直升机使用维修保障一体化的分析和研究
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[摘 要]前国内直升机的可靠性、维修性水平都得到了很大的提高，但是，由于后勤延误时间太长，直升机的使用可用度没有得到明显改进。分析了造成这种状况的原因，提出了使用维修保障一体化系统的设想，试图使维修保障之间实现无缝连接，以消除或减少平均维修时间（MTTR）和后勤延误时间（ADT），真正实现可靠性工程“二提高二减少”的目标。文中讨论了使用维修保障系统的构建及实现一体化的技术基础和关键技术，其目的是与业内同行在现存HUMS系统的基础上，通过技术提升实现直升机使用维修保障一体化。
[关键词]直升机；维修保障；一体化体系；建议
中图分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0242-01
众所周知，装备质量特性包括专用质量特性和通用质量特性，其中通用质量特性也称之为装备的保障特性，它是确保装备战术技术性能有效发挥的共有技术性能。如可靠性、维修性、保障性、测试性、耐久性等。在以往的型号设计中，例如直升机的研制中，通常利用与国内外相似的直升机来确定新研直升机保障特性的可靠性、维修性、保障性参数指标，这在一定程度上是可行的。或者做出几个备选方案，通过包括专用质量特性和保障特性的相互对比分析，选择可行的保障特性技术参数指标，这也是可行的，而且也是GJB1371、GJB450等国家军用标准推荐的方法。在备选方案的对比分析中，人们往往注重可靠性、维修性指标，这无疑也是对的，然而在这一过程中往往忽视了这些指标之间的权衡或指标之间的综合优化。例如某机在方案论证中，根据国外相似直升机的对比分析，将可靠性指标由相似机型的MT-BF值4小时提高到4.8小时；维修性指标由相似机型的1.5小时降低为1小时，并要求使用可用度为0.8。
一、直升机使用维修保障技术发展现状
我国在20世纪80代后期引入装备综合保障概念以来，发展到目前，我国在研的飞机型号中，综合保障的要求已经纳入型号的研制总要求，在飞机研制中已经基本上开展了保障性分析、保障资源的研制等工作。而国内舰载机的综合保障工作才刚起步，16舰还处在训练阶段，缺少舰载机保障实践经验和技术积累。相比国外舰载机保障技术的发展现状和方向，要实现舰载机的高效保障，应开展如下研究。（1）开展舰载机保障性指标体系的研究。（2）开展联合全资可视化、自主式保障、远程智能维修等信息化保障技术研究。（3）开展保障设备的标准化、通用化和集成化技术研究。（4）开展多机种一体化保障技术研究。由于多机种一体化保障设计技术几乎处于空白状态，着重研究已经成为一种必然趋势。
二、维修保障存在的问题
目前直升机的使用维修保障工作的概况如下：
1）使用维修
日常检查（包括飞行前检查、再次起飞（出动）检查、飞行后检查、安全检查）；定期维修；非定期维修；事故后维修以及以MTBF表征的产品的事后维修等；
2）维修保障
在实施使用维修工作中，涉及如下综合保障资源：①人员/人力；②工具（包括外场便携式检测设备）；③专用工具、设备（内场维修用）；④用户技术手册（飞行手册、维护手册、故障分析手册、结构修理手册等）；⑤备件（随机备件，内场维修备件）等。上面的使用维修保障工作都是在可靠性、维修性分析设计工作的基础上，通过保障性相应的分析。工作，如维修级别分析、预防性维修分析（MSG-2或MSG-3）和使用维修分析来确定使用维修工作及保障资源的规划。之后通过手册的方式，如主要维护建议以及工具备件手册等提交用户实施。直升机外场使用中，前面四项（维修保障）工作，在交付之前的各种试飞，包括设计定型试飞，都能得到较好的确定/验证。而提出的备件要求成为使用方和研制方棘手的问题，由于交付之前的试飞时间短，难以暴露部件/设备寿命全部的故障或损伤，同时也难以给出合理的备件配置。为了应对可能出现的故障，确保直升机的使用可用度，往往提供大量备件。结果是，正如前面所说，备件堆积如山，但常常必须的备件却缺机少件。影响直升机使用完好性。正如（1）（2）式所示，它将减低直升机的使用可用度。
三、维修保障一体化关键技术
（一）开发先进的传感器技术
这种一体化系统必须使用先进的传感器来检测部件/设备的故障征兆。根据基于状态维修的要求，其传感器监测的故障特征，①有一个能检测的潜在或初始的故障状态。②能在小于P-F的间隔时间内监控损伤或性能退化的扩展。③功能故障之前的P-F间隔时间应足够长以避免很快地造成功能故障，并使相应机构有效地组织维修工作和保障支援。④P-F之间的间隔时间对所表征的故障模式是恒定的目前，针对动部件已开发了相应的传感器，如监控传动系统部件损伤的滑油金属粒MetalScan传感器它便能满足状态监控理论P-F曲线的4条要求。总之，无论动部件、结构件，还是航空电子和机电设备的状态检测传感器，它们所表示的损伤或性能退化都应满足图6和上面的4个条件的故障或状态检测特征。
（二）故障预测及使用管理系统
这一系统是从HUMS系统发展而来的，人们都知道，HUMS系统主要是监控直升机动部件的使用或健康状态。而这种故障预测和健康管理系统在HUMS的基础上，加入了航空电子和机电部件的健康监控。这种故障预测及健康管理系统（PHS）包括使用或健康监控及参数监控。1）使用或健康监控：也称之为故障预测，它通过不断地监控机上部件/设备的使用或健康状态，确定机上关键的动部件（旋翼、传动等）的损伤及航电、机电设备的性能退化，从而确定部件/设备的健康状态或者到达功能故障之前的剩余寿命，以确保飞行安全和实现基于状态的维修。2）参数监控：包括健康或状态参数、使用參数以及飞行参数的监控：①健康或状态参数：主要是机械部件的振动谱，通常是用告警门限值标定的，或者状态指标器通过连续计算以指示监控部件的性能退化。②使用参数监控：给出直升机或部件的使用状态，包括温度、压力等。这些参数是通过对燃油、滑油排放气体的分析产生的，这样就能监测到性能退化状态。③飞行参数监控：这些参数来自飞行记录仪，它给出了外部环境参数、气象参数、飞行参数、飞行任务等，从而知道了直升机实际的飞行谱。
结束语
随着现代直升机向着“快、精、准”的方向发展，直升机高强度出动已成为未来发展的一个典型特征。由于空间限制，数量受到限制的机群要满足高强度出动要求，就必须提髙直升机的出动架次率，改善直升机的战备完好性。
参考文献
[1]陈圣斌，丁杰，宋永磊，etal.直升机使用维修保障一体化的分析和研究[J].直升机技术，2017（2）：65-72.
[2]令辉.直升机维修保障能力评估指标分析[J].工程技术：引文版，2016（7）：00234-00234.
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