朱曉煒 趙紅華 茍俊哲

摘要：波音737NG機隊后緣襟翼不對稱故障時有發(fā)生，易造成不安全事件，一定程度上影響了飛機運行安全和服務質(zhì)量。通過解析后緣不對稱的工作原理，結(jié)合譯碼數(shù)據(jù)分析，開發(fā)了737NG后緣襟翼監(jiān)控項目，并通過案例不斷對監(jiān)控方案進行完善，最終可以達到基本預判故障的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：波音737NG;后緣襟翼不對稱;性能監(jiān)控

1 開發(fā)背景

2017年4月B-7592飛機執(zhí)行MU5814虹橋飛昆明航班，機組下降時反映后緣襟翼不對稱，決定無襟翼著陸，云南分公司AOC啟動三級應急預案，飛機在盤旋拋油后安全落地昆明機場并自滑至停機位。之后兩月，東航737NG機隊陸續(xù)發(fā)生幾起類似故障。為減少不安全因素、降低不正常事件，針對后緣不對稱故障的特點，決定開發(fā)737NG后緣襟翼監(jiān)控項目。

波音737NG飛機的襟翼不對稱即左側(cè)與右側(cè)后緣襟翼不對稱。襟翼位置分別由左右襟翼位置傳感器提供，襟縫翼電子控制組件（FSEU）接收左右襟翼位置傳感器的輸入信號，當探測到兩側(cè)傳感器角度大于9?，0.5秒后觸發(fā)襟翼旁通活門工作，當持續(xù)時間大于3秒后襟翼旁通活門鎖定，一旦旁通活門鎖定，襟翼便無法在空中繼續(xù)操縱，只能在地面復位。

波音公司在2017年10月頒布了737NG-FTD-27-17002，對襟翼不對稱故障進行了解析，指出襟翼指示器和襟翼位置傳感器是導致此故障的主要原因，并對導致指示器失效的原因進行了具體說明。此FTD是制定監(jiān)控和排故方案的重要理論依據(jù)。

2 監(jiān)控方案的初擬定

在B-7592飛機發(fā)生故障之后，通過Airfase譯碼軟件對該航班的后緣襟翼位置數(shù)據(jù)進行了分析，發(fā)現(xiàn)譯碼得出的現(xiàn)象與故障邏輯一致，即大于9?后3秒旁通活門工作，將襟翼鎖定，如圖1所示。

為了判斷故障出現(xiàn)前是否有征兆，于是對該飛機之前幾天的數(shù)據(jù)進行了譯碼分析。圖2為該飛機4月1日的譯碼數(shù)據(jù)，從中可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)了左右傳感器差值大于9?的情況，但由于時間未達到3秒，旁通活門未鎖定。同樣，該飛機4月3日的譯碼數(shù)據(jù)中左右傳感器差值也達到了7.73?。而其他正常飛機的左右角度差值一般都較小，多在2?以內(nèi)。

基于以上分析，設(shè)定了“飛機在空中，襟翼位置大于4?，持續(xù)時間3秒，預報第一個超標值”的報警邏輯，當觸發(fā)此邏輯后，Airfase將以郵件的形式第一時間通知機務人員，使機務人員能夠?qū)崟r掌握機隊后緣襟翼的技術(shù)狀況。此報文于當年5月進入測試階段。

3 監(jiān)控方案的改進

監(jiān)控方法是隨著對故障案例的不斷積累和深入分析而改進的。

B-1535飛機從5月13日起陸續(xù)開始有Airfase報警郵件，于7月31日反映襟翼卡阻故障。為此，分別對該飛機每個航班的報警峰值和報警次數(shù)做出曲線圖進行比較。

圖3為報警峰值和航段的比較圖，左側(cè)為故障段，往右為故障之前的日期。從中可以發(fā)現(xiàn)：

1） 除去故障日最大的11.95?外，峰值出現(xiàn)在故障之前的第37次報警，達到5.98?。

2） 先后共有7次大于5?的報警出現(xiàn)，且分散不連續(xù)。

3） 報警值的主要集中區(qū)間為4.22?

～4.92?（此時報警門限值設(shè)為4?）。

圖4為報警次數(shù)的比較圖，左側(cè)為故障段，往右為故障之前的日期。從中可以發(fā)現(xiàn)：

1） 故障前的23天每日報警次數(shù)未超過1次。

2） 故障前的14～22天報警次數(shù)有小幅階躍，最多每日2次。

3） 故障前的14天報警次數(shù)有大幅階躍，結(jié)合每天的飛行航班數(shù)，該飛機在故障前4～10天內(nèi)幾乎每個航班均觸發(fā)報警。

之后，進一步分析B-1535的譯碼數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)襟翼無論是收還是放的過程中，左側(cè)襟翼一直相對右側(cè)襟翼較慢，剛作動時左右差值會變大，最終差值逐步減小。排除機械原因，這一現(xiàn)象說明左側(cè)襟翼位置傳感器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)變壓器可能存在故障，導致傳感器反映較慢，使襟翼運動差值變大。這一情況與FSEU自檢的故障代碼（27-52259）一致，指向左側(cè)襟翼位置傳感器。

通過對B-1535飛機故障的分析，做出如下總結(jié)：

1） 差值大小與故障是否發(fā)生無直接聯(lián)系，但差值大于5?時需引起警惕，后續(xù)應對此飛機進行重點監(jiān)控。

2） 根據(jù)報警反映的頻率可以大致判斷故障的嚴重程度，由此視情提前安排排故工作。

3） 可以通過譯碼數(shù)據(jù)判斷左右襟翼是哪一側(cè)出現(xiàn)了故障，一般情況下收放滯后的那一側(cè)的故障率較高。

8月26日B-7376飛機反映襟翼卡阻故障。通過一系列研究，又發(fā)現(xiàn)了報文存在的缺陷，經(jīng)過分析論證后重新設(shè)置了門限邏輯，并加入其他參數(shù)，使報文得以完善。

首先，在故障前一段時間就收到了該飛機差值為5.63?的報文，進一步譯碼后發(fā)現(xiàn)，此航段已經(jīng)出現(xiàn)過襟翼角度差大于9?的情況，但卻未接通旁通活門。由于之前的報文取至報告的第一個數(shù)據(jù)，即5.63?，故從報文里無法體現(xiàn)出超限的9.49?，如圖5所示。

設(shè)想若能在第一時間得到故障前一段的報警以及故障段的最大差值，那么可以立即安排該機進行檢查，就能夠避免不安全事件的發(fā)生。因此，對譯碼報告進行了修改，在報文中加入了“MAX Delta FLAP”項，以達到更直觀的監(jiān)控效果，減少譯碼的工作量。修改后的報文如圖6所示。

由于B-7376飛機之前沒有超差報文，所以為了進一步驗證此機是否存在故障隱患，將之前設(shè)定的報警門限從4?改為3.5?，監(jiān)控階段從空中改為了全程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了另一個異常：在故障發(fā)生前一天的航班中有過差值7.38?的情況。進一步譯碼發(fā)現(xiàn)此情況發(fā)生在地面“階段0”，顯然按照以前的監(jiān)控條件是無法預判到這個故障的。

基于以上兩種情況，重新設(shè)定了Airfase的報警條件：全程角度差值大于3.5?且持續(xù)3秒，報文內(nèi)容除了包含之前的超差值外還有超差的最大值。

4 監(jiān)控報文的應用

需要說明的是，東航波音737NG機隊目前有三種QAR的數(shù)據(jù)類型，即737-3B、737-3C和737-7。737-7數(shù)據(jù)庫覆蓋東航超過一半的飛機數(shù)量，約170架，每秒采集512字節(jié)。但737-3B和737-3C的數(shù)據(jù)庫容量較小，每秒僅采集256字節(jié)。由于數(shù)據(jù)采集規(guī)則的不同，737-7每秒同時記錄左右襟翼角度值，737-3B和737-3C無法記錄左右襟翼同一秒的角度值，而是一秒隔一秒地穿插記錄左右襟翼角度值。由于采集精度問題，東航MCC目前只完成了737-7數(shù)據(jù)庫飛機襟翼角度差值的監(jiān)控工作。

截至2017年10月底，通過后緣襟翼監(jiān)控發(fā)現(xiàn)的故障飛機約為18架。MCC要求對角度差值大于5?的飛機進行排故，目前已排除了9架飛機的隱患，如表1所示。

結(jié)合反映故障的飛機和監(jiān)控發(fā)現(xiàn)故障的飛機來看，737NG襟翼不對稱故障的原因主要集中在襟翼位置傳感器和襟翼指示器上，若報文中MAX Delta FLAP是趨勢化增加的，則襟翼指示器故障的概率較大;若MAX Delta FLAP是不規(guī)則突變的，則襟翼位置傳感器的故障概率更大。

自2017年9月該監(jiān)控項目正式投入使用至2018年10月底，東航737NG機隊因襟翼不對稱導致的航班不正常次數(shù)總計5起，數(shù)據(jù)庫為737-3B和737-3C的飛機3起;737-7的飛機2起，其中1起在故障之前沒有收到報警郵件，另一起屬于傳感器突發(fā)故障導致的不正常事件。從故障數(shù)量所占機隊規(guī)模比例以及相較以往故障數(shù)量來看，都有明顯改善。

如何針對-3B和-3C數(shù)據(jù)庫構(gòu)型的飛機做好此項監(jiān)控，是后續(xù)需要探索研究的方向，相信在大數(shù)據(jù)的支持下，在不久的將來也能提早發(fā)現(xiàn)并進行預防性排故。

5 總結(jié)

波音737NG飛機后緣襟翼不對稱監(jiān)控是東航MCC繼737NG空調(diào)報文監(jiān)控后的又一個通過大數(shù)據(jù)分析、規(guī)律化探索總結(jié)出的監(jiān)控項目。與波音AHM監(jiān)控的后緣襟翼不對稱相比，東航Airfase報文的實時性略差，但能夠完成趨勢化監(jiān)控、預防性判斷，可靠性及準確率均較高。737NG飛機是波音目前最重要的窄體機型，相信在大數(shù)據(jù)時代的背景下，波音也能探索出新的維修監(jiān)控方案。東航也希望與兄弟航空公司探討交流、取長補短，基于大數(shù)據(jù)平臺為飛機的平穩(wěn)運行出謀劃策。