飞机故障隔离手册编写方法解析

栗文举

摘  要：飞机故障隔离手册是民用飞机运营过程中重要的排故依据之一，能够协助飞机维修人员快速的定位和纠正飞机故障，使飞机达到适航状态。本文从飞机制造商的角度出发，基于利益攸关方需求分析和已有的民機产品设计体系，对如何编写完整准确的飞机故障隔离手册进行了解析，给出了一套完整的编写方法和流程。通过对各个编写环节进行介绍分析，便于读者充分理解手册编写方法和过程，对研究编写和使用飞机故障隔离手册具有参考作用。

关键词：故障隔离  故障信息  故障树  排故程序  利益攸关方

中图分类号：V267                               文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2020）09（c）-0015-05

Abstract： Aircraft fault isolation manual is one of the important troubleshooting bases in the process of civil aircraft operation， which can assist aircraft maintenance personnel to locate and correct aircraft faults quickly and make the aircraft airworthiness. From the point of view of aircraft manufacturers， based on the analysis of stakeholder requirements and existing civil aircraft design system， this paper analyzes how to compile a complete and accurate aircraft fault isolation manual， and gives a set of complete writing methods and processes. Through the analysis of each writing link，it is convenient for readers to fully understand the method and process of manual writing， and has a reference function for the compilation and use of aircraft fault isolation manual.

Key Words： Fault isolation; Fault information; Fault tree; Troubleshooting program; Stakeholders

故障是民用飞机在运行过程中无法避免的非正常状态，快速准确的定位和纠正飞机故障，是飞机运营人降低飞机停场时间，提高飞机利用率的关键所在。如何快速准确的定位和纠正飞机故障，就得提到在飞机维护维修工作中经常使用的一本手册——飞机故障隔离手册，故障隔离手册列举出了对应机型飞机在运行过程中常见的各类故障信息，并提供了每条故障信息具体的故障纠正方法，能够协助飞机维修人员快速的定位和纠正飞机故障，使飞机达到适航状态。研究如何编写完整准确的飞机故障隔离手册对提高飞机制造商民机产品竞争力具有重要的现实意义。

1  利益攸关方需求分析

1.1 适航要求

中国民用航空局颁布的CCAR25 部“运输类飞机适航标准”1529 条款、附录H 及AC-91-11《航空器的持续适航文件要求》对飞机故障隔离手册的编写原则和内容做出了要求。

（1）编写原则：航空器可能发生的故障应当源于型号审定过程中的系统安全分析，是航空器监控系统所能探测到的故障，同时包括机组和维修人员发现的故障，这些故障包括但不局限于以下方面：

①驾驶舱内所有警告、警戒和告诫信息以及部分的状态信息;

②驾驶舱内所有的简图页告警信息和故障旗信息;

③驾驶舱内所有的音响和灯光信息;

④机载维护系统中所有的故障信息;

⑤航空器产品部件上指示的故障信息，如加放油控制面板上显示的信息;

⑥飞行员飞行中记录的故障信息;

⑦其它机组人员飞行中发现的故障;

⑧维修人员例行检查时发现的故障。

注：一般应当涵盖型号审定过程中系统安全分析得出发生可能性大于10-5的故障情况。

（2）内容要求：至少包括针对每条故障信息列出其故障可能原因以及基于故障可能原因进行的排故程序（故障可能原因的隔离顺序一般可从接近、拆卸/安装、故障发生概率和排故成本的角度，按照先易后难的原则确定排故顺序）。

注：故障的隔离的先后逻辑顺序不能影响航空器安全或造成人员伤害，并且不致使可能的故障原因漏判。

1.2 客户需求

通过调查收集飞机运营人和维修单位对飞机故障隔离手册的使用需求，主要集中在以下方面。

（1）手册故障信息类型完整，包含飞机运行中常见的各类故障信息;

（2）排故程序故障原因完整，包含通过分析可判定的各类故障原因;

（3）排故程序测试方法准确，能够快速有效判定故障是否真实存在或故障是否已被纠正;

（4）排故程序排故顺序合理，应充分考虑成本、工时、所需条件等因素。

综合编写飞机故障隔离手册的适航要求和客户需求，总结出手册编写时的4个重要评判标准为：手册故障信息类型的完整性、排故程序故障原因的完整性、排故程序测试方法的准确性以及排故程序排故顺序的合理性。接下来，围绕上述评判标准对手册编写方法和流程进行解析。

2  手册编写方法和流程解析

基于利益攸关方需求分析得出的4个评判标准，编写飞机故障隔离手册时：首先需要确定手册包含的故障信息范围，包括故障信息类型和故障信息清单等;其次需要分析每条故障信息可能的故障原因，包括设备原因、线路原因和其他原因等;再次确定故障信息适用的测试方法;然后综合维修成本、维修工时、难易程度等因素确定排故顺序并绘制排故流程图，此时排故程序的整体框架已形成;最后结合排故流程中涉及的手册参引信息、断路器信息等内容，按照制定的规范样例编写具体的排故程序。至此，飞机故障隔离手册编写的整体方法和流程已明确，如图1所示，接下来对每个编写环节进行介绍说明。

2.1 故障信息范围确定

通常来讲飞机故障可分为两类：探测到的故障和观察到的故障。

（1）探测到的故障指能被飞机各系统控制单元所探测并报告或存储的故障信息。具体包括：

①EICAS（Engine Indication and Crew Alerting System）信息相关故障，包含EICAS 中的警告、警戒、提示和状态级别的信息;

②OMS（On-board Maintenance System）故障信息;

③非信息类驾驶舱效应，如简图页、故障旗、故障语音、故障指示灯;

④其他由控制单元产生的故障信息，如控制单元的显示面板、指示灯。

（2）观察到的故障指通过飞行机组或地面维修人员的经验或感知而识别的故障，它不通过飞机机组告警系统向飞行机组报告。具体包括：

①机组或乘务组人员在日常职责中所识别到的明显系统功能退化或异常现象，如发动机起动困难、起落架收起慢、滑油消耗量高、振动、异响、异味等;

②机组人员在飞机飞行过程中观察到的故障;

③维修人员在飞机维护维修工作中发现的故障。

飛机故障隔离手册中通常将飞机故障信息分为3类：EICAS信息、OMS信息和观察到的故障（包含非信息类驾驶舱效应、其它控制单元产生的故障信息），不同的飞机制造商故障信息分类名称略有不同。这类分法比较常见，主要是从故障信息的应用场景和定义分析过程不同来划分的，EICAS信息和OMS信息由飞机制造商根据飞机设计要求进行故障定义，观察到的故障通常通过设备故障模式分析以及设计经验积累来定义。因此，确定飞机故障隔离手册故障信息类型后，需要根据飞机EICAS信息和OMS信息相关设计定义文件确定具体的EICAS信息清单和OMS信息清单，根据飞机各系统选用设备的故障模式分析文件和设计经验确定具体的观察到的故障清单。在确定手册故障信息类型和具体故障信息清单后，对每条故障信息可能的故障原因进行分析。

2.2 故障原因分析

在进行故障原因分析时，应基于以下前提条件开展分析：

（1）故障发生前系统设备安装到位且功能正常;

（2）系统相关断路器是闭合状态;

（3）系统相关的电气汇流条均有电;

（4）系统上游的液压源、气源工作正常。

这些前提条件可以规避在原因分析过程时由于飞机系统交联工作的复杂性而导致故障原因分析过于发散，使得最终编写的排故程序过于复杂而不利于飞机维修人员快速参考使用。

EICAS信息和OMS信息由飞机制造商根据飞机设计要求定义，因此，通常情况下每条EICAS信息和OMS信息都有明确的故障定义描述或故障逻辑描述（如图2所示），通过分析故障定义描述或逻辑描述分析，可初步确定故障信息涉及的设备原因，在此基础上结合系统原理图/系统线路图（如图3所示）进一步分析，可初步确定故障信息相关的线路原因和其他原因。

观察到的故障信息主要根据飞机各系统选用设备的故障模式分析文件分析得出，因此对应的设备就是该故障信息的主要设备原因，同时也要结合系统原理图/系统线路图进一步分析相关的线路原因和其它原因。

由于故障原因分析涉及的输入依据较多，且不同的故障原因之间可能存在一定的逻辑关系，因此，通常通过故障树分析方法列举出分析过程识别出的所有故障原因（如图4所示），故障树分析清晰的展示了故障信息涉及的故障原因以及故障原因之间的逻辑关系，是后续绘制排故流程图的重要基础。

2.3 测试方法确定

确定故障信息适用的测试方法，能够准确的判断故障信息是否真实存在以及故障原因被纠正后故障是否彻底清除，在进行故障隔离前首先应该确定故障信息适用的测试方法来确定故障信息的真实性，这样可以有效的提高排故效率。故障信息适用的测试方法通常取决于飞机系统设计时定义的系统检测方法或功能测试方法，飞机系统设计常见的检测方法有以下几类：

（1）PBIT（上电自检）即系统上电时进行自检;

（2）CBIT（持续自检）即系统工作时持续进行自检;

（3）IBIT（起动自检）即通过人为操作的方式进行自检。

根据系统检测方法定义通常故障信息对应的测试方法如下：

（1）对于适用PBIT（上电自检）测试的故障，通常通过重置系统或设备相应的断路器，使系统或设备重新上电进行自检以判断故障是否真实存在或是否被纠正清除;

（2）对于适用于CBIT（持续自检）测试的故障，通常默认在系统或设备工作时该故障存在即为真实故障，在故障原因被纠正后故障消失即为被纠正清除;

（3）对于适用于IBIT（起动自检）测试的故障，通常通过人为操作的方式进行检测或测试以判断故障是否真实存在或是否被纠正清除，例如：SYS TEST。

注：某些故障信息触发条件与飞机或系统工作状态有关，在进行这类故障信息诊断或测试时需先满足其触发条件，例如：轮载信号在空中。

2.4 排故流程图绘制

在完成故障原因分析和故障测试方法确定后，便可综合故障原因纠正所需的维修成本、维修工时、难易程度等客观因素绘制详细的排故流程图（如图5所示），绘制排故流程图的好处在于可以清晰的表达清楚不同故障原因之間的排故步骤跳转逻辑，确保排故步骤形成完整闭环。

2.5 排故程序编写

在完成详细的排故流程图绘制后，便可基于飞机故障隔离手册的编写规范要求和样例要求编写具体的排故程序，此过程需要在排故流程图的基础上，补充详细的拆装、测试任务名称和编号信息，补充排故过程涉及的所有断路器名称和位置信息，补充详细的线路检查信息，最终形成完整的排故程序如图6所示。

3  结语

本文所介绍的飞机故障隔离手册编写方法和流程与民机产品的设计理念和设计方法是密切相关的，随着航空新技术的发展应用，客户对民机产品和手册产品的需求在不断发生变化，民机产品设计与手册产品编写已不再是简单的输入输出关系，而是更为密切的相互作用相互影响，一方面编写手册产品需要在民机产品设计时对飞机故障信息、测试方法等有清晰的定义，另一方面需要将先进手册产品的应用需求及时反馈民机产品设计端，确保飞机系统设计理念和使用方式与手册产品的使用高效结合，满足客户不断变化的需求，提高产品的整体竞争优势。

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