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關(guān)于確保老齡化老舊飛機安全運行的工程維修措施

文檔作者：陳斌文檔來源：機務(wù)工程部		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月27日
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關(guān)于確保老齡化（老舊）飛機安全運行的工程維修措施
(Engineering Maintenance Program for Aging Aircraft Safety Operation)
作者 / 陳斌（機務(wù)工程部）
2005 年，在世界民用航空運輸行業(yè)，空難頻繁發(fā)生，其中老齡化飛機所占比例較高，
已引起中國民用航空總局對老齡化飛機安全運行的高度重視，目前，加強對老齡化飛機運行
安全管理，已成為民航各航空公司保證飛行安全的一項重要和迫切的工作，為此，民航總局
相繼頒發(fā)了各種形式的文件和通知，要求各航空公司針對老齡化飛機進行專項研究，并制定
相應(yīng)的工程維修措施
隨著民用航空飛機投入運行時間的逐漸增加，飛機老齡化的問題日漸突出，如何確保老
齡化飛機的安全運行，已成為各航空公司面臨亟待解決的重大工程技術(shù)問題。本文就飛機老
齡化課題產(chǎn)生的歷史背景，飛機老齡化的基本概念，相關(guān)適航規(guī)章要求以及如何采取相應(yīng)的
工程維修措施等方面進行逐一闡述：
一 飛機老齡化產(chǎn)生的背景
1988年，美國ＡLOHA航空公司的一架波音B737-200型飛機在夏威夷機場起飛后不久，
其前部機身一整段長度約18 英尺的蒙皮突然撕裂并脫落，造成了一次嚴(yán)重的飛行事故，在
隨后的美國國家安全運輸委員會（NTSB）和聯(lián)邦適航局（FAA）的事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，撕裂
的機身蒙皮在其搭接（LAP JOINT）處的多個鉚釘部位同時存在細(xì)小裂紋，其尺寸及密
度的大小在機身增壓和外界氣動力的作用下，足以使機身蒙皮撕裂并脫落，最終導(dǎo)致了此次
嚴(yán)重飛行事故，這種飛機結(jié)構(gòu)損傷被最后定義為廣布疲勞損傷（WFD Wide Fatigue Damage），
該架飛機是于1969 年投入運行，飛行總使用時間為：35493 小時/89090 循環(huán)，無論從日歷
時間還是使用時間來看，這架波音B737飛機都屬于老齡化的飛機，為此，美國聯(lián)邦適航局
（FAA）開始著手研究老齡化民用飛機的安全運行問題。
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二 飛機結(jié)構(gòu)損傷的相關(guān)基本概念及定義
1．廣布疲勞損傷（WFD Wide Fatigue Damage）
飛機結(jié)構(gòu)廣布疲勞損傷的特征是：在多個飛機結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，同時存在著裂紋，而裂紋的
大小和密度足以造成飛機結(jié)構(gòu)不再滿足其損傷容限的要求，并將導(dǎo)致災(zāi)難性的結(jié)構(gòu)失效。廣
布疲勞損傷主要來源于飛機多處結(jié)構(gòu)損傷，主要表現(xiàn)為兩個方面：一是在飛機相同結(jié)構(gòu)單元
中，同時存在多個疲勞裂紋；其次是在飛機相臨類似結(jié)構(gòu)單元中，同時存在多個疲勞裂紋，
以下圖示為飛機結(jié)構(gòu)中易發(fā)生廣布疲勞損傷的部位：
2．結(jié)構(gòu)損傷容限（DT Damage tolerance）
結(jié)構(gòu)損傷容限是一種用于保證飛機運行安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計特征，它允許結(jié)構(gòu)在受到疲勞、
腐蝕、偶然或離散源損傷后仍然能在一定的時期內(nèi)保持必要的剩余強度。損傷容限基于的原
則是結(jié)構(gòu)疲勞損傷的產(chǎn)生和發(fā)展可以在足夠精確預(yù)測的前提下，在達(dá)到臨界尺寸之前允許通
過檢查可靠地發(fā)現(xiàn)。
3．飛機增壓邊界結(jié)構(gòu)
飛機增壓邊界結(jié)構(gòu)主要是指飛機在飛行過程中增壓的機身，其中包括：機身蒙皮，各類
艙門蒙皮以及乘壓隔框腹板等部位。這些飛機結(jié)構(gòu)區(qū)域及部件在飛機的每一次使用循環(huán)過程
中，均承受不同程度的疲勞載荷，也是疲勞裂紋易產(chǎn)生的區(qū)域及部件。
三 針對老齡化飛機的相關(guān)適航規(guī)章及要求
自從老齡化飛機的概念產(chǎn)生以來，世界各適航當(dāng)局對飛機使用多少年才進入老齡化并
沒有一個同一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前，中國民航總局將投入運行使用時間超過14 年的民用航空
器定義為老齡化（老舊）飛機，并頒發(fā)了相應(yīng)的適航規(guī)章和咨詢通告，對進一步加強老齡化
（老舊）飛機安全運行監(jiān)控，提出了詳細(xì)和明確的要求，這些規(guī)章和咨詢通告包括CCAR121
（大型飛機公共航空運輸要求，AC121-53（民用航空器維修方案）以及AC121-65（航空器
結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性大綱）等，根據(jù)這些要求，民航總局還于近期針對各航空公司擬定了“老齡
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飛機結(jié)構(gòu)完整性檢查評估計劃”并計劃成立專項工作小組，并在2005 年頒發(fā)的咨詢通告
AC121-65（航空器結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性大綱）中，第一次全面、系統(tǒng)地對航空運營人如何按照
航空器制造廠家提供的修理（改裝）評估指南進行相應(yīng)的評估工作提出了具體的要求，其中
包括補充結(jié)構(gòu)檢查、強制改裝、腐蝕預(yù)防與控制、增壓邊界結(jié)構(gòu)修理評估、廣布疲勞損傷等
方面。
雖然目前川航的機隊中服役時間最長的A320/A321 飛機為10 年，并未進入老齡化飛機
的范疇，但提前從工程技術(shù)方面進行老齡化飛機的相關(guān)工程評估準(zhǔn)備工作是十分必要的，而
且，空客公司已于近期針對世界空客A320 系列飛機老齡化的問題頒發(fā)了相應(yīng)的服務(wù)信函，
就如何確保逐漸進入老齡化的空客飛機的安全運行提出了指導(dǎo)性意見。
四 確保老齡化飛機安全運行的工程維修措施
根據(jù)民航總局頒發(fā)的咨詢通告AC121-65（航空器結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性大綱）以及空客公司
頒發(fā)的服務(wù)信函的要求，確保老齡化飛機安全運行的工程維修措施可以通過以下三個階段來
完成，即：
1． 修理評估指南（RAG Repair Assessment Guide)的形成
修理評估指南一般都由飛機制造廠根據(jù)不同的機型的結(jié)構(gòu)特點，并對大量的老齡化飛
機結(jié)構(gòu)修理（改裝）數(shù)據(jù)進行研究而制定的飛機結(jié)構(gòu)修理評估指導(dǎo)性文件，應(yīng)用這個指南，
各航空公司的結(jié)構(gòu)工程師就可以對老齡化飛機實施修理（改裝）評估工作。這一階段的工作
首先就是進行飛機結(jié)構(gòu)修理（改裝）數(shù)據(jù)的收集和篩選，即整理飛機結(jié)構(gòu)上已完成或新的修
理（改裝）記錄，根據(jù)空客公司最近頒發(fā)的有關(guān)A320系列飛機老齡化問題的服務(wù)信函的要
求，各A320 系列飛機的用戶被要求將機隊中的結(jié)構(gòu)修理（改裝）數(shù)據(jù)反饋給空客，其中，
結(jié)構(gòu)修理僅涉及加強型修理（如機身蒙皮的補片修理），不包括打磨修理，允許的凹坑以及
使用較大尺寸緊固件或襯套安裝的修理，主要涉及飛機結(jié)構(gòu)如下：
——機身區(qū)域：機身各類艙門周邊蒙皮，機身各類艙門門角蒙皮，機身其它區(qū)域蒙皮，
飛機隔框，行條，蒙皮搭接處
——飛機登機門、貨艙以及電子艙門：蒙皮和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
——飛機壓力隔框：前部機身，前后中央機翼翼盒
——飛機襟翼蒙皮
——方向舵蒙皮和大梁
——升降舵蒙皮和大梁
另外，對某些結(jié)構(gòu)改裝（SB）的重新評估也是針對老齡化飛機十分必要的工作，其目
的是根據(jù)評估結(jié)果對這些改裝（SB）的符合性，完成時間表以及程序進行相應(yīng)的更改，針
對所收集的全球A320 系列飛機的上述數(shù)據(jù)，空客公司將頒發(fā)相應(yīng)的修理評估指南（RAG）
以指導(dǎo)各航空公司實施修理評估工作。
2. 修理評估工作
通常，在修理評估指南（RAG）中，飛機結(jié)構(gòu)修理被分為四類：A類，為永久性修理，
即按照廠家的結(jié)構(gòu)修理手冊（SRM）所實施的永久性修理（permanent repair),這類修理在空
客A320 系列飛機上已包含了損傷容限的要求，通過常規(guī)檢查就足以確保修理結(jié)構(gòu)和周圍非
修理結(jié)構(gòu)的持續(xù)適航；B類，為永久性修理，但根據(jù)損傷容限的要求，除了常規(guī)檢查外，還
需要額外的檢查工作才能確保持續(xù)適航；C類，為臨時修理，根據(jù)損傷容限的要求，需要在
特定的門限值前進行修整或更換，有的還需要額外的檢查工作直至完成最終永久性修理；D
類，為超結(jié)構(gòu)修理手冊（SRM）的重要修理（Major Repair），這類修理雖獲得飛機制造廠家
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的單獨批準(zhǔn)，但并未經(jīng)過損傷容限的評估（Damage Tolerance Assessment）。
在上述各類修理評估中，尤其是針對超結(jié)構(gòu)修理手冊（SRM）的重要修理（Major Repair）
評估工作十分重要, 損傷容限的評估工作應(yīng)遵循下述基本原則：
（1） 飛機結(jié)構(gòu)中最易產(chǎn)生疲勞裂紋的部位預(yù)測
（2） 在飛機載荷的重復(fù)作用下裂紋增長速度預(yù)測
（3） 預(yù)定超出結(jié)構(gòu)強度限制的損傷尺寸或臨界尺寸
（4） 損傷發(fā)展情況檢查的潛在機會分析
另外，對按照飛機制造廠家頒發(fā)的預(yù)防性結(jié)構(gòu)服務(wù)通告實施的改裝的評估工作也十分必
要，尤其是改裝涉及到飛機易產(chǎn)生廣部疲勞損傷的結(jié)構(gòu)區(qū)域或部位，必須對改裝的符合性，
完成時間要求以及改裝程序進行詳細(xì)評估，同時，還應(yīng)對現(xiàn)有的飛機維修方案中涉及廣部疲
勞損傷敏感區(qū)域或部位的檢查要求進行評估，包括檢查門檻值、間隔期、方法以及程序等。
在老齡化飛機的修理評估中，還有一項重要的工作就是飛機的結(jié)構(gòu)腐蝕與修理評估，在
民航總局頒發(fā)的AC121-65《航空器結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性大綱》中，針對飛機的結(jié)構(gòu)腐蝕預(yù)防與
控制大綱（CPCP）的制定，建立相應(yīng)的工程評估程序以及應(yīng)采取的維修措施，都提出了十
分明確的要求，其中，主要是針對2 級、3 級腐蝕損傷及其修理的評估。
3. 確定老齡化飛機的工程維修措施
根據(jù)對機隊的各類結(jié)構(gòu)修理（改裝）工作的評估結(jié)果以及適航當(dāng)局頒發(fā)的AC121-65《航
空器結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性大綱》的要求，為確保老齡化飛機的安全運行，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)確定相應(yīng)
的維修措施并將其做為飛機結(jié)構(gòu)維修補充要求(SSIP)納入飛機維修方案，同時，對維修方案
中不能保證必要安全水平的內(nèi)容進行修訂，這些維修措施包括重復(fù)檢查的門限值和間隔以及
檢查的具體方法和程序等。
綜上所述，制定老齡化飛機的工程維修措施主要包括以下幾個方面：
——確定飛機的結(jié)構(gòu)維修檢查補充方案（SSIP Supplementary Structural Inspection
Program ），主要針對飛機的增壓邊界結(jié)構(gòu)以及機身蒙皮搭接區(qū)域（Circumferential Joint
and Longitudinal Joint)等廣布疲勞損傷敏感區(qū)域或部位的修理和改裝
——按照飛機的結(jié)構(gòu)防腐與控制大綱（CPCP Corrosion Prevention and Control Program)，針
對發(fā)生的結(jié)構(gòu)腐蝕損傷及其修理，制定相應(yīng)的后續(xù)的腐蝕維修/控制措施
——依據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)通告（SB）的評估要求，相應(yīng)地修訂維修方案中相關(guān)結(jié)構(gòu)檢查任務(wù)的門
限值、間隔、檢查的具體方法和程序等內(nèi)容
飛機老齡化對飛行安全的影響不僅只是涉及飛機的結(jié)構(gòu)，同時它還涉及飛機的其它系統(tǒng)
和部件，如：飛機的電氣系統(tǒng)電纜的老化問題，飛控系統(tǒng)操縱機械連桿（聯(lián)結(jié)不同的作動筒
與各飛行操作面）在飛機使用老齡化后的承載能力，以及液壓系統(tǒng)的橡膠管路老化的問題等，
針對這些飛機非結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和部附件的工程維修措施，目前，美國聯(lián)邦民用航空局（FAA）正
在進行研究并頒發(fā)了相應(yīng)的指導(dǎo)性文件。
川航做為國內(nèi)首家A320 飛機的用戶，其A320 系列飛機機隊中已有三架飛機于2005
年完成了結(jié)構(gòu)大修（8C/12年檢），2006 年計劃將有四架飛機完成結(jié)構(gòu)大修（8C/12年檢），
這些飛機中有四架屬租賃使用過飛機，因此，工程技術(shù)部門有必要針對上述7 架飛機在結(jié)構(gòu)
大修中所完成的修理（改裝）以及腐蝕狀況，同時，對其歷史修理（改裝）數(shù)據(jù)進行整理和
回顧，按上述要求著手開展修理評估工作，并根據(jù)評估結(jié)果制定相應(yīng)的工程維修措施，以確
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保川航A320 系列飛機在進入老齡化后的安全運行。
五 小結(jié)
制定老齡化飛機的工程維修措施是一項十分重要和重大的工程項目，航空公司的工程技
術(shù)部門必須根據(jù)不同機型的飛機的實際使用和維修情況，在飛機進入老齡化之前，及早與飛
機制造廠家建立聯(lián)系，密切關(guān)注制造廠家為這些機型所建立的修理評估指南文件（RAG），
在實施飛機結(jié)構(gòu)修理和改裝工作的同時，應(yīng)加強對飛機的歷史結(jié)構(gòu)修理和改裝的整理和回
顧，適時地開展結(jié)構(gòu)修理評估工作并制定相應(yīng)的工程維修措施，以確保老齡化飛機的安全運
行。

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