基于动态故障树的A330起落架系统排故

施浩　刘海宁

摘要：本文基于动态故障树的应用，首先介绍动态故障树的基本理论，其次对A330起落架的故障数据进行整理，利用故障树对故障进行分析，得出故障发生的概率重要度及结构重要度，从而分析出各部件发生故障的重要度，最后根据分析的结果得出相应的结论。

关键词：A330；起落架系统；动态故障树；故障分析

中图分类号：TB114 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）001-000-02

一、引言

飞机起落架系统是飞机的一个至关重要的组成部分，在飞机着陆及地面滑跑过程中起着举足轻重的作用，因此对飞机起落架系统的日常维护及排故就显得十分重要，对可能发生的故障的检测及预防也需重视。

本文基于动态故障树理论，对起落架系统进行定量定性分析，优化传统排故程序。

二、基于动态故障树的运用

1.动态故障树的基本理论

传统的故障树分析方法是基于静态逻辑和静态故障提出的一种分析方法，可以以简洁的方式表示出各事件发生的逻辑关系，具有较为成熟的模型求解算法。动态故障树在传统的故障树上增加了可以表示底事件和顶事件动态、时序逻辑关系的动态逻辑门。所以动态故障树综合了传统故障树和马尔可夫模型的优缺点，不仅表示了动态故障行为又避免了马尔可夫模型建模复杂、易于出错的问题，还提高了分析效率。

2.数据处理

如表2-1，这是东航，A330的年度ATA32起落架系统中，起落架故障统计

详细内容请见附录（共150条故障数据）

将此类数据归纳为：

（1）起落架收放系统故障

（2）起落架刹车系统故障

根据整理及归纳得到A330起落架系统故障数据为150条，其中起落架收放系统故障的数据为52条，起落架刹车系统故障的数据为63，其余故障数据35条。可以看出，起落架收放系统和刹车系统的故障较为突出，本文将基于两个系统的故障进行分析。

根据表中故障数据，举例说明底事件失效率求法：

如起落架收放系统中底事件E2（起落架侧撑杆失效）在52例故障数据中出现了1例，因此通过计算得出该底事件的失效率为：

52 ÷ 250 = 0.347 λ2= 0.347 ÷ 52 × 1 = 6.67 × 10-3 取t=1

P（Xi）=1-e6.67 × 10-3 = 6.65 × 10-3

同理可以得出起落架收放系统中其余各底事件的失效率

在起落架刹车系统中，例如底事件E19（刹车储压器失效）在63例故障数据中出现了8例，同样计算出其失效率为：

63 ÷ 150 = 0.42 λ19= 0.42 ÷ 63 × 8 = 5.3 × 10-2 取t=1

P（Xi）=1-e-5.3 × 10-2 = 5.2 × 10-2

同理可以得出起落架刹车系统中其余各底事件的失效率。

3.动态故障树建模

如图2.1所示为起落架刹车系统的故障树，该图顶事件为刹车失效，各中间事件分别描述了导致起落架刹车失效的可能原因，根据中间事件的描述，列出各底事件，从而对故障树进行定量、定性的分析，得出相应的结论。

图2.1 起落架收放系统故障树模型

之后做出起落架收放系统故障树逻辑门描述如表2.2

表3.3所示为故障树中各底事件的描述及其参数。

之后定性分析做出最小割集，该故障树顶事件的故障概率为：

按照公式

利用最小割集求出基本事件的概率重要度为：

...

从中可以看出，事件

E7 （主起落架后侧下位锁弹簧失效）

E8 （主起落架后侧下位弹簧与侧撑杆街头失效）

E17（不能通过自由下落机械释放左主起上位锁）

E18（主起落架选择活门泄漏丧失压力）

对顶事件发生故障的概率影响较大。

利用最小割集求事件的结构重要度：

...

可以看出：

其中基本事件

E39（液压系统失效）

E40（起落架收放液压系统中的起落架收放选择阀失效）

E41（起落架收放液压系统中的单向阀失效）

E42（应急放选择阀失效导致正常模式不能放下）

在故障树中的结构中较为重要，需予以关注。

三、结论

通过对东航A330起落架系统ATA32故障数据的归纳，发现起落架系统主要的故障为：起落架收放系统故障、起落架刹车系统故障。

利用故障树的建模对故障进行定量定性分析，得出以下几点建议：

1.起落架上位锁、作动筒失效、刹车储压器丧失压力、液压系统失效就顶事件而言失效概率较高，维护及排故时需予以关注。

2.建议对起落架系统中各重要部件定期检查及维护。

3.机务维修人员应认真学习TSM（故障排故手册），提高维护技能，减少误拆件的发生，为公司节约可控成本。

参考文献：

[1]宋静波.飞机构造基础[M].航空工业出版社，2011.（12）.

[2]高顺川.动态故障树分析方法及其实现[D].长沙：国防科技大学，2012.

[3]王再兴.民用航空器外场维修[J].中国民航出版社，2008.