劉 永

（上海飛機設計研究院產品支援部，上海 200232）

1 概述

1.1 研究背景

現(xiàn)代民用飛機的簽派可靠度是各運營商最關心的運營指標之一。為了確保研發(fā)的飛機能始終保持較高的簽派可靠度，增強飛機的國際競爭力，如何縮短飛機的維修時間，提高維修工作效率，是飛機制造商面臨的重要技術難題。當飛機發(fā)生故障需要維修時，為了使飛機盡早簽派，除了要求維修人員具有豐富的技術經(jīng)驗外，具有完善的維修體系和準確實用的維修類手冊也是必不可少的。故障隔離手冊都是幫助維修人員迅速排除故障的主要維修類手冊之一。

1.2 故障隔離手冊（FIM）簡介

FIM 中的“故障”是指一個潛在的故障征兆、損傷，或飛機系統(tǒng)或非結構部件的不正常狀態(tài)，但不包含多重故障和缺乏跡象的故障。航空器可能發(fā)生的故障應當源于型號審定過程中的系統(tǒng)安全分析（SSA），是航空器監(jiān)控系統(tǒng)所能檢測到的故障，同時包括機組和維修人員發(fā)現(xiàn)的故障；一般應該涵蓋型號審定過程中系統(tǒng)安全分析得出的發(fā)生可能性大于10-5 的故障情況。

“故障隔離”是指在飛機系統(tǒng)中識別故障單元的系統(tǒng)程序，和確定將系統(tǒng)恢復到其正常狀態(tài)的必須的操作程序。這些程序在故障隔離手冊中具體體現(xiàn)在各個系統(tǒng)的故障隔離任務中。

FIM 主要供地面維修人員使用，給出了識別和分析飛機故障必要的技術數(shù)據(jù)和相關資料，并提供了相應的故障隔離程序，幫助維修人員準確、迅速地排除故障，以減少飛機停場時間和降低維修成本。當發(fā)現(xiàn)某一故障現(xiàn)象時，維修人員可以按照FIM 的使用說明，通過正文前索引查詢到并執(zhí)行相應的故障隔離任務。與FIM 相配套的是故障報告手冊（FRM），該手冊是FIM 中所包含的各類故障的索引，主要是供飛行機組人員識別故障時使用。

圖1

2 FIM 編制方法研究

遵循ATA2200 航空維修資料標準（以下簡稱ATA2200）的相關要求，本章詳細介紹了某型飛機FIM 的具體編制要求和方法。

2.1 編制思路

FIM 基本的編制思路如圖1 所示。

2.2 故障代碼的定義

ATA2200 中將FIM 的故障分為以下四類：EICAS 告警信息，EICAS 狀態(tài)信息，觀察到的故障和客艙故障。每一故障都指定了由8 個字母數(shù)字組成的唯一的故障代碼，其中包含了與故障有關的重要信息。故障代碼按故障類型分為客艙故障代碼和系統(tǒng)故障代碼，各分成幾段標識，如圖2。

FIM 中這兩類故障代碼的定義嚴格遵循了ATA2200。其中，客艙故障代碼中的“部件標識”和系統(tǒng)故障代碼中的“故障標識”規(guī)定是由飛機制造商來定義。

2.2.1 部件標識（兩位數(shù)字）

按照客艙故障所屬的ATA 編號系統(tǒng)和各系統(tǒng)中客艙部件的數(shù)量，將部件標識劃分為不等的幾段。部件標識分配示例如表1。

表1

這樣，客艙故障代碼前三位唯一指定到有故障的客艙部件：第一位系統(tǒng)標識確定部件所屬的九個系統(tǒng)（FIM 中將客艙故障按照系統(tǒng)劃分了9 部分，以字母區(qū)分）；第二、三位部件標識區(qū)分部件所屬的ATA 編號系統(tǒng)；同系統(tǒng)同區(qū)間內的不同數(shù)字代表不同的部件。客艙故障代碼前三位舉例如表2。

另外，為其它系統(tǒng)特別預留了兩段標識（01-09、91-99）；還預留了“X0”用于在某段標識不夠時加入。

2.2.2 故障標識（三位數(shù)字）

故障標識的定義方法具體如下：

（1）“ATA 章-節(jié)”相同時，按照故障的基本類型（EICAS 信息和觀察到的故障），將故障標識劃分為兩部分，其中，“101-391”段為EICAS 信息；“401-991”段為觀察到的故障。

（2）故障標識的“前兩位”表示同一ATA 章-節(jié)下不同故障的類型。如：“101”、“102”和“103”都表示同一類型的故障。為了故障立項能隨時增補，定義時可以適當在標識間留出幾位。

圖2

表2

表3

表4

（3）故障標識的“最后一位”通常為“1”。一般情況下，當系統(tǒng)故障代碼的ATA 章-節(jié)和位置標識相同時，不同部件有同類型的故障或同類型的故障有不同的表現(xiàn)，這些部件以“最后一位”的變化（“1、2、3……”）來區(qū)分。

2.2.3 故障代碼的定義要求

參照國際上現(xiàn)有機型，如波音777飛機的經(jīng)驗，各類故障的故障代碼，特別是規(guī)定由制造商定義的標識，應該在飛機研發(fā)階段，由各系統(tǒng)的供應商、飛機制造商或雙方合作來確定。故障代碼的定義標準是：每條故障代碼的字母或數(shù)字都應該有明確的意義，能區(qū)分不同類型的故障；且每條故障代碼能唯一指定一個故障。這樣做的優(yōu)點是：在飛機的研發(fā)階段，方便設計人員對故障進行分類和匯總，也方便FRM 和FIM 的編制；在飛機運營階段，方便FIM 使用人員報告故障或查詢故障及其故障隔離任務。

2.3 故障立項的確定

FIM 中的故障立項，包括故障原因的分析主要來源于型號研制階段的FHA、SSA、FMEA、FTA 等安全性分析資料。在故障代碼的定義方法明確之后，需要整理并匯總四類故障的立項。

2.3.1 EICAS 信息

FIM 中的EICAS 信息（包括告警信息和狀態(tài)信息）是指在EICAS顯示器（ED）上的機組告警信息，用來告知駕駛員飛機的故障和狀態(tài)。EICAS 信息按等級分為：警告（A 級）、警戒（B 級）、提示（C 級）、狀態(tài)（S 級）。

表5

在整理全部EICAS 信息的文本、等級和故障描述（顯示EICAS 信息的條件）之后，需要參考本文2.2 節(jié)確定EICAS信息的故障代碼。

2.3.2 觀察到的故障

觀察到的故障是指在EICAS 顯示器上沒有顯示，但飛行機組和地勤人員能夠察覺的那些故障（除客艙故障外）。觀察到的故障描述以文本的形式確定，可以用簡短語句的形式描述，也可以用關鍵字分段的形式分段描述，對比如表3。

可以看出，以關鍵字分段的形式確定觀察到的故障描述能使描述更為清晰，并且FIM 使用人員在發(fā)現(xiàn)故障后，可以通過各種關鍵字搜索迅速查詢到故障及其隔離程序。

故障描述基本上是按照“受影響的系統(tǒng)或有故障或有指示部件的名稱”、“故障現(xiàn)象或指示的信息”和“系統(tǒng)或部件所在的相對位置”三段關鍵字的形式確定，每段由一兩個關鍵字或短句組成。根據(jù)具體的故障，關鍵字段也可以取舍。觀察到的故障其故障代碼的確定方法可參考本文2.2 節(jié)。

2.3.3 客艙故障

客艙故障是指由客艙乘務人員觀察到的客艙設備和系統(tǒng)的故障。客艙故障描述的格式與觀察到的故障類似，是以兩段關鍵字的形式確定，分別為“受影響系統(tǒng)或有故障部件的名稱”和“客艙故障標識對應的描述”，中間以“：”隔開。其中，“客艙故障標識對應的描述”在ATA2200 中有明確定義?？团摴收洗a的確定方法可參考本文2.2 節(jié)。

有一類比較特殊的客艙故障，這類故障具有各機型通用性，飛機運營商可用航線上通用的方法來隔離。所以，通常FIM 中只列出了該類故障，并不指定具體任務，只在相關索引“任務參考”一欄以“航空公司方法”文字來說明。

2.3.4 中央維護系統(tǒng)（CMS）信息

飛機在飛行過程中，當CMS 接收的故障信號符合定義的邏輯關系時，會貯存相關的故障信息；飛機在地面維修時，可以在駕駛艙顯示器上查看到這些信息。

2.3.4.1 CMS 信息的確定方法

CMS 信息包括現(xiàn)行的LRU 故障信息和服務信息、故障史和服務史、發(fā)動機和系統(tǒng)過限信息、發(fā)動機趨勢數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)和壽命周期數(shù)據(jù)等。在FIM 中CMS 信息主要是指LRU 故障信息部分。為了保證CMS 信息的完整性，LRU 故障信息的格式可統(tǒng)一為“LRU：Fault Message”的形式。CMS 信息在FIM 中作為詳細的故障信息單獨列出，每條信息都指定唯一的故障隔離任務。

2.3.4.2 CMS 信息的故障代碼

ATA2200 中建議在FIM 中為每條CMS 信息指定唯一的故障代碼。CMS 信息的故障代碼也是8 位，格式定義為“XX-XXXXX”，其中前兩位代表CMS信息所屬的ATA 編號系統(tǒng)，后五位由飛機制造商確定，可以確定明確的意義來表示某一個故障。

2.3.4.3 CMS 信息與其他故障的關聯(lián)

由故障邏輯關系可知，大多數(shù)EICAS 信息和“非信息駕駛艙效應（FDEs）”（屬于觀察到的故障）都關聯(lián)著CMS 信息。EICAS 信息和非信息FDEs 是駕駛艙面板或顯示器上指示的飛機系統(tǒng)、分系統(tǒng)或重要部件的故障和不正常狀態(tài)。如果故障邏輯中有符合某一CMS 信息的邏輯，那么該CMS 信息就關聯(lián)著這個故障。在FIM 中，這兩類故障通常是通過執(zhí)行關聯(lián)的CMS 信息故障隔離任務來排故；當故障原因的邏輯中有不符合CMS 信息的邏輯時，才會在FIM中單獨編寫故障隔離任務。

2.4 FIM 正文前資料

FIM 正文前資料除其他相關說明外，主要包括按照一定順序把故障立項和相關信息列出的清單和索引，分為手冊正文前資料和章正文前資料。手冊正文前資料包括所有類型故障（包括CMS信息）的清單和索引，且除EICAS 信息外，各類故障都指定了正文的故障隔離任務號。章正文前資料包括故障代碼索引和CMS 信息清單。故障代碼索引列出了FIM 中所有的故障立項及其故障描述，并最終指定到故障隔離任務號；還明確了EICAS 信息和非信息FDEs 與CMS 信息的關聯(lián)。該索引示例如表4。

在FIM 中加入故障清單和索引，不僅能方便FIM 使用人員快速查詢故障及隔離任務的內容，而且為以后FIM 形成數(shù)字化手冊，或飛機形成數(shù)字化維修，奠定了一定的技術和數(shù)據(jù)基礎。

2.5 故障隔離任務

故障隔離任務需要確定統(tǒng)一且規(guī)范的格式和層次，可以幫助維修人員方便快速地理解故障隔離程序的內容，提高維修工作效率。下面簡單介紹故障隔離任務的幾個重要部分。

2.5.1 初步評估

初步評估提供了在執(zhí)行故障隔離程序前應進行的準備工作，它指明哪些系統(tǒng)應通電或斷電，哪些斷路器應閉合或斷開，確保系統(tǒng)在排故前處于所需的模式。必要時，初步評估中還要判斷故障是否屬于間歇性故障，引導維修人員進入故障隔離程序。該部分內容只是在必要時才加入。

2.5.2 故障可能的原因

在進行故障分析時，應判斷哪些是需要更換或檢查的項目，并將其作為故障可能的原因在故障隔離任務中依次列出來。在FIM 最初編制階段，故障可能的原因是按照排故從易到難的順序或故障發(fā)生可能性從大到小的順序排列。

2.5.3 故障隔離程序

故障隔離程序是故障隔離任務中最重要的部分，程序中采用邏輯決斷的方法，針對故障所有可能的原因，采取了最直接、最簡便的分析檢查方法和糾正措施。在FIM 最初編制階段，通常這些檢查方法和糾正措施是按照故障可能的原因順序排列。在保證正確性的前提下，故障隔離程序基本編制要求總結如表5。

2.6 FIM 與AMM 和WDM 的關系

FIM 是直接針對飛機的各類故障或不正?，F(xiàn)象的維修類技術手冊。FIM 的故障隔離任務中只確定了故障可能的原因、隔離故障的基本程序和判斷故障是否被糾正的程序。如果可能，F(xiàn)IM 的任務中對故障最終的糾正措施應該參考飛機維修手冊（AMM）的任務，如拆卸、安裝某一部件，檢查某一系統(tǒng)的功能等。另外，對飛機線路的檢查、維修和更換，通常參考飛機線路手冊（AWM）的線路圖。

[1]AC-91-11 航空器的持續(xù)適航文件要求[Z]，2008（11）.

[2]ATA2200 航空維修資料標準[Z]，2000（1）.