科技名詞定義
中文名稱:老齡飛機(jī)
英文名稱:Ageing Aircraft
定義:一般的,把已超過(guò)設(shè)計(jì)壽命目前仍在運(yùn)營(yíng)的飛機(jī)定義為老齡飛機(jī)。
應(yīng)用學(xué)科:航空科技(一級(jí)學(xué)科);航空器(二級(jí)學(xué)科)
百科名片
需要特別說(shuō)明的是,老齡航空器并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一明確的時(shí)間界定,也不是指航空器已經(jīng)老化或者界定為老齡航空器就意味著不再適航了,僅意味著各民航當(dāng)局開展對(duì)航空器結(jié)構(gòu)的持續(xù)完整性評(píng)估和檢查工作的計(jì)劃,而且隨著航空器初始審定標(biāo)準(zhǔn)的提高(如損傷容限原則的應(yīng)用),不同機(jī)型進(jìn)行此評(píng)估和檢查的范圍也不盡相同。另外,航空運(yùn)營(yíng)人還應(yīng)當(dāng)充分地認(rèn)識(shí)到,雖然航空器進(jìn)入老齡后結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性的問(wèn)題更為突出,但結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性的評(píng)估和檢查工作將涉及航空器進(jìn)入老齡前的工作,尤其是發(fā)生結(jié)構(gòu)修理和改裝的情況,因此在每次進(jìn)行結(jié)構(gòu)修理和改裝時(shí)都要考慮保持結(jié)構(gòu)持續(xù)完整性的因素。
維護(hù)特征
按聯(lián)邦航空條例“老齡飛機(jī)檢查與記錄審查”中規(guī)定,老齡飛機(jī)的維護(hù)特征就是使飛機(jī)壽命敏感部件和構(gòu)件具有最高的安全水平。這意味著,必須加強(qiáng)對(duì)飛機(jī)壽命敏感部件和構(gòu)件的維護(hù),才能保證飛機(jī)的持續(xù)適航性。
在航空發(fā)展過(guò)程的早期階段,通常致力于延長(zhǎng)設(shè)備和附件的翻修期。美國(guó)宇航局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,航空設(shè)備故障率大致可以分為六種類型,而美國(guó)聯(lián)合航空公司通過(guò)航空器設(shè)備使用時(shí)間與可靠性關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析研究,繪制出了這六種航空設(shè)備故障率隨航空器從開始使用時(shí)間或翻修后算起時(shí)間的變化曲線。
在六種類型的曲線中,有耗損故障期的有三種。這三種類型所占百分比分別為:4%、2%和5%,總和僅為11%。這也就是說(shuō),故障率與使用時(shí)間有關(guān)系的設(shè)備和附件僅占11%。這些設(shè)備和附件通常作為適航限制項(xiàng)目或?qū)彾ňS修要求進(jìn)行定期翻修或更換。其余89%的設(shè)備和附件都沒(méi)有耗損期,不需要規(guī)定使用期限,通過(guò)可靠性控制方案,監(jiān)控它們的使用可靠性。
但是,飛機(jī)結(jié)構(gòu)的偶然損傷、環(huán)境損傷、疲勞損傷都與飛機(jī)的使用時(shí)間、飛行起落次數(shù)和飛行小時(shí)數(shù)等密切相關(guān)。隨著飛機(jī)的老齡化,這些損傷就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。因此,老齡飛機(jī)的維護(hù)特征主要是保持老齡飛機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性。目前,F(xiàn)AA 頒布的老齡飛機(jī)適航文件主要是關(guān)于老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)的適航文件。
面臨問(wèn)題
1. 結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題
據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)機(jī)齡10 年以上運(yùn)輸飛機(jī)的機(jī)身增壓邊界結(jié)構(gòu)、龍骨梁、機(jī)身加強(qiáng)框、水平安定面梁等關(guān)鍵結(jié)構(gòu),腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞等結(jié)構(gòu)損傷較為普遍。部分結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞已經(jīng)直接對(duì)飛機(jī)安全構(gòu)成了較大威脅。另一方面,國(guó)內(nèi)機(jī)齡15 年以上運(yùn)輸飛機(jī)的飛行循環(huán)已接近或超過(guò)30000。機(jī)身蒙皮等增壓邊界結(jié)構(gòu),登機(jī)門、貨艙門等機(jī)身大開口區(qū)域結(jié)構(gòu),承壓加強(qiáng)框等重要結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問(wèn)題日益凸顯。結(jié)構(gòu)疲勞損傷已經(jīng)對(duì)老齡飛機(jī)安全構(gòu)成了較大威脅。例如,2005 年10 月,國(guó)內(nèi)一架機(jī)齡僅13 年的波音737-300飛機(jī)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,意外發(fā)現(xiàn)機(jī)身540站位前部右側(cè)10 號(hào)長(zhǎng)桁處蒙皮搭接區(qū)域存在一條長(zhǎng)達(dá)12cm 的疲勞裂紋。該裂紋導(dǎo)致機(jī)身泄壓并在飛行過(guò)程中產(chǎn)生較大噪聲。
2. 運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高
為了確保老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全,大部分航空公司普遍依靠執(zhí)行廠家推薦的改裝方案來(lái)達(dá)到預(yù)防和控制結(jié)構(gòu)損傷目的。但是,由于改裝航材昂貴等原因,這種損傷預(yù)防和控制方法大大增加了飛機(jī)維護(hù)成本。隨著飛機(jī)逐漸老齡化,結(jié)構(gòu)修理逐漸增多。結(jié)構(gòu)修理不僅直接增加了航材、工時(shí)等修理成本,還會(huì)增加飛機(jī)重量導(dǎo)致油耗增加。老齡飛機(jī)油耗增加的另外一個(gè)主要原因是氣動(dòng)外形惡化。老齡飛機(jī)氣動(dòng)外形惡化除了外表漆層、氣動(dòng)封嚴(yán)老化脫落等因素之外,還與飛機(jī)結(jié)構(gòu)外部加強(qiáng)修理密切相關(guān)。
3. 退租困難
飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全、維修成本過(guò)高以及油耗逐漸上升,是目前老齡飛機(jī)普遍面臨的問(wèn)題。這些問(wèn)題迫使不少航空公司不得不打算將老齡飛機(jī)退出運(yùn)營(yíng)。然而,隨著各適航當(dāng)局以及航空公司高度關(guān)注老齡飛機(jī)安全,航空公司退租飛機(jī)時(shí)必須提供完整、準(zhǔn)確的飛機(jī)維修記錄,特別是結(jié)構(gòu)維修記錄。由于長(zhǎng)期以來(lái)缺乏對(duì)飛機(jī)維修法規(guī)、租機(jī)合同等飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修記錄的系統(tǒng)研究和執(zhí)行,目前飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修記錄普遍存在信息不全、描述不規(guī)范等問(wèn)題,難以滿足飛機(jī)退租要求。結(jié)構(gòu)維修記錄存在的問(wèn)題,大大增加了老齡飛機(jī)退租難度,往往使航空公司蒙受巨額經(jīng)濟(jì)損失。
常見結(jié)構(gòu)損傷
(1)偶然損傷
由于腐蝕性介質(zhì)的偶然外溢或加工損傷對(duì)其飛機(jī)結(jié)構(gòu)造成的破壞,對(duì)于未被發(fā)現(xiàn)或維修不及時(shí)的偶然損傷往往會(huì)造成嚴(yán)重的后果。
(2)環(huán)境損傷
飛機(jī)結(jié)構(gòu)由于長(zhǎng)期處在連續(xù)的或間斷的機(jī)內(nèi)和機(jī)外侵蝕環(huán)境的作用而造成的損傷。
(3)疲勞損傷
老齡飛機(jī)在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,材料的機(jī)械力學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生衰變,極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂和腐蝕疲勞損傷,是一種很危險(xiǎn)的安全隱患。