連喜賀

(中國(guó)民用航空飛行校驗(yàn)中心 機(jī)務(wù)部，北京 100621)

0 引言

根據(jù)《航空承運(yùn)人高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》(AC-121)中的定義高原機(jī)場(chǎng)包括一般高原機(jī)場(chǎng)和高高原機(jī)場(chǎng)兩類，其中，海拔高度在1500 m(4922 ft)及以上，但低于2438 m(8000 ft)的機(jī)場(chǎng)為一般高原機(jī)場(chǎng)；而海拔高度在2438 m(8000 ft)及以上的機(jī)場(chǎng)稱之為高高原機(jī)場(chǎng)[1]。

高高原機(jī)場(chǎng)首先面臨機(jī)場(chǎng)周邊地形更為復(fù)雜的問(wèn)題，如圖1所示為我國(guó)某高高原機(jī)場(chǎng)部分周邊地形。地形復(fù)雜導(dǎo)致的結(jié)果就是高高原機(jī)場(chǎng)周圍凈空條件比較差，導(dǎo)航設(shè)施安裝困難，飛機(jī)正常起降及復(fù)飛操縱難度大。除此之外，高高原機(jī)場(chǎng)還面臨備降機(jī)場(chǎng)少等實(shí)際問(wèn)題。為了提高高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的安全性，研究人員對(duì)高高原機(jī)場(chǎng)的特殊條件下的飛行器特性進(jìn)行了較為廣泛研究[2-7]。

圖1 我國(guó)某高高原機(jī)場(chǎng)的部分周邊環(huán)境

雖然高高原機(jī)場(chǎng)與平原機(jī)場(chǎng)同樣都承載著飛機(jī)起降的功能，但是與平原機(jī)場(chǎng)相比較而言，除了機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)、周邊環(huán)境差、凈空條件差等不利條件外，高高原機(jī)場(chǎng)還存在氣候復(fù)雜多變等諸多不利因素。因此，高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理方面的研究對(duì)于航空運(yùn)輸安全而言極為重要。從目前來(lái)看，專門針對(duì)高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)方面的研究還比較有限，且高原機(jī)場(chǎng)和高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)方面的研究主要集中在航空公司的航線運(yùn)行管理[8-10]。

高高原機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行，其中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)是飛行校驗(yàn)，使用機(jī)載專用校驗(yàn)設(shè)備在飛行過(guò)程中對(duì)機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航設(shè)施進(jìn)行校驗(yàn)取值，對(duì)地面無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備和助航燈光設(shè)施性能參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢測(cè)的一種手段，目的是保障通信、導(dǎo)航、雷達(dá)等設(shè)施設(shè)備符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，保障飛行安全。因此，飛行校驗(yàn)的穩(wěn)定性對(duì)于高高原機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行具有重要意義。劉朋等[11]以甘孜/格薩爾機(jī)場(chǎng)為例從應(yīng)急程序、飄降程序、起飛性能、著陸性能對(duì)高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)飛行性能進(jìn)行分析?？傮w而言，目前針對(duì)高高原機(jī)場(chǎng)飛行校驗(yàn)方面的研究還比較少。本文基于長(zhǎng)期的飛機(jī)適航維修管理與安全管理工作，以低空作業(yè)特性的飛行校驗(yàn)作業(yè)飛機(jī)為例，分析了高高原機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行條件，提出了針對(duì)性的維修方案設(shè)計(jì)與安全管理思路，旨在為高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的安全運(yùn)行提供一些幫助。

1 我國(guó)高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)飛行環(huán)境分析

我國(guó)是世界上高高原機(jī)場(chǎng)比較多的國(guó)家，擁有的高高原機(jī)場(chǎng)數(shù)量超過(guò)世界總量的三分之一，且我國(guó)的高高原機(jī)場(chǎng)主要分布在地形復(fù)雜的西部地區(qū)，尤其是地形極其復(fù)雜的云貴高原和青藏高原地區(qū)。我國(guó)的高高原機(jī)場(chǎng)海拔最高的是西藏那曲機(jī)場(chǎng)，海拔高達(dá)4436 m；海拔最低的高高原機(jī)場(chǎng)是神農(nóng)架機(jī)場(chǎng)，海拔為2580 m。除了引言部分提到的問(wèn)題外，高高原機(jī)場(chǎng)的環(huán)境溫度、空氣壓力和空氣密度都與平原機(jī)場(chǎng)都不同。而環(huán)境溫度、空氣壓力和空氣密度等與飛行器飛行密切相關(guān)的重要參量可以根據(jù)海報(bào)高度進(jìn)行估算[12]。其中，溫度隨海拔高度的變化關(guān)系為

(1)

式中：T0為平均海平面的溫度；h為海拔高度。國(guó)際民航組織(ICAO)的規(guī)定，平均海平面的溫度為15 ℃。根據(jù)(1)式計(jì)算所得的環(huán)境溫度隨海拔高度的變化關(guān)系示于圖2。圖2中的陰影區(qū)域?yàn)槲覈?guó)高高原機(jī)場(chǎng)的溫度分布區(qū)間。由圖2可知，我國(guó)高高原機(jī)場(chǎng)的溫度范圍在-1.5～-14 ℃之間，明顯低于平原機(jī)場(chǎng)。

圖2 環(huán)境溫度隨海拔高度的變化關(guān)系

空氣壓力隨海拔高度的變化關(guān)系為

(2)

式中，p0為平均海平面的壓力，ICAO規(guī)定其值為101325 Pa。根據(jù)(2)式計(jì)算所得的空氣壓力隨海拔高度的變化關(guān)系示于圖3。圖3中的陰影區(qū)域?yàn)槲覈?guó)高高原機(jī)場(chǎng)所處區(qū)域。由圖3可知，我國(guó)的高高原機(jī)場(chǎng)的空氣壓力范圍介于58000～75000 Pa之間，壓力較平均海平面壓力下降了26.0%～42.8%。氣壓偏低會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)液壓死穴，引起局部液壓沖擊，不僅會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，還會(huì)引起汽蝕，使得飛機(jī)液壓元件的工作性能變差，壽命縮短。

圖3 環(huán)境溫度隨海拔高度的變化關(guān)系

空氣密度隨海拔高度的變化關(guān)系為

(3)

式中：R為普適氣體常數(shù)；TK為熱力學(xué)溫度(TK=T+273.15)。ICAO規(guī)定平均海平面的空氣密度為1.225 kg/m3。根據(jù)(3)式計(jì)算所得的空氣壓力隨海拔高度的變化關(guān)系示于圖4。圖4中的陰影區(qū)域?yàn)槲覈?guó)高高原機(jī)場(chǎng)所處區(qū)域。由圖4可知，我國(guó)的高高原機(jī)場(chǎng)的空氣密度范圍介于之間0.780～0.960 kg/m3，較平均海平面密度下降了21.6%～36.3%。

圖4 空氣密度隨海拔高度的變化關(guān)系

基于上述分析可知，我國(guó)高高原機(jī)場(chǎng)的溫度低、空氣壓力為平均海平面的57.2%～74.0%，空氣稀薄含氧量只有平均海平面的63.7%～78.4%，這會(huì)導(dǎo)致校驗(yàn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率降低，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力將明顯減小，空氣動(dòng)力性變差，易引起發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生高溫。在飛機(jī)降落時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的反推效率降低，剎車組件溫升變高，對(duì)起落架系統(tǒng)及輪胎要求相應(yīng)提高。

此外，飛行校驗(yàn)多在場(chǎng)高比較低的低空飛行。圖5所示為正在執(zhí)行校驗(yàn)飛行的飛機(jī)，由圖5可知，因校驗(yàn)飛行高度低，向陽(yáng)和背陰的近地面空氣受熱不均，加之復(fù)雜地形對(duì)風(fēng)的變向變速作用，易形成亂流，加劇校驗(yàn)飛機(jī)飛行時(shí)的振動(dòng)和顛簸，使機(jī)體承受的載荷增加，金屬結(jié)構(gòu)材料易出現(xiàn)疲勞。此外，高高原地區(qū)相對(duì)濕度大，容易引起起落架等發(fā)生腐蝕。

2 我國(guó)高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修安全

如前所述，高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的飛行環(huán)境較為惡劣，維修對(duì)于校驗(yàn)飛機(jī)的安全運(yùn)行更為重要。如何能夠保障高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修安全兼顧優(yōu)質(zhì)、高效的問(wèn)題值得探討。根據(jù)多年飛機(jī)維修工作實(shí)踐，我國(guó)高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修應(yīng)結(jié)合前述的校驗(yàn)飛機(jī)飛行環(huán)境分析可以從人員培訓(xùn)、管理職責(zé)和維修規(guī)范三個(gè)方面加強(qiáng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修安全工作。

2.1 人員培訓(xùn)

人是高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)維修的根本，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、認(rèn)真負(fù)責(zé)的維修技師是飛機(jī)維修工作的骨干，一定要重視維修人員資質(zhì)組合優(yōu)化。高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修保障工作繁重，人員責(zé)任重大，必須保證維修相關(guān)人員具備較強(qiáng)的綜合能力。為此，維修人員必須樹立風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和紅線意識(shí)，踐行“五個(gè)到位”，確保從業(yè)人員素質(zhì)，必須要建立健全相關(guān)人員專項(xiàng)培訓(xùn)體系，強(qiáng)化各種專項(xiàng)實(shí)踐。

實(shí)施高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)維修相關(guān)人員需參加培訓(xùn)制度。通過(guò)參加培訓(xùn)，相關(guān)人員應(yīng)掌握高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的基本要求、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、控制要求與維修要求和規(guī)范，熟知本崗位的職責(zé)及工作范圍須達(dá)到的要求，能獨(dú)立完成本崗工作。參加培訓(xùn)人員只有取得授權(quán)后才能從事相關(guān)工作。此外，上述人員應(yīng)每隔一段時(shí)間應(yīng)進(jìn)行復(fù)訓(xùn)。

2.2 管理職責(zé)

強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管理，要穩(wěn)步推進(jìn)安全管理建設(shè)，細(xì)化維修方案，完善工作程序。為此，高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修安全管理除相關(guān)人員參加培訓(xùn)滿足從業(yè)要求外，與校驗(yàn)飛機(jī)密切相關(guān)的職能部門也需各司其責(zé)。在高高原機(jī)場(chǎng)，與校驗(yàn)飛機(jī)維修安全工作密切相關(guān)的主要有三個(gè)職能部門：質(zhì)量管理部、工程技術(shù)部和維修部。每個(gè)職能部門應(yīng)明確管理職責(zé)，具體如圖6所示。

圖6 校驗(yàn)飛機(jī)維修管理有關(guān)職能部門與職責(zé)

2.3 維修規(guī)范

民航局AC-121對(duì)高高原機(jī)場(chǎng)及飛機(jī)適航性保障與維修提出了總體規(guī)范與要求[1]。2014年，西南地區(qū)管理局發(fā)布了《高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行飛機(jī)維修指導(dǎo)意見》，對(duì)高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行飛機(jī)的構(gòu)型要求、維修組織以及執(zhí)行高高原飛行的不同機(jī)型的關(guān)鍵系統(tǒng)、特檢單等都提出了較為詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)[13]。以《高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行飛機(jī)維修指導(dǎo)意見》為基礎(chǔ)，高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修既要兼顧規(guī)范的準(zhǔn)則，也要保障校驗(yàn)飛行的效率，有利于機(jī)場(chǎng)的常態(tài)化運(yùn)行。高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)維修重點(diǎn)需結(jié)合自身運(yùn)行特殊性，細(xì)化檢查方案，排除隱患完善安全管理，制定高高原機(jī)場(chǎng)維修標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，且這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是不可逾越的紅線[14]。高高原校驗(yàn)飛機(jī)的維修實(shí)踐表明，維修規(guī)范所涉及的十五個(gè)方面，如圖7所示。

圖7 高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)維修規(guī)范

根據(jù)前述校驗(yàn)飛機(jī)飛行環(huán)境的分析可知，高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力減小，動(dòng)力性變差，易引起高溫，反推效率降低，剎車組件溫升變高，對(duì)起落架系統(tǒng)及輪胎要求相應(yīng)提高，因此，高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)維修應(yīng)重視發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎和起落架的維修安全工作。

為保證高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)維修質(zhì)量，應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，其目的在于提前發(fā)現(xiàn)隱患，排查風(fēng)險(xiǎn)源。通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，分析評(píng)估當(dāng)前參數(shù)，提前發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題，相應(yīng)的采取維修措施，可有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)安全使用效率。此外，高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，性能易出現(xiàn)衰減，除了常規(guī)檢查與定檢維修，應(yīng)適時(shí)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)除鹽深度清洗與性能恢復(fù)清洗，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，延長(zhǎng)循環(huán)壽命。在發(fā)動(dòng)機(jī)定檢維修時(shí)，應(yīng)組建專業(yè)的校驗(yàn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)維修團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)成員各司其職，提高維修效率。圖8所示為高高原機(jī)場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)維修團(tuán)隊(duì)在對(duì)校驗(yàn)飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢修。

圖8 高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)維修團(tuán)隊(duì)進(jìn)行檢修

高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)維修時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高起落架系統(tǒng)減震支柱壓縮標(biāo)準(zhǔn)、剎車輪轂指示及輪胎磨損量標(biāo)準(zhǔn)。圖9所示為維修人員在檢查校驗(yàn)飛機(jī)的起落架與輪胎。在高高原機(jī)場(chǎng)進(jìn)行校驗(yàn)飛機(jī)的維修不能存在僥幸心理。除目視檢查外，特定區(qū)域配備輔助工具檢查，務(wù)求細(xì)致周到，不容忽視任何異常情形。

圖9 高高原機(jī)場(chǎng)維修人員認(rèn)真檢查校驗(yàn)飛機(jī)起落架與輪胎

高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)維修對(duì)于重復(fù)性故障應(yīng)建立跟蹤記錄，對(duì)于重要系統(tǒng)、部件，要建立故障記錄備案表，做好相關(guān)的統(tǒng)計(jì)、分析評(píng)估、匯總提醒，必要時(shí)增加檢查頻次或擴(kuò)大檢查范圍。

此外，預(yù)測(cè)性維修是航空器維護(hù)的國(guó)際趨勢(shì)，相關(guān)的配套技術(shù)的推廣將帶來(lái)飛機(jī)維修行業(yè)的革新[15]。高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，將飛機(jī)維修的概念內(nèi)涵加以拓展，將維修的工作以校驗(yàn)飛機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和分析為基礎(chǔ)的預(yù)測(cè)性維修技術(shù)已成為業(yè)界的發(fā)展趨勢(shì)。

3 結(jié)論

高高原機(jī)場(chǎng)對(duì)飛機(jī)的維修安全保障要求高、難度大，建立針對(duì)性的維修方案設(shè)計(jì)與安全管理體系，十分必要，其核心思想是預(yù)防為主、關(guān)口前移。結(jié)合多年飛機(jī)維修方面的工作，以低空作業(yè)的飛行校驗(yàn)作業(yè)飛機(jī)為實(shí)例，分析了我國(guó)高高原機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行條件，從人員培訓(xùn)、管理職責(zé)和維修規(guī)范三個(gè)方面對(duì)高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修管理進(jìn)行分析，提出了針對(duì)高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的維修方案設(shè)計(jì)與安全管理思路，旨在探索高高原機(jī)場(chǎng)校驗(yàn)飛機(jī)的適航與維修安全的可行性。