试析天气和环境因素对飞机维修的影响及应对措施论文
试析天气和环境因素对飞机维修的影响及应对措施论文
飞机暴露在大气环境中，外部环境因素会对航空器的安全、正常运行造成不良影响。为了改善这些不良影响带来的被动局面，从制造商的维护文件体系到航空公司的可靠性、工程和维修管理体系，对飞机维护全过程都应该考虑环境因素的影响。根据航空公司的运行经验，影响飞机维护的天气和环境因素主要包括外界污染、高温、低温冰雪、雷雨、潮湿和高酸碱度空气、候鸟、大风等。
1 外界污染
1.1 发动机压气机叶片和气流通道上的沉积物
发动机压气机叶片上的污染沉积物会恶化转子叶片工作特性，增加油耗，引发EGT高温和发动机振动增大。
维修建议：
航空公司可以根据机队发动机性能梯次实施发动机水洗工作，以清除发动机压气机叶片和气流通道上的沉积物，部分恢复发动机性能、减少发动机燃油消耗、延长发动机在翼时间。
1.2 APU滑油散热器污染
APU滑油散热器污染可能导致APU滑油温度高，造成APU自动停车。
维修建议：
应采集APU滑油温度，分析评估污染情况，制定清洗计划，利用航后和定检清洗或更换APU散热器。工程部门应根据季节情况调整维修方案，缩短检查更换周期和间隔。
1.3 机身外表的污染
由于受到来自大气、地面、燃料废气等方面的污染，飞机外表面会沉积污染物，这些沉积污染物使飞机表面光洁度降低、摩擦阻力增大、飞行油耗增加。飞机外表污染严重时，飞行阻力增加1%～2%，全年油耗增加在50～90吨。
维修建议：
定期清洗飞机外表面，定期为飞机外表面抛光打蜡，使其恢复光洁度和良好的气动性能，以减小飞行阻力、降低油耗。
1.4 空调系统故障
中国北方地区每年4月下旬至5月底的沙尘、雾霾、大风、雷雨等多变恶劣天气与杨絮、柳絮结合，经常造成飞机空调系统制冷效果差、组件出口温度高、散热器堵塞和ACM叶片断裂等故障，空调系统故障几乎是目前导致航班延误的最多因素。以国航为例，2014年5月初，国航机队(集中在波音737机队)爆发因飞絮导致的空调系统故障，造成航班大面积延误，运行品质及服务质量急剧下降。从可靠性四位章节的排位分析来看，对国航波音737NG机队运营影响较大的系统为2151空调组件控制系统，从不正常千次率的变化趋势来看，每年的5月是2151章故障高发时期。
维修建议：
1)评估修订维修方案中关于散热器的更换间隔、时机、方法，可以在春夏季飞絮较多时缩短更换间隔。
2)改进热交换器清洁方式，试点将高压气体吹除改为吹、吸结合，航线水洗;热交换器清洁2次若无效果，则更换热交换器。
3)在大风、沙尘和柳絮季节，对全机队空调组件出口温度采集并排序，掌握机队空调的.整体状况，根据空调系统出口温度的排序，确定需优先更换的散热器、优先在翼清洁散热器的飞机。
4)在热交换器定期在翼清洁和离位清洁的维护基础上，实施热交换器定期换芯的计划方案。
2 高温
外界大气高温主要是对飞机的火警/高温环路探测系统以及发动机性能产生影响。
2.1 飞机火警/高温环路探测系统
A320飞机的机翼引气渗漏探测系统由于设计原因在夏季时故障率较高，容易触发虚假警告，全球空客A320机队因该故障而导致的航班延误率均较高。因此，在夏季的换季检查时，应对每架飞机的探测环路进行测量，以便提前发现性能已经衰减的探测元件，减少虚假引气渗漏故障。
具体的防范措施包括：
1)当地气温超过30℃时，尽量使用廊桥空调;若当地机场不具备廊桥空调，则尽量关闭右空调，只使用左空调。
2)当地气温超过30℃时，地面人员应及时通知机组放出缝翼;因加油时需收上缝翼的情况，在加油完成后，地面人员应及时提醒机组再次放出缝翼。
3)当地气温超过30℃出现“大翼渗漏”警告信息时，应关闭空调，断开APU引气，放出缝翼。
4)如果当地机场日照强度大，飞机流控时间长，除了对空调舱外部进行物理降温外，还可根据实际情况对大翼进行物理降温。
2.2 发动机
高温环境对发动机的影响主要表现为降低了发动机的EGT裕度。在全推力起飞状态，发动机涡轮前温度增高，使发动机热部件承受更大的热应力，进而将增大热部件的损耗，缩短部件寿命。
应对措施为：
1)减推力起飞可以有效提高EGT裕度，显著降低EGT裕度的衰退值，节约维修费用，降低空中停车率、提前换发率、班机延误率、使用性能衰退率，从而降低运营成本，提高经济效益。
2)水洗发动机是另一个恢复发动机EGT裕度的有效方法。通过对发动机进气道、风扇叶片及整个核心机气路进行水(或水溶清洗剂)冲洗，可以清除发动机压气机叶片和气流通道上的沉积物，改善转子叶片工作特性，部分恢复发动机性能，一般可获得5～15℃的EGT裕度。
3 低温、冰雪
寒冷低温天气给飞机系统附件带来较大影响，主要表现为风挡玻璃、水系统、起落架、燃油、液压等系统故障的高发。
3.1 驾驶舱风挡玻璃
受极寒天气影响，驾驶舱风挡玻璃韧性降低，如果没有经过逐步的温升预热，直接大功率进行风挡加温，极易使风挡玻璃由于受热不均匀或温差突变造成裂纹破损。
维护建议：
1)及时清除风挡玻璃上的积雪和结冰。
2)冬季航前首先使用空调加温方式预热客舱和风挡玻璃，或使用低功率加温对驾驶舱风挡玻璃进行短时的适度预热，增加其强度，为飞行中大功率加温做好准备。
3.2 燃油系统
地处北方地区的A330机队冬季经常出现大翼燃油泵指示低压的情况，原因是由于油箱放水不彻底，造成燃油泵压力传感器管路积水结冰。该型飞机燃油泵压力传感器管路较长且无回路，管路内进入水分后无法排出，气温低时积水冻结，阻塞传感管路，使压力传感器无法感知燃油泵压力，造成传感失效。
维修建议：
1)在南方或气温较高的外站建立放沉淀能力，如在执飞的南半球国家的机场或国内广东、福建、广西等地机场执行定期放燃油沉淀工作，确保油箱内的水彻底放出。
2)飞机制造厂家对燃油泵传感器管路进行改装，以彻底解决此问题。
3.3 氧气系统
气温每变化1℃，氧气压力大约变化 5psi。冬季飞机在航后维护时，由于当时机舱内温度较高，氧气压力处于标准范围内，但随着停场后机舱内温度的降低，次日航前有时出现氧气压力低于标准要求而不得不充氧的情况，甚至可能导致航班延误。
维修建议：在航后维护工作中应考虑低温因素，适当提高充氧标准。
3.4 电子、电气系统
飞机电子、电气设备对环境比较敏感，计算机、控制组件等电子设备对环境要求很高，过高和过低的温度、湿度都会对其性能造成影响。冬季气温低，电瓶中的化学物质反应变慢，常表现为放电电流低、充电时间长。
维修建议：
航前适当提前给飞机通电，以保证飞机各系统的工作正常。为保护电瓶，在外界温度很低而需要启动APU时，应尽量先使用地面电源和地面空调“暖机”后再启动APU。另外，在外界气温很低而飞机停场时间又较长时，应将电瓶拆下。
3.5 水系统
冬季飞机航后停场过夜，在外界温度很低的情况下极易造成水系统管路结冰。从以往的维护经验来看，寒冷气候对38章水/污水系统的影响较大，该系统全年不正常事件中有50%～70%发生在寒冷季节，12月为最多的月份。
防范措施：
飞机落地后应立即对水系统进行增压放水，以彻底排除水箱和管路中的存水，同时排空所有厨房烧水器和卫生间管路内的余水;根据飞机结构特点，加改装保温层预防供水管结冰;航前第一时间通过机载或地面空调为飞机系统加温，防止水系统管路、活门结冰堵塞。
3.6 发动机/APU
1)受冬季低温天气影响，发动机风扇、进气道和发动机启动活门常常结冰，APU进排气门发生冻结现象，可能引发管路渗漏故障。
防范措施：
发动机启动前，对发动机进气道和风扇进行详细的目视检查。必要时对进气道采用加温机加热的方法，改善发动机启动工作性能。为避免发生发动机启动活门不能正常打开的情况，航前发动机启动之前，采用人工扳动启动活门超控手柄的方法检查活门的工作状态。特别检查发动机、APU的各液压、燃油、滑油管路接头及余油排放口，确保所有部附件安装状态良好无渗漏。
2)当代航空发动机的滑油系统均为干油槽设计，发动机停止运转后，滑油将回油到油箱，各转动磨擦面上失去油膜保护。低温状态下滑油黏度大大增加，附着力和流动性变差，此时如果高速运转则加剧轴承等转动部件的磨损，降低机件乃至发动机的整体工作寿命。
防范措施：
对处于寒冷地区的飞机来说，航前应视情对发动机进行地面慢车暖车，使发动机进行低转速提前预热，既可以减少起飞前机组的高慢车预热等待时间，提高航班运行效率，又可以确保发动机的润滑质量，防止发动机机件磨损，同时还可以使涡轮叶片充分膨胀，从而确保起飞状态下涡轮的间隙较小，涡轮工作效率提高，改善发动机运行状态，提高发动机的可靠性，提升工作性能。
3 ) 寒冷天气应按照A M M 手册1 2 - 3 1 ( 空客飞机) 或1 2 - 3 3 ( 波音飞机) 的“ C O L D WE AT H E RMAINTENANCE”要求，对各系统实施维护，并将这项工作列为航空公司飞机换季工作的重点加以关注。