試析天氣和環(huán)境因素對飛機維修的影響及應對措施論文
飛機暴露在大氣環(huán)境中，外部環(huán)境因素會對航空器的安全、正常運行造成不良影響。為了改善這些不良影響帶來的被動局面，從制造商的維護文件體系到航空公司的可靠性、工程和維修管理體系，對飛機維護全過程都應該考慮環(huán)境因素的影響。根據(jù)航空公司的運行經(jīng)驗，影響飛機維護的天氣和環(huán)境因素主要包括外界污染、高溫、低溫冰雪、雷雨、潮濕和高酸堿度空氣、候鳥、大風等。
1 外界污染
1.1 發(fā)動機壓氣機葉片和氣流通道上的沉積物
發(fā)動機壓氣機葉片上的污染沉積物會惡化轉(zhuǎn)子葉片工作特性，增加油耗，引發(fā)EGT高溫和發(fā)動機振動增大。
維修建議：
航空公司可以根據(jù)機隊發(fā)動機性能梯次實施發(fā)動機水洗工作，以清除發(fā)動機壓氣機葉片和氣流通道上的沉積物，部分恢復發(fā)動機性能、減少發(fā)動機燃油消耗、延長發(fā)動機在翼時間。
1.2 APU滑油散熱器污染
APU滑油散熱器污染可能導致APU滑油溫度高，造成APU自動停車。
維修建議：
應采集APU滑油溫度，分析評估污染情況，制定清洗計劃，利用航后和定檢清洗或更換APU散熱器。工程部門應根據(jù)季節(jié)情況調(diào)整維修方案，縮短檢查更換周期和間隔。
1.3 機身外表的污染
由于受到來自大氣、地面、燃料廢氣等方面的污染，飛機外表面會沉積污染物，這些沉積污染物使飛機表面光潔度降低、摩擦阻力增大、飛行油耗增加。飛機外表污染嚴重時，飛行阻力增加1%～2%，全年油耗增加在50～90噸。
維修建議：
定期清洗飛機外表面，定期為飛機外表面拋光打蠟，使其恢復光潔度和良好的氣動性能，以減小飛行阻力、降低油耗。
1.4 空調(diào)系統(tǒng)故障
中國北方地區(qū)每年4月下旬至5月底的沙塵、霧霾、大風、雷雨等多變惡劣天氣與楊絮、柳絮結合，經(jīng)常造成飛機空調(diào)系統(tǒng)制冷效果差、組件出口溫度高、散熱器堵塞和ACM葉片斷裂等故障，空調(diào)系統(tǒng)故障幾乎是目前導致航班延誤的最多因素。以國航為例，2014年5月初，國航機隊(集中在波音737機隊)爆發(fā)因飛絮導致的空調(diào)系統(tǒng)故障，造成航班大面積延誤，運行品質(zhì)及服務質(zhì)量急劇下降。從可靠性四位章節(jié)的排位分析來看，對國航波音737NG機隊運營影響較大的系統(tǒng)為2151空調(diào)組件控制系統(tǒng)，從不正常千次率的變化趨勢來看，每年的5月是2151章故障高發(fā)時期。
維修建議：
1)評估修訂維修方案中關于散熱器的更換間隔、時機、方法，可以在春夏季飛絮較多時縮短更換間隔。
2)改進熱交換器清潔方式，試點將高壓氣體吹除改為吹、吸結合，航線水洗;熱交換器清潔2次若無效果，則更換熱交換器。
3)在大風、沙塵和柳絮季節(jié)，對全機隊空調(diào)組件出口溫度采集并排序，掌握機隊空調(diào)的整體狀況，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)出口溫度的排序，確定需優(yōu)先更換的散熱器、優(yōu)先在翼清潔散熱器的飛機。
4)在熱交換器定期在翼清潔和離位清潔的維護基礎上，實施熱交換器定期換芯的計劃方案。
2 高溫
外界大氣高溫主要是對飛機的火警/高溫環(huán)路探測系統(tǒng)以及發(fā)動機性能產(chǎn)生影響。
2.1 飛機火警/高溫環(huán)路探測系統(tǒng)
A320飛機的機翼引氣滲漏探測系統(tǒng)由于設計原因在夏季時故障率較高，容易觸發(fā)虛假警告，全球空客A320機隊因該故障而導致的航班延誤率均較高。因此，在夏季的換季檢查時，應對每架飛機的探測環(huán)路進行測量，以便提前發(fā)現(xiàn)性能已經(jīng)衰減的探測元件，減少虛假引氣滲漏故障。
具體的防范措施包括：
1)當?shù)貧鉁爻^30℃時，盡量使用廊橋空調(diào);若當?shù)貦C場不具備廊橋空調(diào)，則盡量關閉右空調(diào)，只使用左空調(diào)。
2)當?shù)貧鉁爻^30℃時，地面人員應及時通知機組放出縫翼;因加油時需收上縫翼的情況，在加油完成后，地面人員應及時提醒機組再次放出縫翼。
3)當?shù)貧鉁爻^30℃出現(xiàn)“大翼滲漏”警告信息時，應關閉空調(diào)，斷開APU引氣，放出縫翼。
4)如果當?shù)貦C場日照強度大，飛機流控時間長，除了對空調(diào)艙外部進行物理降溫外，還可根據(jù)實際情況對大翼進行物理降溫。
2.2 發(fā)動機
高溫環(huán)境對發(fā)動機的影響主要表現(xiàn)為降低了發(fā)動機的EGT裕度。在全推力起飛狀態(tài)，發(fā)動機渦輪前溫度增高，使發(fā)動機熱部件承受更大的'熱應力，進而將增大熱部件的損耗，縮短部件壽命。
應對措施為：
1)減推力起飛可以有效提高EGT裕度，顯著降低EGT裕度的衰退值，節(jié)約維修費用，降低空中停車率、提前換發(fā)率、班機延誤率、使用性能衰退率，從而降低運營成本，提高經(jīng)濟效益。
2)水洗發(fā)動機是另一個恢復發(fā)動機EGT裕度的有效方法。通過對發(fā)動機進氣道、風扇葉片及整個核心機氣路進行水(或水溶清洗劑)沖洗，可以清除發(fā)動機壓氣機葉片和氣流通道上的沉積物，改善轉(zhuǎn)子葉片工作特性，部分恢復發(fā)動機性能，一般可獲得5～15℃的EGT裕度。
3 低溫、冰雪
寒冷低溫天氣給飛機系統(tǒng)附件帶來較大影響，主要表現(xiàn)為風擋玻璃、水系統(tǒng)、起落架、燃油、液壓等系統(tǒng)故障的高發(fā)。
3.1 駕駛艙風擋玻璃
受極寒天氣影響，駕駛艙風擋玻璃韌性降低，如果沒有經(jīng)過逐步的溫升預熱，直接大功率進行風擋加溫，極易使風擋玻璃由于受熱不均勻或溫差突變造成裂紋破損。
維護建議：
1)及時清除風擋玻璃上的積雪和結冰。
2)冬季航前首先使用空調(diào)加溫方式預熱客艙和風擋玻璃，或使用低功率加溫對駕駛艙風擋玻璃進行短時的適度預熱，增加其強度，為飛行中大功率加溫做好準備。
3.2 燃油系統(tǒng)
地處北方地區(qū)的A330機隊冬季經(jīng)常出現(xiàn)大翼燃油泵指示低壓的情況，原因是由于油箱放水不徹底，造成燃油泵壓力傳感器管路積水結冰。該型飛機燃油泵壓力傳感器管路較長且無回路，管路內(nèi)進入水分后無法排出，氣溫低時積水凍結，阻塞傳感管路，使壓力傳感器無法感知燃油泵壓力，造成傳感失效。
維修建議：
1)在南方或氣溫較高的外站建立放沉淀能力，如在執(zhí)飛的南半球國家的機場或國內(nèi)廣東、福建、廣西等地機場執(zhí)行定期放燃油沉淀工作，確保油箱內(nèi)的水徹底放出。
2)飛機制造廠家對燃油泵傳感器管路進行改裝，以徹底解決此問題。
3.3 氧氣系統(tǒng)
氣溫每變化1℃，氧氣壓力大約變化 5psi。冬季飛機在航后維護時，由于當時機艙內(nèi)溫度較高，氧氣壓力處于標準范圍內(nèi)，但隨著停場后機艙內(nèi)溫度的降低，次日航前有時出現(xiàn)氧氣壓力低于標準要求而不得不充氧的情況，甚至可能導致航班延誤。
維修建議：在航后維護工作中應考慮低溫因素，適當提高充氧標準。
3.4 電子、電氣系統(tǒng)
飛機電子、電氣設備對環(huán)境比較敏感，計算機、控制組件等電子設備對環(huán)境要求很高，過高和過低的溫度、濕度都會對其性能造成影響。冬季氣溫低，電瓶中的化學物質(zhì)反應變慢，常表現(xiàn)為放電電流低、充電時間長。
維修建議：
航前適當提前給飛機通電，以保證飛機各系統(tǒng)的工作正常。為保護電瓶，在外界溫度很低而需要啟動APU時，應盡量先使用地面電源和地面空調(diào)“暖機”后再啟動APU。另外，在外界氣溫很低而飛機停場時間又較長時，應將電瓶拆下。
3.5 水系統(tǒng)
冬季飛機航后停場過夜，在外界溫度很低的情況下極易造成水系統(tǒng)管路結冰。從以往的維護經(jīng)驗來看，寒冷氣候?qū)?8章水/污水系統(tǒng)的影響較大，該系統(tǒng)全年不正常事件中有50%～70%發(fā)生在寒冷季節(jié)，12月為最多的月份。
防范措施：
飛機落地后應立即對水系統(tǒng)進行增壓放水，以徹底排除水箱和管路中的存水，同時排空所有廚房燒水器和衛(wèi)生間管路內(nèi)的余水;根據(jù)飛機結構特點，加改裝保溫層預防供水管結冰;航前第一時間通過機載或地面空調(diào)為飛機系統(tǒng)加溫，防止水系統(tǒng)管路、活門結冰堵塞。
3.6 發(fā)動機/APU
1)受冬季低溫天氣影響，發(fā)動機風扇、進氣道和發(fā)動機啟動活門常常結冰，APU進排氣門發(fā)生凍結現(xiàn)象，可能引發(fā)管路滲漏故障。
防范措施：
發(fā)動機啟動前，對發(fā)動機進氣道和風扇進行詳細的目視檢查。必要時對進氣道采用加溫機加熱的方法，改善發(fā)動機啟動工作性能。為避免發(fā)生發(fā)動機啟動活門不能正常打開的情況，航前發(fā)動機啟動之前，采用人工扳動啟動活門超控手柄的方法檢查活門的工作狀態(tài)。特別檢查發(fā)動機、APU的各液壓、燃油、滑油管路接頭及余油排放口，確保所有部附件安裝狀態(tài)良好無滲漏。
2)當代航空發(fā)動機的滑油系統(tǒng)均為干油槽設計，發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)后，滑油將回油到油箱，各轉(zhuǎn)動磨擦面上失去油膜保護。低溫狀態(tài)下滑油黏度大大增加，附著力和流動性變差，此時如果高速運轉(zhuǎn)則加劇軸承等轉(zhuǎn)動部件的磨損，降低機件乃至發(fā)動機的整體工作壽命。
防范措施：
對處于寒冷地區(qū)的飛機來說，航前應視情對發(fā)動機進行地面慢車暖車，使發(fā)動機進行低轉(zhuǎn)速提前預熱，既可以減少起飛前機組的高慢車預熱等待時間，提高航班運行效率，又可以確保發(fā)動機的潤滑質(zhì)量，防止發(fā)動機機件磨損，同時還可以使渦輪葉片充分膨脹，從而確保起飛狀態(tài)下渦輪的間隙較小，渦輪工作效率提高，改善發(fā)動機運行狀態(tài)，提高發(fā)動機的可靠性，提升工作性能。
3 ) 寒冷天氣應按照A M M 手冊1 2 - 3 1 ( 空客飛機) 或1 2 - 3 3 ( 波音飛機) 的“ C O L D WE AT H E RMAINTENANCE”要求，對各系統(tǒng)實施維護，并將這項工作列為航空公司飛機換季工作的重點加以關注。
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