民机持续适航阶段机队风险评估方法研究

民用飞机在持续适航阶段,需要开展风险评估工作,保证其适航安全水平能够维持在可接受范围之内。本文建立了民用飞机持续适航阶段机队的风险评估方法,给出了机队暴露时间、机队故障数、故障严重度和机队风险值的计算方法,建立了民机机队风险评估步骤,针对机队燃油系统故障进行风险评估,计算该事件的风险水平,并对3种风险控制方案进行了评估,给出了适当的降低风险水平的控制措施。     

PW1100G发动机LPT3叶片断裂风险评估与强制纠正措施决策分析

针对2019年A320飞机运行中因其配装的PW1100G发动机LPT3叶片断裂频发空中停车等问题,首次采用定量风险评估、 根原因分析和强制纠正措施决策的组合技术制定单边适航指令,精准解决中国机队安全监控技术难题。采用区间和比例的风险评估 方法对机队风险指标和符合性时间期限分析计算;分析LPT3叶片失效机理,梳理LPT3叶片断裂根原因;提出可选纠正措施,对不同机 队的风险水平决策。结果表明：南航机队风险高达1.64×10-8,远超过可接受的安全风险水平;起飞阶段未减推力引发机匣共振并变形, 叶片材料抗撞击能力不足,导致LPT3叶片断裂;开展减推力爬升改装,并对中国机队不同风险实施不同的飞机对偶运行时间期限。为 国内外机队安全监控提供了可借鉴的安全风险评估和管理方法。     

民机持续适航阶段事件风险评估方法研究

民用飞机在持续适航阶段,需要开展风险评估工作,保证其适航安全水平能够维持在可接受范围之内。建立了民用运输类飞机持续适航阶段的风险评估方法,给出了事件风险类型的分类、事件后果严重度等级的划分、事件概率水平的确定方法,通过风险矩阵和冈斯顿方法分别确定事件风险水平和高风险事件纠正措施的实施时间。     

基于蒙特卡罗方法的民用飞机故障风险评估方法

为提高航空安全,降低民用飞机运行过程中的故障风险水平,分别建立了单机风险和机队风险计算方法,指出单机风险计算的关键是确定部件故障分布及故障率,威布尔分布很好地描述了部件故障分布情况。针对部件故障机理,给出了部件故障的未检出概率、部件故障后果的条件概率及相应严重性后果,判定风险水平能否接受;机队故障风险在已知单机风险的基础上,取决于机队规模和当前飞行循环水平。基于机队运行数据预测故障飞机数量,获得不同参数分布、故障飞机数量和退役寿命下的机队风险水平。以某型发动机涡轮盘榫齿裂纹为例,通过蒙特卡罗方法,模拟单机及机队部件产生故障的时间,分析部件故障引起的单机风险水平和机队风险水平,基于运行数据给出民用飞机单机和机队在持续适航阶段的风险水平。     

民用飞机运行风险评估方法

对民用飞机进行风险评估是十分必要的,为了降低民用飞机的运行风险,通过分析民用飞机运行风险研究现状,对于单机,给出故障模式影响分析方法(FMEA)和故障树分析方法(FTA)相结合的单机风险评估方法;对于机队,首先,通过维修计划,利用民用飞机历史运行数据估算风险暴露次数;然后,在浴盆曲线的偶然失效期和耗损失效期分别建立风险计算模型和未纠正机队风险分析方法,并通过实际算例,获得机队风险变化趋势及面临的风险值.对上述方法进行分析归纳,给出了三种降低运行风险的改进方向,有效降低了民用飞机的运行风险.     

民机持续适航事件风险评估流程研究

在民用飞机持续适航阶段,由于存在设计缺陷和制造缺陷,操作条件或环境条件超出设定的标准,可能出现影响航空器安全运行的事件。给出了民用飞机持续适航事件定义及来源,根据风险管理理论建立了民机持续适航阶段事件风险评估的流程。引入事件严重度指数和发生概率指数概念,给出计算方法,在此基础上得到事件风险水平。当事件风险处于不可接受或不可容忍范围内时,借助概率统计和安全性分析方法详细评估事件导致因素的严重性和发生的可能性,判断事件对单架飞机和整个机队的影响程度。     

波音737NG飞机水平安定面疲劳裂纹处理方法分析

根据波音737NG飞机的维护数据,该文分析波音737NG飞机水平安定面主要结构的受力特性;同时,定性分析了水平安定面肋下缘条及连接的蒙皮等部位的典型疲劳裂纹。分析波音公司针对该问题对现有机队的预防性改进措施,借鉴大修厂的实际维护经验以及一系列数据和现场照片,最终给出针对该疲劳裂纹的建议措施,以供民机设计制造单位及波音737NG营运人参考借鉴。     

民用航空器不安全状态纠正措施时间限制的确定

民用航空器虽经过型号审定取得相应证书，但可能因某些因素导致其在使用过程中，会遇到各种故障或失效情况。因此，航空运营人应当向局方和生产商报告各种故障和失效情况。局方和生产商对收集到的各种失效状况进行分析，来判断该飞机或该型机队是否存在不安全状况。如存在，则必须采取纠正措施，在规定的时间限制内，完成相应的纠正措施，使该飞机或该型机队恢复到应有的适航安全水平。     

基于客户服务的机队运行监控系统开发

民用飞机的机队运行监控的目的是对机队的使用情况、可靠性状况等进行连续的监督与控制,以保证飞机安全的条件下,提高民用飞机的使用率和机队的使用可靠性水平。针对基于客户服务的新型民机运行监控系统的业务需求,设计了系统的功能结构和监控流程,分析了系统应采集的参数种类,阐述了系统采集参数的方法,并重点研究了运行监控系统的警告管理...     

航空发动机起动机送修决策方法

针对飞机维修手册中对空气涡轮起动机送修决策描述的不足,提出一种起动机送修及维护的定量决策方法。该方法依 据某型发动机起动机的可靠性数据建立有效的可靠性统计模型,并以此为基础引入可靠度1阶导数概念制定符合本机队的空气 涡轮起动机软时限;在进一步分析空气涡轮起动机维护成本的构成后,针对其中轴承失效所带来的高昂换修成本问题给出解决方 案;从部件换修成本和延误成本角度出发建立期望损失模型,以经济最优为目标给出定量的起动机维护检查间隔;以某航空公司 机队的起动机使用数据为例,计算起动机送修软时限和滑油检查间隔分别为26960和1915飞行小时。结果表明：该方法依据部件 可靠性和维护成本数据能够制定适用于本机队的起动机软时限和维护检查间隔,具有一定的工程意义和使用价值。     

基于概率极限状态的RAIM风险评估

为了提供准确可靠的完好性服务,提出了基于概率极限状态的RAIM完好性风险评估。考虑所需导航性能参数和噪声的因素,建立了安全系数与可靠系数相结合的完好性风险评估指标体系,确立风险评价准则。非精密进近的算例分析表明,系统评估方法是可行的且有效的。     

基于组合赋权的空管系统安全风险物元评价

空管系统的安全风险状况对航空运输安全运营有直接的影响。综合考虑空管系统安全运行管理的特点,构建空管系统安全风险的评价指标体系;应用欧几里得距离函数对空管系统安全风险评价指标进行组合赋权,确定空管系统安全风险评价指标的组合权重;引入物元分析方法建立空管系统安全风险评价物元模型,并进行实例验证。结果表明:物元分析方法能够评估空管系统整体的安全风险状况,得到了各个评价指标的安全风险状况,有助于采取针对性的有效措施提高空管部门的安全风险管理水平。     

A cost driven predictive maintenance policy for structural airframe maintenance

Airframe maintenance is traditionally performed at scheduled maintenance stops.The decision to repair a fuselage panel is based on a fixed crack size threshold,which allows to ensure the aircraft safety until the next scheduled maintenance stop.With progress in sensor technology and data processing techniques,structural health monitoring (SHM) systems are increasingly being considered in the aviation industry.SHM systems track the aircraft health state continuously,lead ing to the possibility of planning maintenance based on an actual state of aircraft rather than on a fixed schedule.This paper builds upon a model-based prognostics framework that the authors developed in their previous work,which couples the Extended Kalman filter (EKF) with a first order perturbation (FOP) method.By using the information given by this prognostics method,a novel cost driven predictive maintenance (CDPM) policy is proposed,which ensures the aircraft safety while minimizing the maintenance cost.The proposed policy is formally derived based on the trade-off between probabilities of occurrence of scheduled and unscheduled maintenance.A numerical case study simulating the maintenance process of an entire fleet of aircrafts is imple mented.Under the condition of assuring the same safety level,the CDPM is compared in terms of cost with two other maintenance policies:scheduled maintenance and threshold based SHM maintenance.The comparison results show CDPM could lead to significant cost savings.     

基于Ⅲ类模糊数量化法的航空公司安全评估

为了客观和科学地评价航空公司安全状况，建立了涉及航空公司运行、维护、管理和机队表现的安全指标，通过使用基于模糊数量化Ⅲ类方法对这些指标进行处理，将模糊定性指标转化为定量指标，使航空公司在安全状况和风险方面显示出相对于其他公司的总体安全水平。以4家航空公司为例，进行了分析计算，并在二维坐标轴上将评估结果绘制成散点图，以获得每家航空公司的安全情况，并帮助航空公司确定自身在管理方面存在的不安全因素及找出改进方法。     

航空公司机队设备可靠性非线性动态评估模型

 机队设备可靠性是实现航空公司"安全、正点和经济"目标的核心内容,对其进行评估是实现机队设备系统综合技术保障的重要手段。根据航空公司机队设备可靠性统计、数据采集和监控方式的关键技术与重要环节,应用物理-事理-人理 (WSR)思想和Delphi法,建立了机械原因使用困难报告(SDR)和非计划停场率等航空公司机队设备可靠性的5大指标体系。基于灰色聚类方法和反步(BP)神经网络的优缺点,结合机队设备可靠性的随机性和波动性,设计了航空公司机队设备可靠性非线性动力学评估模型。航空公司机队设备可靠性评估实例的分析表明:该可靠性非线性动态评估模型是可行的,能够实现动态和静态的评估。     

基于贝叶斯网络的航空公司飞行安全系统评价

开展航空公司的飞行安全系统评价是提高飞行安全运行水平的重要措施。在对国内外相关研究成果进行分析和比较的基础上,结合飞行安全评价中的不确定性特点,利用飞行安全评价指标体系,建立了基于贝叶斯网络的飞行安全系统评价模型。该模型能够有效地处理专家意见一致或不一致的情形,并对系统进行预测及诊断分析。通过对某航空公司飞行安全运行状况的实例评价,结果表明此方法是合理有效的。     

Theory of Economic Life Prediction and Reliability Assessment of Aircraft Structures

The theory of economic life prediction and reliability assessment of aircraft structures has a significant effect on safety of air-craft structures.It is based on the two-stage theory of fatigue process and can guarantee the safety and reliability of structures.According to the fatigue damage process,the fatigue scatter factors of crack initiation stage and crack propagation stage are given respectively.At the same time,mathematical models of fatigue life prediction are presented by utilizing the fatigue scatter factors and full scale test results of aircraft structures.Furthermore,the economic life model is put forward.The model is of sig-nificant scientific value for products to provide longer economic life,higher reliability and lower cost.The theory of economic life prediction and reliability assessment of aircraft structures has been successfully applied to determining and extending the structural life for thousands of airplanes.     

冲偏出跑道事件风险影响指标分析

目前对冲偏出跑道风险的研究多基于事故统计数据,较少从飞行数据及飞行操作特征的角度进行分析。基于飞行数据,对冲偏出跑道事件开展风险分析。将飞行数据分为飞行状态、操作指令、信息3 类,以此研究飞机在起飞滑跑、着陆、着陆滑跑3 个阶段的状况及风险影响指标;通过数据所反映的操作特征,结合标准操作程序,推导出飞机偏离正常数据、与标准操作不相符的操作,得到影响正常飞行的风险因素;基于行为安全2-4 模型,建立冲偏出跑道风险评价指标体系,对实际案例的事故致因机理进行研究,着重分析操作特征及人为因素,并提出冲偏出跑道风险防控措施。结果表明：通过对飞行操作特征及飞行参数的分析,从操作类、数据类以及环境类3 个维度建立风险影响指标体系,可以降低指标因素对冲偏出跑道事件的影响;从人、机、环、管方面提出改进措施,可有效降低冲偏出跑道事件发生的概率。