航空飞行器维修技术发展综述
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为了体现维修性控制指标，使 设计的航空发动机具有良好的维 修性，综合多年积累的维修性设计 及发动机使用经验，维修性设计工 程师在制定维修性设计方案时，要 充分考虑如下几个方面[9]。
（1）单元体化设计，即发动机 广泛采用的单元体设计。将发动
机 分 成 风 扇 、压 气 机 、燃 烧 室 、燃 气发生器涡轮、动力涡轮等单元 体。 不同发动机采用的单元体数 目不同。如 RTM322 发动机为 6 个，TM333 发动机为 3 个，LF507 发动机为 4 个。单元体间设置安 装部位，单元体界面有自找正凸 边，外场维修时广泛采用单元体 拆装，并且各单元体间互不干扰， 更换单元体后无需重新调整和补 作试验，甚至可在飞机上更换单 元体。采用积木式的单元体化设 计，使各单元体部件的故障判断 和修复更为迅速，并且可只是维 修或更换故障单元体。外场拆装、 更换单元体只需几种常用工具， 简便快捷，如更换 T700 涡轴发动 机自由涡轮单元体，2 名机械师只 需 33 min。
图 1 P - F 曲线
中国空军目前绝大多数仍采 用定时维修。视情维修的比例和 内容虽稳步增加，但目前的应用 范围仍然很狭窄，主要由于视情 维修需要大量能够掌握飞机或发 动机工作状况的资料，而各航空 公司对工作状况的掌握，主要依 靠飞行员口头叙述和地面试车。
从理论基础来看，国内主要 致力于发展和完善以可靠性理论 为中心的飞机维护方案。例如：高 宪军，李德鑫等基于无维修工作
Hale Waihona Puke Baidu
当，维修不及时，造成飞机晚点或 取消航班，对营运的航空公司带 来的损失很大。据 GE 公司统计， 以波音 747 为例，飞机每延误 1 min，直接经济损失为 1800 美元； 航班取消 1 次，直接损失约 5 万 美元，这还不包括对旅客带来的 不信任感及巨大的间接经济损 失。与这种经济损失相比，发动机 燃油价格消耗量降低 0.05 %，每 台发动机每年节约 1700 美元就 显得微不足道了[1]。因此，降低飞 机的维修费用，提高维修保障能
2009 年 第 35 卷 第 6 期 Vo l.35 No .6 De c. 2009
故障产生具有随机性，故障率往 往是 1 个常数而非线形关系，而 且此方式不能避免不必要工作， 造成了人力物力的浪费。而且定 时维修由于预测性不强，额外维 修和无效拆解过多，反而影响了 飞机或发动机的工作精度，缩短 了其有效寿命。
GE 公司对其民用发动机多 年的使用经验进行统计分析后， 发现造成发动机空中停车及中断 起飞的原因中，30 %是由于维修 不当造成的。另外，由于维修不
Overview of Aircraft Maintenance Technology Development
MEI Xiao-chuan1,CHEN Ya-li2 （1.Chengdu Shuangliu International Airport, Air China Limited Engineering Branch,
维修性的设计理念在航空发 动机领域的体现更为明显。航空 发动机的维修性是通过对总体方 案论证，经设计人员精心设计出 来的固有特性。发动机一旦设计 定型，批量生产装备到飞机上，这 种固有属性就被冻结，在其使用 中再加以改进就相当困难了。因 此，近三四十年来，在新型号航空 发动机立项研制之初，便指定专 门的维修设计工程师，负责整机 及各零部件的设计方案的制订， 进行维修性验证和 FMECA 分析， 并制定维修性计划。
维护与修理是贯穿于飞机整 个使用寿命的工作，要从根本上 解决维修问题，在飞机的设计阶
梅晓川等：航空飞行器维修技术发展综述
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段至关重要。那种期待飞机研制 完成后再去改善维修性的观念已 被证明是落后。
从 A300 飞机到 A380 飞机的 每一次发展，空客公司都把降低 用户维修成本置于重要位置， A380 飞机更是面向维修的设计 典范。欧洲的飞机维修厂时价格 高 达 70 ～80 美 元 ，A380 飞 机 以 降低 24 ％的直接维修费为目标， 实现目标具体的设计指标包括： 更换时间，计算机模块为 15 min， 机轮为 30 min，刹车块、发电机、 液压泵等为 60 min，发动机为 6 h，主起落架少于 8 h，飞行操纵面 少于 1 个工作日等；提高零部件 的可靠性以减少更换的必要性， 同时增加复式机构以及优化系统 的余度，把一些小修补工作合并 到定期维修中去。A380 飞机每次 检修的维修工时不高于 B747- 400 飞机的现行标准，航线 维修、发动机及机体维修占飞机 运营成本的 18 ％～19 ％。
力，成为提高航空公司盈利水平， 适应激烈市场竞争的需要。
本文综述了航空飞行器维修 技术的发展。
2 飞机与发动机维修技术 发展现状
定时维修是 1 种传统的维修 方式，体现了以预防事故为中心 的维修思想。这种维修方式只把 时间作为控制参数，不能有效地 预防与使用时间没有直接关系的 故障。理论和实践表明，发动机的
视情维修基于这样 1 个事 实，即大量故障的发生都有 1 个 发展的过程，不会瞬间发生，也就 是说，大部分故障在它们快要发 生时都有一些预告信号 （称为潜 在故障）。如果采用状态监测技术 来监测这些信号 （潜在故障），就 可以发现故障过程正在继续的现 象，便可以采取措施，预防故障的 发生或者避免故障后果。这就是 基于 P- F 曲线（如图 1 所示）的视 情维修。
2009 年 第 35 卷 第 6 期 Vo l.35 No .6 De c. 2009
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航空飞行器维修技术发展综述
梅晓川 1，陈亚莉 2 （1.成都双流国际机场 国航股份技术分公司，成都 610201; 2.沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司军代表室，沈阳 110043）
摘要：降低航空飞行器维修费用和提高维护保障能力具有重要意义。回顾了中 国飞机和航空发动机维修技术的发展现状及相关的基础理论研究工作, 指明并阐述 了维修技术应向维修设计、健康管理、飞机信息规划及维修过程管理的方向发展。
3 飞机与发动机维修技术 发展方向
3.1 面向维修的设计[8] 面向维修的设计 (design for
maintenance—DFM， 以 下 简 称 为 维修设计或 DFM)，是指在产品设 计时，以满足用户需求为前提，通 过分析和研究产品寿命周期中各 阶段的特征、进行综合评价和权 衡，提高产品的维修性及相关特 性（可 靠 性 、保 障 性 、测 试 性 等）， 使得产品能以最小的维修资源消 耗（维 修 时 间 、维 修 人 力 、维 修 费 用、维修设备等）获得最大的可用 率之设计原则、方法和技术。
统的状况，甚至包括飞行员的驾 驶动作[5]。
在 保 证 可 靠 性 的 基 础 上 ，航 空维修性设计人员努力探讨先进 的维修技术、算法模型，优化维修 内容和管理制度，提高维修效率， 降低维修成本，从而寻求维修综 合效益最佳化。如周筱宇等人对 基于 Exspect 的航空维修模式进 行仿真与优化，针对现有航空维 修保障模式中存在的问题，通过 流程重组，提出了小外场 / 大内场 的保障模式，能克服现有维修模 式的缺点，提高维修效率和飞机 的战备完好率[6]；蔡景等人基于成 本的民用航空发动机维修方案进 行了优化研究，建立了以维修成 本率最小化为目标的优化模型， 确 定 了 部 件 的 最 优 维 修 间 隔 ，从 而达到对航空发动机维修方案的 优化目的[7]。
关键词：维修技术;维修性;飞机;航空发动机;健康管理;DFM
梅晓川（1966），男，长期从事航空 涡桨、涡扇发动机及公英制辅助动力装 置的大修及维护工作。
收稿日期：2009- 03- 02
1 引言
成本控制是提高航空公司盈 利能力的重要手段。飞机维修成 本占运营总成本的 20 %左右，是 运营成本的重要组成部分。而且 飞机维修保障水平直接决定维修 工时和维修效率，与飞机的利用 率有密切的关系，而提高飞机利 用 率 可 增 加 飞 行 架 次 和 时 间 ，带 来巨大的经济效益。
每飞行小时直接维修工时 (DMMH／FH) 是现代飞机维修性 的 1 个参数，是飞机维修性设计 水平、维修大纲的先进性、维修管 理等多方面水准的综合体现，是影
响维修成本及飞机全寿命费用构 成的重要因素，是设计与维修使用 之间联系的纽带，因而也往往成为 1 种型号飞机的标志性数字。
根 据 国 内 外 的 工 程 实 践 ，中 国大飞机的 DMMH／FH 指标应 不高于 10H/FH，目标值(goal)应不 大于 8，可以 DMMH／FH 指标体 系为核心，建立 DFM 定量化分析 的工程化方法。例如，由整架飞机 的 DMMH／FH 指标经过维修 性 分配，自上而下得到各系统、各部 附件的 DMMH／FH 指标。同时， 这一作法也自下而上地进行，有利 于最大限度地调动和发挥设计人 员的积极性和主动性，能使 DFM 的工程化思路明晰化、提纲化。
Chengdu 610201, China; 2.Customer Representative Office in SLEMC,Shenyang 110043,China） Abstract：The significance of reducing the maintenance cost and increasing the maintainability was introduced. The development and basic theory research in the domestic aircraft and aeroengine maintenance technology were reviewed. The future direction of maintenance technology to maintenance design, health management, aircraft information planning and maintenance process management were indicated and explained. Key words：maintenance technology； maintainability； aircraft；aeroengine； health management；DFM
期 （Maintenan ce Free Operating Period，MFOP）的可靠性理论进行 军机维护方案优化研究，制定维 修计划，通过及时更换或检修 MFOPS 值较小的部件以提高系统 的 MFOPS 值。这样可消除传统维 修理论带来的非计划维修，改善 军机的可用性和提高军机工作周 期的置信度水平[2]。王国才对某海 军 型 号 保 障 性 技 术 进 行 研 究 ，在 “以可靠性为中心”的维修分析 （RCMA）的基础上，以安全性和经 济性为目标约束，优化确定维修 间隔期[3]。
评价飞机维修性设计优良与 否通常是主要评估其维修时间和 维修工时。A380 飞机的 DFM 目 标是用飞机维修人员更换各类部 件的具体时间来评价的。因此， DFM 的工程化思路可从维修时间 和维修工时的定量化分析着手。 相对于维修时间，维修工时的定 量 化 分 析 要 更 为 复 杂 和 困 难 ，是 DFM 工程化的难点。
以可靠性为中心的维修思 想，目前已被世界各国航空装备 预防性维修大纲所采纳，并在航 空、航天、铁路、核工业等行业得 到了广泛应用，增强了维修的科 学 性 、有 效 性 ，减 少 了 维 修 负 荷 ， 改善了维修的综合效益，取得了 显著的军事和经济效益[4]。
随着航空电子技术、微电子 技术、计算机技术、软件和测量技 术 的 发 展 和 在 飞 机 上 的 应 用 ，使 得各类诊断、监控技术逐渐朝着 自动化、综合化方向发展。自动化 反映在机载设备自动诊断技术的 迅速发展。机载设备上设置了机 内测试(BIT)功能或机内测试设备 (BITE)，能自动进行故障的检测、 隔离、监控和报警；地面上也有自 动测试设备，能大大缩短故障的 查找和隔离时间。这些技术的应 用 使 飞 机 维 修 时 间 大 大 缩 短 ，从 而提高了飞机的可用性。综合化 的一个表现是，较完善的机载综 合数据系统能综合检测和监控飞 行参数、飞机结构、发动机和各系
（1）单元体化设计，即发动机 广泛采用的单元体设计。将发动
机 分 成 风 扇 、压 气 机 、燃 烧 室 、燃 气发生器涡轮、动力涡轮等单元 体。 不同发动机采用的单元体数 目不同。如 RTM322 发动机为 6 个，TM333 发动机为 3 个，LF507 发动机为 4 个。单元体间设置安 装部位，单元体界面有自找正凸 边，外场维修时广泛采用单元体 拆装，并且各单元体间互不干扰， 更换单元体后无需重新调整和补 作试验，甚至可在飞机上更换单 元体。采用积木式的单元体化设 计，使各单元体部件的故障判断 和修复更为迅速，并且可只是维 修或更换故障单元体。外场拆装、 更换单元体只需几种常用工具， 简便快捷，如更换 T700 涡轴发动 机自由涡轮单元体，2 名机械师只 需 33 min。
图 1 P - F 曲线
中国空军目前绝大多数仍采 用定时维修。视情维修的比例和 内容虽稳步增加，但目前的应用 范围仍然很狭窄，主要由于视情 维修需要大量能够掌握飞机或发 动机工作状况的资料，而各航空 公司对工作状况的掌握，主要依 靠飞行员口头叙述和地面试车。
从理论基础来看，国内主要 致力于发展和完善以可靠性理论 为中心的飞机维护方案。例如：高 宪军，李德鑫等基于无维修工作
Hale Waihona Puke Baidu
当，维修不及时，造成飞机晚点或 取消航班，对营运的航空公司带 来的损失很大。据 GE 公司统计， 以波音 747 为例，飞机每延误 1 min，直接经济损失为 1800 美元； 航班取消 1 次，直接损失约 5 万 美元，这还不包括对旅客带来的 不信任感及巨大的间接经济损 失。与这种经济损失相比，发动机 燃油价格消耗量降低 0.05 %，每 台发动机每年节约 1700 美元就 显得微不足道了[1]。因此，降低飞 机的维修费用，提高维修保障能
2009 年 第 35 卷 第 6 期 Vo l.35 No .6 De c. 2009
故障产生具有随机性，故障率往 往是 1 个常数而非线形关系，而 且此方式不能避免不必要工作， 造成了人力物力的浪费。而且定 时维修由于预测性不强，额外维 修和无效拆解过多，反而影响了 飞机或发动机的工作精度，缩短 了其有效寿命。
GE 公司对其民用发动机多 年的使用经验进行统计分析后， 发现造成发动机空中停车及中断 起飞的原因中，30 %是由于维修 不当造成的。另外，由于维修不
Overview of Aircraft Maintenance Technology Development
MEI Xiao-chuan1,CHEN Ya-li2 （1.Chengdu Shuangliu International Airport, Air China Limited Engineering Branch,
维修性的设计理念在航空发 动机领域的体现更为明显。航空 发动机的维修性是通过对总体方 案论证，经设计人员精心设计出 来的固有特性。发动机一旦设计 定型，批量生产装备到飞机上，这 种固有属性就被冻结，在其使用 中再加以改进就相当困难了。因 此，近三四十年来，在新型号航空 发动机立项研制之初，便指定专 门的维修设计工程师，负责整机 及各零部件的设计方案的制订， 进行维修性验证和 FMECA 分析， 并制定维修性计划。
维护与修理是贯穿于飞机整 个使用寿命的工作，要从根本上 解决维修问题，在飞机的设计阶
梅晓川等：航空飞行器维修技术发展综述
54/ 55
段至关重要。那种期待飞机研制 完成后再去改善维修性的观念已 被证明是落后。
从 A300 飞机到 A380 飞机的 每一次发展，空客公司都把降低 用户维修成本置于重要位置， A380 飞机更是面向维修的设计 典范。欧洲的飞机维修厂时价格 高 达 70 ～80 美 元 ，A380 飞 机 以 降低 24 ％的直接维修费为目标， 实现目标具体的设计指标包括： 更换时间，计算机模块为 15 min， 机轮为 30 min，刹车块、发电机、 液压泵等为 60 min，发动机为 6 h，主起落架少于 8 h，飞行操纵面 少于 1 个工作日等；提高零部件 的可靠性以减少更换的必要性， 同时增加复式机构以及优化系统 的余度，把一些小修补工作合并 到定期维修中去。A380 飞机每次 检修的维修工时不高于 B747- 400 飞机的现行标准，航线 维修、发动机及机体维修占飞机 运营成本的 18 ％～19 ％。
力，成为提高航空公司盈利水平， 适应激烈市场竞争的需要。
本文综述了航空飞行器维修 技术的发展。
2 飞机与发动机维修技术 发展现状
定时维修是 1 种传统的维修 方式，体现了以预防事故为中心 的维修思想。这种维修方式只把 时间作为控制参数，不能有效地 预防与使用时间没有直接关系的 故障。理论和实践表明，发动机的
视情维修基于这样 1 个事 实，即大量故障的发生都有 1 个 发展的过程，不会瞬间发生，也就 是说，大部分故障在它们快要发 生时都有一些预告信号 （称为潜 在故障）。如果采用状态监测技术 来监测这些信号 （潜在故障），就 可以发现故障过程正在继续的现 象，便可以采取措施，预防故障的 发生或者避免故障后果。这就是 基于 P- F 曲线（如图 1 所示）的视 情维修。
2009 年 第 35 卷 第 6 期 Vo l.35 No .6 De c. 2009
52/ 53
航空飞行器维修技术发展综述
梅晓川 1，陈亚莉 2 （1.成都双流国际机场 国航股份技术分公司，成都 610201; 2.沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司军代表室，沈阳 110043）
摘要：降低航空飞行器维修费用和提高维护保障能力具有重要意义。回顾了中 国飞机和航空发动机维修技术的发展现状及相关的基础理论研究工作, 指明并阐述 了维修技术应向维修设计、健康管理、飞机信息规划及维修过程管理的方向发展。
3 飞机与发动机维修技术 发展方向
3.1 面向维修的设计[8] 面向维修的设计 (design for
maintenance—DFM， 以 下 简 称 为 维修设计或 DFM)，是指在产品设 计时，以满足用户需求为前提，通 过分析和研究产品寿命周期中各 阶段的特征、进行综合评价和权 衡，提高产品的维修性及相关特 性（可 靠 性 、保 障 性 、测 试 性 等）， 使得产品能以最小的维修资源消 耗（维 修 时 间 、维 修 人 力 、维 修 费 用、维修设备等）获得最大的可用 率之设计原则、方法和技术。
统的状况，甚至包括飞行员的驾 驶动作[5]。
在 保 证 可 靠 性 的 基 础 上 ，航 空维修性设计人员努力探讨先进 的维修技术、算法模型，优化维修 内容和管理制度，提高维修效率， 降低维修成本，从而寻求维修综 合效益最佳化。如周筱宇等人对 基于 Exspect 的航空维修模式进 行仿真与优化，针对现有航空维 修保障模式中存在的问题，通过 流程重组，提出了小外场 / 大内场 的保障模式，能克服现有维修模 式的缺点，提高维修效率和飞机 的战备完好率[6]；蔡景等人基于成 本的民用航空发动机维修方案进 行了优化研究，建立了以维修成 本率最小化为目标的优化模型， 确 定 了 部 件 的 最 优 维 修 间 隔 ，从 而达到对航空发动机维修方案的 优化目的[7]。
关键词：维修技术;维修性;飞机;航空发动机;健康管理;DFM
梅晓川（1966），男，长期从事航空 涡桨、涡扇发动机及公英制辅助动力装 置的大修及维护工作。
收稿日期：2009- 03- 02
1 引言
成本控制是提高航空公司盈 利能力的重要手段。飞机维修成 本占运营总成本的 20 %左右，是 运营成本的重要组成部分。而且 飞机维修保障水平直接决定维修 工时和维修效率，与飞机的利用 率有密切的关系，而提高飞机利 用 率 可 增 加 飞 行 架 次 和 时 间 ，带 来巨大的经济效益。
每飞行小时直接维修工时 (DMMH／FH) 是现代飞机维修性 的 1 个参数，是飞机维修性设计 水平、维修大纲的先进性、维修管 理等多方面水准的综合体现，是影
响维修成本及飞机全寿命费用构 成的重要因素，是设计与维修使用 之间联系的纽带，因而也往往成为 1 种型号飞机的标志性数字。
根 据 国 内 外 的 工 程 实 践 ，中 国大飞机的 DMMH／FH 指标应 不高于 10H/FH，目标值(goal)应不 大于 8，可以 DMMH／FH 指标体 系为核心，建立 DFM 定量化分析 的工程化方法。例如，由整架飞机 的 DMMH／FH 指标经过维修 性 分配，自上而下得到各系统、各部 附件的 DMMH／FH 指标。同时， 这一作法也自下而上地进行，有利 于最大限度地调动和发挥设计人 员的积极性和主动性，能使 DFM 的工程化思路明晰化、提纲化。
Chengdu 610201, China; 2.Customer Representative Office in SLEMC,Shenyang 110043,China） Abstract：The significance of reducing the maintenance cost and increasing the maintainability was introduced. The development and basic theory research in the domestic aircraft and aeroengine maintenance technology were reviewed. The future direction of maintenance technology to maintenance design, health management, aircraft information planning and maintenance process management were indicated and explained. Key words：maintenance technology； maintainability； aircraft；aeroengine； health management；DFM
期 （Maintenan ce Free Operating Period，MFOP）的可靠性理论进行 军机维护方案优化研究，制定维 修计划，通过及时更换或检修 MFOPS 值较小的部件以提高系统 的 MFOPS 值。这样可消除传统维 修理论带来的非计划维修，改善 军机的可用性和提高军机工作周 期的置信度水平[2]。王国才对某海 军 型 号 保 障 性 技 术 进 行 研 究 ，在 “以可靠性为中心”的维修分析 （RCMA）的基础上，以安全性和经 济性为目标约束，优化确定维修 间隔期[3]。
评价飞机维修性设计优良与 否通常是主要评估其维修时间和 维修工时。A380 飞机的 DFM 目 标是用飞机维修人员更换各类部 件的具体时间来评价的。因此， DFM 的工程化思路可从维修时间 和维修工时的定量化分析着手。 相对于维修时间，维修工时的定 量 化 分 析 要 更 为 复 杂 和 困 难 ，是 DFM 工程化的难点。
以可靠性为中心的维修思 想，目前已被世界各国航空装备 预防性维修大纲所采纳，并在航 空、航天、铁路、核工业等行业得 到了广泛应用，增强了维修的科 学 性 、有 效 性 ，减 少 了 维 修 负 荷 ， 改善了维修的综合效益，取得了 显著的军事和经济效益[4]。
随着航空电子技术、微电子 技术、计算机技术、软件和测量技 术 的 发 展 和 在 飞 机 上 的 应 用 ，使 得各类诊断、监控技术逐渐朝着 自动化、综合化方向发展。自动化 反映在机载设备自动诊断技术的 迅速发展。机载设备上设置了机 内测试(BIT)功能或机内测试设备 (BITE)，能自动进行故障的检测、 隔离、监控和报警；地面上也有自 动测试设备，能大大缩短故障的 查找和隔离时间。这些技术的应 用 使 飞 机 维 修 时 间 大 大 缩 短 ，从 而提高了飞机的可用性。综合化 的一个表现是，较完善的机载综 合数据系统能综合检测和监控飞 行参数、飞机结构、发动机和各系