浅析波音777-300ER 飞机配平空气管路修理与维护成本控制

■ 肖晓晖/北京飞机维修工程有限公司

0 引言

近期某航司发生三起波音777-300ER 飞机公务舱后部噪声大、壁板温度高故障，严重影响旅客舒适度，导致航班晚点。地面维护人员排查后发现，故障原因是该区域地板下与空调混合管相连的配平空气管路（TADS）损坏。

1 配平空气管路原理

波音777-300ER 飞机的空调系统将客舱温度控制分成若干区域，通过配平空气管路中高温高压的热空气调节供给来改变温度。空气供给的改变由区域配平活门控制，高温高压的热空气通过配平空气管路进行传输。一旦空调系统开始工作，配平系统就进行调节，使整个配平空气管路中充满高温高压的空气，时刻为客舱环境温度的调整提供保障。

配平空气管路位于前货舱后部壁板内（见图1），位于公务舱后下部。每架飞机装有8 根配平空气管路，呈树状结构分布。本次故障的原因是管路接口破裂脱开（见图2），导致从空调配平活门流过的热空气外漏，充满整个混合总管外部区域；受热传递影响，整个区域相邻的客舱地板和两侧壁板温度升高，直至客舱温度过高影响旅客。

图1 配平空气管路位置

图2 配平空气管路破损

2 配平空气管路的可靠性分析

2.1 配平空气管路结构可靠性分析

查询更换件信息，涉及的管路件号有4 种，分别是214W3220-3065、214W3220-3066、214W3220-3067 和214W3220-3068。通过结构分析，4 种件号的配平空气管路材质相同，功能原理也一致。如图2 所示，配平空气管路由两部分组成，即带有隔层保护层的主管路（粗）和配平空气分配管路（细），后者没有隔热层保护，复合材料裸露在外。当配平空气分配管路承受的环境条件为高于客舱压力5psi 和最高设计温度71℃时，一旦出现破损，热空气很容易外漏。而配平空气管路的主管道虽然与配平空气分配管路处于同一种空气环境中，但很少出现这种情况。

2.2 配平空气管路时寿可靠性分析

从2020 年1 月至2023 年1 月的三年时间内，波音777 机队发生配平空气管路损坏37 件次。配平空气管路破损有以下几种情况：一是经过长时间的高温，管路材料松脆，出现自然裂纹；二是湿空气侵袭使管路材料软化；三是管路处于高压状态时，材料一旦有裂纹或变软就会爆裂；四是配平管路区域属于高振区域，容易在接口处出现断层或断面。

对机队时寿件可靠性的分析认为，本航司波音777-300ER 机队的配平空气管路的平均使用寿命为9 年，首次发生故障的时间一般在4 年机龄时，因此当机队进入老龄化阶段后，采取预防性措施势在必行。

3 修理维护与成本控制

配平空气管路破损一般发生在配平空气分配管路部分，多表现为管口软化和出现裂纹。在可持续维修方案（CAMP）中需要明确检查配平空气管路的条目，定期进行检查。预防性维护可以在接口区域进行包扎，对接口起到保护作用。如果是临时性修理，可以在内部加固并进行封胶处理，但该操作过程耗时较长，可靠性未得到确认。从成本角度，上述方法比更换新件具有显著价格优势，但从可靠性角度，对修理材料进行升级的意义更为重大。为兼顾成本与可靠性，波音公司针对配平空气分配管路损坏的修理给出了永久解决方案，如图3 所示。目前，该方案还未进行实际装机验证，新材料能否长时间承受管道设计的压力和温度有待修理完成后的可靠性验证。该方案将配平空气分配管路的轻质复合材料改为铝质金属复合材料，大大降低了维护成本，每根管路的修理费用约为2000 元（每根新件的购买均价为8000 美元）。从可靠性来看，铝质金属复合材料能更加有效地抗高温、高压，抵御湿度和高振动带来的不良结果。经过技术评估，该永久解决方案对飞机的重量、平衡、结构强度、性能、动力操作、飞行特性和其他适航性能的影响很有限，能够保证适航性，具有前瞻性意义。

图3 波音公司提供的修理方案

4 结语

配平空气分配管路的永久解决方案能够从可靠性和成本两个维度解决波音777-300ER 飞机机队配平空气管路破损疑难问题，保证飞机空调系统正常工作，使出行旅客拥有更加稳定舒适的空中环境，保障航班正常运行。