故障次數(shù)服從正態(tài)分布，總結(jié)了故障發(fā)現(xiàn)時機的分布特征，基于ATA100給出了故障次數(shù)為前十位的章節(jié)，以及故障次數(shù)為前三位的故障件/子系統(tǒng)的列表。本研究結(jié)果對于及時發(fā)現(xiàn)飛機故障，保證訓(xùn)練安全，指導(dǎo)民航教學(xué)科研，提高機務(wù)精細化管理水平具有重要意義。
3.1 有利于機組和機務(wù)維修人員全面科學(xué)掌握飛機故障發(fā)現(xiàn)時機
發(fā)現(xiàn)飛機故障通常有4個時機：空中飛行、航線維護、機組飛行前檢查和定期維護。根據(jù)本文統(tǒng)計數(shù)據(jù)，按故障次數(shù)對發(fā)現(xiàn)故障的時機進行降序排列，依次為：空中飛行、航線維護、機組飛行前檢查、定期維護。分析結(jié)果表明，飛行員和教練員在開展初級教練機訓(xùn)練教學(xué)時，不僅要完成飛行訓(xùn)練任務(wù)，也要注重飛機故障的記錄，及時向機務(wù)人員通告;此外，飛行員要按規(guī)范操縱飛機，盡量減少由于不當(dāng)操縱而引發(fā)的故障。機務(wù)維修人員除做好航線和定期維護外，應(yīng)重視機組人員發(fā)現(xiàn)的故障，做到逐一排查。
3.2 有利于民航教學(xué)及科研人員研究方向的選取
教學(xué)和科研是高等院校教師的兩項重要任務(wù)。本文分析結(jié)果表明，在開展飛行學(xué)員理論教學(xué)時，應(yīng)著重強調(diào)飛機相關(guān)系統(tǒng)的使用及操作規(guī)范，而對機務(wù)維修專業(yè)學(xué)生進行教學(xué)時，應(yīng)注重講解易發(fā)生故障系統(tǒng)的維護及維修內(nèi)容。根據(jù)本文研究結(jié)果，科研人員可以從故障成因、維修技術(shù)等方面對該型飛機起落架、發(fā)動機和導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)子系統(tǒng)展開研究。
3.3 有利于機務(wù)管理部門控制維修質(zhì)量和定量化開展航材庫存管理
現(xiàn)代科學(xué)的管理必須基于數(shù)據(jù)。本研究發(fā)現(xiàn)，機隊單架飛機故障次數(shù)服從正態(tài)分布。以此結(jié)果為例，若某機隊某時間區(qū)間內(nèi)，單架飛機故障次數(shù)偏離了正態(tài)分布，呈現(xiàn)右偏態(tài)分布，說明部分飛機故障數(shù)過多，機務(wù)管理部門應(yīng)調(diào)查具體原因，制定相關(guān)措施。另外，統(tǒng)計匯總故障次數(shù)為前三位的故障件/子系統(tǒng)的列表及數(shù)量，可以實現(xiàn)航材庫存的定量化管理，降低機務(wù)維修成本。
4 結(jié)語
綜上所述，基于ATA章節(jié)號定期調(diào)查機隊故障分布特征，可為民航機務(wù)精細化管理提供數(shù)據(jù)支持
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