民机座舱温度控制系统维修任务分析

况薇

【摘 要】维修性分析作为民用飞机系统设计的重要内容之一， 其分析方法是否合理与正确事关飞机的运营成本及安全。选择了目前被广泛应用和接受的MSG-3方法对座舱温度控制系统进行了维修任务分析，通过分析过程展示了该方法在系统中应用的合理和正确性。

【关键词】座舱温度控制系统；维修性分析；MSG-3

1 座舱温度控制系统介绍

当旅客机在万米高空巡航时，机舱外的高空气温会降到零下50℃以下[1]，飞机要在此高度安全飞行，必须要保证飞机座舱的温度能满足乘员的需要。

座舱温度控制功能主要由组件温度控制和区域温度控制功能共同实现。组件温度控制通过温度传感器和温度控制活门来调节组件出口温度。设计工况下，制冷组件出口温度通过温度控制活门可以在-9℃到79℃范围内调整。区域温度控制主要通过配平系统来确保驾驶舱和客舱区域温度的独立控制。因为组件温度控制属于制冷组件的子功能，一般单独在制冷系统中进行分析，因此在民用飞机上座舱温度控制系统通常仅指区域温度控制[2]。

配平空气系统作为区域温度控制的重要组成部分，其功能是允许驾驶舱和客舱独立温度控制。配平空气活门由综合空气系统控制器（IASC）控制。综合空气系统控制器控制根据驾驶舱和客舱的加热或冷却需求在混合室出口对冷、热路的混合进行控制。配平空气活门根据综合空气系统控制器的指令辅助加热。制冷组件能提供满足最低温度需求区域的调节空气，并将调节好的新鲜空气分配到混合腔，在混合腔出口根据驾驶舱和客舱的不同温度需求利用配平系统的热引气对各空气分配管路中的气体进行加热。目前主流机型上的座舱温度控制系统主要包含配平空气压力调节活门、配平空气活门、热空气单向活门、管路温度传感器、通风温度传感器、混合腔温度传感器等设备，其构型如图1所示。

2 座舱温度控制系统维修任务分析

座舱温度控制系统作为民用飞机上一个重要系统，能为驾驶舱及客舱提供温度控制功能。适宜的温度是座舱舒适性的重要保证，也是旅客在选择乘坐机型时一个重要的衡量指标。而作为航空公司，在选择机型时除了要考虑乘客的需求，还要在安全保障的前提下尽可能选择维修性好，可靠性高的飞机以提高经济性，降低维护成本。因此必须按照要求对座舱温度控制系统进行维修性分析。

早期，维修工作主要是由飞行员和机械师来制定，他们在评估维修性需求和编写任务时主要依据自身经验，并且这些维修工作以定期全面翻修为主。现代维修以安全、可靠、经济为中心，通过可靠性分析和控制，来制定维修计划。目前被广泛采用的MSG-3方法是面向任务的维修，主要针对飞机的系统/分系统的维修工作。采用至上而下或者故障结果的逻辑方法，从飞机的上层而非部件层面进行故障分析，确定合适的计划维修任务，以防止故障发生和保障系统的固有可靠性水平。对系统而言，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）当航空器的技术状态发生恶化时，把安全性和可靠性恢复到固有水平；（3）为固有可靠性差的项目实施设计改进提供必要的信息；（4）以最低的总费用（包括维修费用及由于故障所造成的费用）达到上述目的.

下面将简要说明利用MSG-3方法对座舱温度控制系统进行的维修分析。

在对项目进行具体的MSG-3逻辑分析之前，必须先确定飞机的重要维修项目（MSI），即重要系统和部件。首先把飞机划分成几个主要的功能模块：ATA系统和子系统[4]。这个程序一直进行到航线上所有可单独更换的部件（LRU）为止。接下来应按照自上而下的逻辑分析方法制订一个MSI候选项目清单，该清单包括所有需要进行是否属于重要维修项目判断的项目。

是否为MSI项目应按下面的问题判断[5]：

1）在正常职责范围内，故障对空勤人员来说是无法发现或不易察觉的吗？

2）故障影响安全性（地面或空中）吗？包括安全/应急系统或者装置。

3）故障有无重要的运行性影响？

4）故障有无明显的经济性影响？

对于这些项目，只要有一个答案为“是”，那么该项目就被考虑作为最高可管理层，并需要进行MSG-3分析。若对于上面四个问题回答都是否定的，那么就不需要对此项目进行MSG-3分析，也不需要对该项目的更低层次进行MSI选择分析工作。另外，要将低层次的项目列出来，表示它们不需要再进行评定。这个清单必须由制造厂提交给ISC审查并得到批准。

座舱温度控制系统的是否为MSI项目的判断分析如下：

图 2 温控系统MSI分析

经过以上分析，四个问题中有两项答案为“是”，因此温度控制系统需考虑作为最高可管理层，并进行MSG-3分析。

当温度控制系统确定作为MSI项目时，需要进行以下MSG-3分析步骤。

首先需要对温度系统的系统构成，功能及设计特征进行详细说明。系统构成应将温度控制系统的设备组成及安装位置进行描述；功能描述可包含系统运行的基本原理以及相关性能等；设计特征则是对系统内各个设计要素（控制系统，控制面板，故障防护等）的说明分析。

MSG-3分析的第二步需要提供温度控制系统的组成（部件）及其相关资料，内容一般包含其项目编号、项目（部件）名称、单机安装数量、供应商、相似机型、过去的MTBUR、预测的MTBUR、MTBF、安装区域及MMEL。

接下来需要进行功能故障分析。分别对功能、功能故障、故障影响及故障原因进行分析说明。功能：需要对温控系统预期设计功能目标和其存在的原因进行描述；功能故障：温控系统不能达到预期标准性能的故障；故障影响：温控系统发生上述功能故障的后果；故障原因：对温控系统出现该功能故障的原因进行说明。分析流程如图3所示：

图3

以温度控制系统其中一个功能为例，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，需要确定温控系统的维修大纲，而用来确定系统维修大纲的程序分为两层逻辑图。该逻辑分析以MSI的技术评估和所拥有的技术数据为基础。上层分析需要用功能故障评价来确定故障影响的类别。下层分析是在上层分析的基础上，考虑故障影响类别、故障原因以及对每项工作的适用性和有效性来确定合适的维修工作。每个功能故障和故障原因都要按照逻辑图进行分析，以便对工作的必要性做出判断。如果一个工作是必要的，必须根据拥有的数据确定该项工作的时间间隔。如根据表1中所列的控制温度功能及其功能故障和故障影响进行上层分析，得出其故障影响类别为第七类即明显经济性影响。表2为温控系统的控制温度功能进行的影响类别分析。

表2 影响性分析

属于控制温度功能下的设备需要在表3分析所得影响类别的基础上进行，例如通风温度传感器，对其同样进行以上几个问题的分析，得出其故障类别，并判断是否存在维修任务。

经过完整过程的MSG-3分析，示例构型下的座舱温度控制系统所有功能下的部件均不存在维修任务。而对于存在维修任务的MSI项目，还需要进一步对维修任务进行说明和定义。

3 总结

本文采用MSG-3方法对某民用飞机座舱温度控制系统进行了维修性分析，并通过分析步骤及流程明确了该方法在民用飞机系统中的应用的合理性和必要性。

【参考文献】

[1]寿荣中，何慧珊.飞行器环境控制[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[2]雷世豪，主编.飞机设计手册第15册《生命保障和环控系统设计》[M].北京：航空工业出版社，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.

[责任编辑：邓丽丽]