民用飞机结构检查可达性分析研究.pdf
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1、2023 年第 2 期总第 149 期 民用飞机设计与研究Civil Aircraft Design&Research 2023 No.2Sum No.149http:/ myfj_(021)20866796DOI:10.19416/ki.1674-9804.2023.02.022民用飞机结构检查可达性分析研究郑 蓝(上海飞机设计研究院,上海 201210)摘 要:结构检查的可达性对于航空公司的定检维修相当重要,而针对民用飞机的结构可达性分析的研究相对较少。从适航条款的要求出发,结构可达性可分为目视检查(一般目视检查和详细目视检查)任务、无损检测任务和更换、调整任务,而检查类型任务才是可达性分
2、析的重点。提出了一种结构检查可达性的分析方法,总结了目视检查任务和无损检测任务两种类型任务的检查要求,根据检查任务的检查要求,基于人体实体可达性、结构本体可达性、光照情况和维修资源使用情况四个角度,提出可达性检查等级,可达性检查等级结合检查任务实施的检查门槛值和检查重复间隔,给出可达性分析结论。通过某型飞机详细目视检查任务和无损检测任务的案例分析,可以看出此结构检查可达性分析方法易于操作,并可以给出明确的可达性结论,为可达性措施条款的符合提供了一种分析途径。关键词:结构可达性;目视检查;无损检测中图分类号:TG115.28文献标识码:AOSID:0 引言维修可达性是反映维修时接近飞机及其系统、
3、设备、部件的难易程度。维修可达性的好坏是维修人为因素中的重要的考量因素1-2,目前由郑庆3提出了区域到部件细节的 5 个方面可达性评价分析方法,而主流的评价分析方法基于可视性、实体可达性和操作空间可达性三个方面出发,较为成熟4-6,但在这些可达性分析评价的研究中,多以系统设备的维修可达性为案例。对于结构维修的可达性研究少之又少。另外抛开维修间隔只谈论维修可达性也是没有实际意义的。从适航条款可达性措施要求出发,结构可达性分为目视检查任务(一般目视检查和详细目视检查)、无损检测任务和更换、调整任务,而检查类型任务才是可达性分析的重点。本文提出了一种结构检查可达性的分析方法,总结了目视检查任务和无损
4、检测任务两种类型任务的检查要求。根据检查任务的检查要求,基于人体实体可达性、结构本体可达性、光照情况和维修资源使用情况四个角度,提出可达性检查等级,将可达性检查等级与检查任务实施的检查门槛值和检查重复间隔相结合,最终给出可达性分析结论。通过某型飞机详细目视检查任务和无损检测任务的案例分析,可以看出此结构可达性分析方法易于操作,并可以给出明确的可达性结论,为可达性措施条款的符合提供了一种分析途径。1 结构维修可达性任务来源1.1 适航条款飞机 结 构 可 达 性 的 要 求 来 自 于 适 航 规 章CCAR25-R4 的可达性措施(25.611 条款),条款原文如下:a)必须具有措施,使能进行
5、为持续适航所必需的检查(包括检查主要结构元件和操纵系统)、更换正常需要更换的零件、调整和润滑。每一项目的检查方法对于该项目的检查间隔时间必须是切实可行的。如果表明无损检查是有效的并在第 25.1529 条要求的维护手册中规定有检查程序,则在无法进行直按目视检查的部位可以借助无损检查手段来检查结构元件;431 通信作者.E-mail:zhenglan comac.cc引用格式:郑蓝.民用飞机结构检查可达性分析研究J.民用飞机设计与研究,2023(2):134-138.ZHENG L.Structural inspec-tion accessibility analysis of civil ai
6、rcraftJ.Civil Aircraft Design and Research,2023(2):134-138(in Chinese).2023 年第 2 期郑 蓝 民用飞机结构检查可达性分析研究b)EWIS 必须满足 25.1719 条的可达性要求。其中,对飞机结构可达性的要求主要是 a)条中必须有措施能够检查主要结构元件和更换正常需要更换的零件,并且这些项目的检查方法对于检查间隔时间必须切实可行。1.2 任务来源对于结构可达性,以上 25.611 条款可解读为以下 3 个来源的任务:1)ALI(适航限制项目)制定的检查任务(以各PSE 单项梳理检查任务),包括目视检查任务(详细目视检
7、查)和无损检测任务。2)MSG-3 制定的结构检查任务,包括 SSI 项目的检查任务、非 SSI 项目的检查任务,主要为目视检查任务(详细目视检查和一般目视检查)和无损检测任务。3)航线可维护件的更换任务。这里可以将所有任务分为详细目视检查任务、无损检测任务和更换任务7-8。由于结构更换任务主要以口盖、面板、整流罩等部件为主,其更换的可达性均较好,所以结构可达性的重点为目视检查任务(一般目视检查、详细目视检查)和无损检测任务。2 检查任务要求2.1 目视检查要求1)目视检查分类目视检查是通过人的眼睛或眼睛与简易放大或辅助延伸工具相结合,对工件表面进行观察的检查方法。目视检查分为一般目视检查和详
8、细目视检查。一般目视检查主要为检查明显损伤、故障和不正常的迹象而进行的内部/外部、安装/组件的目视检查。详细目视检查是为了检测损伤、故障或不正常的迹象,对于一个特定的项目、安装和组件进行仔细的检查。对于详细目视检查,一般将其限定在一个较小的区域进行;如果检查较大的范围,通常选择一般目视检查。2)检查细节目视检查主要是用目视的手段检查以下缺陷:因过热导致的变色和烧蚀、表面凹坑或隆起、结构裂纹、腐蚀或变形、复合材料分层或表面损伤。3)距离和角度要求维护人员眼睛到被检查物体的检查路径无中断。理想的详细检查为眼睛与检查细节距离应在20 30 cm 之间,应尽可能使用放大镜。详细检查的距离最大不应超过
9、60 cm。对于表面凹坑或隆起、表面裂纹、表面腐蚀等缺陷形式,详细检查时,检查视线与检查平面的角度不应低于 309。对于不能直接目视检查的区域,允许使用反光镜,但需满足以上距离和角度的要求。4)照明要求目视检查时,应该在正常光照条件下如日光、机库内灯光、手电筒或者落地灯等进行。光照度应不小于 500 lx,必要时应采用辅助照明手段。辅助照明应能照射到检查细节。对于表面凹坑或隆起、表面裂纹、表面腐蚀等缺陷形式,辅助照明的入射角度应在 545之间,眼睛观察角度应在入射与反射角度之间。2.2 无损检测要求1)超声和涡流检测无损检测的方式很多,一般常用的手段为超声、涡流探伤等,此类型需手持超声或涡流探
10、头,探头需能垂直于检测部位表面,探头设备一般存在光源,无需他人辅助光源实施检测,检测时最好能同时目视检测对象和无损设备屏幕10。2)X 射线、磁粉和渗透检测由于 X 射线对细胞有强烈杀伤作用,需要严格的防护措施,加之检测设备投资大,检测费用较贵,检测过程复杂,周期较长,尤其是较难检测裂纹、分层等点、面型缺陷。因此,X 射线检测不作为优先选择的方法。磁粉和渗透检测,通过黑光灯照明检测部位表面,为避免磁粉或者渗透的显影液对周边结构产生影响,一般应采用离位的检测模式。由于 X射线、磁粉和渗透的适用场景较少,本文未对此类型检测方法的可达性分析进行研究。3 结构检查任务可达性分析3.1 实体可达性通过目
11、视检查的距离要求可以得知,人眼与结构部件距离需要达到 60 cm 以内,这就需要人的躯干实体可达。通过无损检测要求,人体手臂需接近结构细节并扫略探头,这也需要人体躯干实体可达。进行实体可达性分析,设置实体可达性等级,如表 1 所示。531应用与实践总第 149 期表 1 人体实体可达性实体可达性等级判定标准A直接可达;或打开舱门、口盖等后可达B拆卸简单的航电设备、机械设备、装饰板、隔音棉;或断开 EWIS 插头,拆卸少量 EWIS 线缆;或拆卸少量液压等管路;或在油箱开口附近即可达C拆卸大量航电设备、机械设备;或拆卸大量 EWIS 线缆;或拆卸液压等管路;或拆除大部件(如厨房、盥洗室、发动机、
12、起落架等);或身体完全进入油箱内部后可达D实体不可达3.2 结构本体可达性当检查人员实体可以达到结构检查所需位置后,针对被检查结构本体需要开展可达性分析,设置结构本体可达性等级,如表 2 所示。表 2 结构本体可达性实体可达性等级判定标准A直接可达B本体上有涂胶C本体被其他可拆结构遮挡;本体被其他不可拆结构遮挡,但遮挡结构的厚度在可检范围内D本体被其他结构遮挡,且遮挡结构的厚度不在可检范围内3.3 光照情况光照对于目视检查任务相当重要,蒋韵尔11的研究中发现 100 lx 光照下发现损伤的可能性远远低于 500 lx 和 1 000 lx 的光照条件下。对于无损检测,只要有适度照明看清结构情况
13、,具体细节依靠无损设备自身光照即可完成。光照情况判定标准如表 3 所示。表 3 光照情况等级目视检查:判定标准等级无损检测:判定标准A自然照明A有一定照明B单人辅助手电照明,且辅助照明角度在要求范围内表3(续)等级目视检查:判定标准等级无损检测:判定标准C需他人辅助手电照明或辅助照明角度不在要求范围内D无照明条件D无照明条件3.4 维修资源使用情况目视检查时是允许使用放大镜、反光镜、内窥镜。无损检测的探头除标准的直探头和 90弯角探头外,还可以定制不同角度或者长度的探头,但是用反光镜对观察角度和光源角度要求很高,检查准确度有一定影响,内窥镜和定制探头增加维修工具的储藏并且对检查人员的能力要求高
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