浅谈航空公司机队发动机管理

杨霄　陈亚隆

【摘 要】航空器的可靠性数据成为了各航空公司保障飞行安全、降低维修成本的主要依据。航空公司迫切需要一套工程管理系统，可以通过系统收集相关数据并全面分析发动机的技术状态。在这种形势下，应用这些数据信息进行全面分析处理的机队管理就应运而生了。

【关键词】维修思想；可靠性数据；数据库；维修成本；性能参数；试车参数；振动值；警戒值

1 机队管理的由来

20世纪80年代后期，民用航空器的维修思想已由MSG-2变为MSG-3，后者摒弃了以既定的维修方式对航空器进行各级维修的概念，它的主要思想是通过分析航空器的使用可靠性水平，制定相应的维修级别。它在考虑了相同型号的不同机型的维修差异性的同时，特别强调了对发动机数据的收集和分析。航空器的可靠性数据成为了各航空公司保障飞行安全，降低维修成本的主要依据。

2 机队管理的实质

机队管理是建立在现代维修理论基础上的信息科学管理。充分利用先进的发动机状态监视系统、性能评估软件、视情维修的各种手段，并对试车数据资源加以充分的利用。收集各种有价值的信息并建立数据库。通过对这些数据资源的全面分析，根据营运人的实际情况制定出相应的发动机参数的警戒值。并且根据数据判断发动机所处的状态，及时下发安全裕度不够的发动机以保证飞行安全。对于拆换下来的发动机根据其状况制定合理的维修工作范围，维修级别，恢复发动机出厂时的可靠性，并且对发动机的维修成本进行优化。

3 机队管理的意义

飞行安全和营运成本的降低已经成为各个航空公司努力追求的目标。而作为飞机心脏的发动机更是在保证飞行安全和降低营运成本方面起着重要的作用。按照美国普惠公司的观点，在总的营运成本中与发动机相关的有飞机间接营运成本、燃油费用和发动机维修成本，它们分别占航空公司总运营成本的14%、11%、2%。

3.1 飞机间接营运成本

飞机间接营运成本包括发动机空中停车、航班取消和延误、空中返航和其他与发动机相关的事件的费用。据普惠公司统计每次发动机空中停车大致会给航空公司带来37万美元的损失，每次航班延误或取消带来的损失为6.5万美元。

3.2 燃油费用

燃油成本既和发动机性能相关也和飞机性能相关。例如可能是发动机部件性能退化和系统故障造成燃油消耗增加，也可能是飞机部件的配平没有做好，机身脏阻力太大造成的。

3.3 发动机的维修成本

主要由维修航材的费用、工时费用、外委修理成本和限寿件费用构成。其中维修航材的成本占到80%以上。发动机的维修成本可以看作是发动机返厂成本和发动机返厂率的乘积。

以上三项与发动机相关的营运成本占到航空公司总运营成本的27%，如能对航空公司的发动机进行科学的管理和正确的维护可以减少空中停车、返航、延误和取消，提高发动机的使用可靠性，降低返厂率，保持持续适航能力，避免备发紧张。这必然会改善航空公司的飞行安全并且降低航空公司的运营成本，会给航空公司带来巨大的经济效益。

4 信息的来源和进行机队

4.1 管理的途径

如图1所示，机队管理所需的信息有七个方面的来源。这里我们以普惠公司的PW4000系列发动机为例来进行分析。

4.2 在翼状态监视

对于PW4000系列发动机，我们利用普惠公司的ECM II（现已提升为EHM）软件对在翼发动机进行监控。该软件主要是对EGT， FF， N1， N2等发动机性能参数进行监视。正确地使用这个软件可以使我们尽快地发现整个机队性能变化趋势或系统的故障。航空公司应对这些数据进行系统的分析，从而得到自己机队的性能变化趋势、健康状态和确定参数的警戒值。例如我们可以根据压缩历史报告近似地算出发动机EGT裕度的衰减率，从而估计下发的时间。但是在正常衰退情况下EGT裕度的衰减率是不断减小的。我们如果采用压缩历史报告的方法来计算产生的结果并不准确，采用分阶段计算估计下发时间可以更符合实际。如果发现机队中某一发动机的性能变化趋势与整个机队的变化趋势有明显的差异，那么很可能就是这台发动机的某部件发生了故障或者是飞机的指示系统出现了问题。

使用所有可能得到的信息来对机队中的发动机进行加权排队，即将发动机按性能从最坏到最好进行排序。然后我们根据整个机队的营运情况对排名靠前的几台发动机安排及时地维修。这样我们可以提高发动机的使用可靠性，提高备发利用率。它也克服用EGT指数排序只反映气动和热力性能情况的不足。

4.3 航线和基地维护

需要对航线和基地报告的有偏差的发动机进行监控。这些偏差主要是由电子部件、飞行员报告和航线与基地维护人员报告的偏差。依据滑油消耗量的变化、滑油油样的性能参数与微量金属元素的分析结果和振动值的监测等发动机数据，然后结合发动机在维护工作中孔探检查的发现综合判断发动机的状态。密切注意这些和偏差有关系的数据并且在采取适当的措施之前一直保持对发动机的监控。

4.4 目视检查

通过目视检查以及孔探、无损探伤检查等，维修决策人可以利用检查的结果来做出是否换发的决定，也可以利用这些信息来制定发动机合理的维修工作范围。

4.5 发动机使用时间

对每一个发动机机队建立发动机使用时间跟踪观察表。其中包括发动机单元体、限寿件的自新使用时间.SN/CSN）、翻修后的使用时间（TSO/CSO）、自上次修后时间（TSR/CSR）。营运人根据这些信息，再依据发动机各个单元体、限寿件给定的软时限和硬时限，结合各个单元体的工作状况合理地制定出发动机的维修工作范围。这样既可以提高发动机的可靠性也可以对发动机的维修成本进行优化。

4.6 试车数据

收集所有发动机修后的试车参数，进行单元体性能分析，判断单元体的状态，并建立试车台发动机单元体性能参数数据库。比如利用普惠公司的MAPNET软件。利用MAPNET可以了解单元体的效率和流通能力。因此我们依据试车数据建立自己的数据库，并在数据库的基础上建立自己机队的基线，利用发动机性能的匹配关系来对发动机的状态进行分析。将进行修理和大修的发动机的数据进行分类，建立车间修理的基线。通过对修后发动机的性能参数数据与基线进行对比，来评估发动机的修理质量。为装机后的发动机状态监控的初始状态评估和下次车间修理性能恢复提供依据。

4.7 服务通告管理

对服务通告的内容进行评估，以确定是与安全相关的还是其他方面的，实施服务通告的收益是否大于投人。对实施每一项服务通告的费用建立数据库。

4.8 历史记录

建立发动机的历史故障数据库。为全面评估发动机的状况和排除潜在的系统故障提供帮助。

有了以上关于发动机的信息资料，我们可以对这些信息进行综合全面的评估以确定最佳下发时间，提高在翼发动机的使用可靠性，降低空中停车率，降低航空公司的间接营运成本。同样我们也可以对下发进厂的发动机的信息进行全面的分析，从而制定出合理的维修工作范围。在恢复发动机可靠性的同时也使维修成本降低。

5 机队管理实施的结果

广州飞机维修工程有限公司（GAMECO）通过开展机队管理工作后，不仅在发动机的工程技术管理上取得了明显的进步，而且使南航发动机机队的可靠性水平得到了很大的提高。统计数据表明，在1995至1999年间机队管理小组共发现一百余条发动机的系统故障，比以前同期发现的故障数提高了一倍。大量事故在进一步恶化之前就被根除了。由于发现监控数据异常而采取相应的措施，有效防止了7次发动机空中停车的发生，使南航的PW4000系列发动机的空中停车率由1995年的0.023降低到1999年的0.0056，发动机的使用可靠性水平得到了提高。

通过对发动机试车数据的开发应用和对发动机维修工作范围进行评估，结合发动机组装标准在车间修理工作中的应用，使发动机的修理质量有了较大的提高。例如，PW4001）系列发动机的一号轴承漏油和HPT第一级叶片烧蚀等引起较高换发率的故障得到了解决。修后的主要性能参数EGT裕度有了明显的提高。发动机大修平均EGT裕度从1995年的13.20提高到1999年的22.3500。

由上可见开展积极的机队管理工作对航空公司提高发动机可靠性，保证飞行安全，降低间接营运成本，提高维修质量起到了显著的作用。

6 机队管理的发展

随着技术的发展，新型航空发动机广泛采用了先进的全权限数字电子控制系统（FADEC），并且机载的维护计算机的功能和种类也不断地完善和增多，使得现代飞机可监控的参数不断增加，有了更为方便的维护信息选取终端。随着远程监控的实现，机载数据通过空地数据传输链，及时和迅速地传给地面。这样就使得维修人员可以得到飞机飞行的实时数据，可以迅速地利用这些信息分析发动机的状态，对发动机故障提前做好维修准备。航空公司应当利用不断增多的可监控参数进一步完善自己的机队的各种基线、警戒值。这样可以对一发动机的工作状况有更为精确的了解。这就要求我们进一步完善机队管理工作，使我们可以处理分析更多的信息，更为准确地分析发动机的性能。随着信息的不断增多，要求机队管理工作更加全面完整地运用各种信息。为了作出最佳维修的决策，机队管理小组还应当对各个方面的信息进行统观全局的考虑和分析。

随着这个全新的发动机管理力一式的发展，国内民航发动机维修将从被动式维修过渡到主动式维修。

【参考文献】

[1]ENGINE FLEET MANAGEMENT Pratt&Whitney，1998[Z].

[2]PW4000-94 INCH FAN DIAMETER ENGINE MAINTENANCE PLANNING GUIDE Pratt&WHiteny 1999[Z].

[3]倪继良.发动机群科学管理[Z].民航发动机使用可靠性研究，2000.

[4]Rob Wylie. Robert Orehard. Michael Halasz： IDS： Improving Aireralt Fleet Maintenance[Z].

[责任编辑：汤静]