曲建東

(中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所 綜合保障室，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

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直升機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊(HSRM)的規(guī)范化編制

曲建東

(中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所 綜合保障室，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

以某民用直升機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊編制為例，闡述和分析了直升機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊的結(jié)構(gòu)件確定、結(jié)構(gòu)損傷分類、編制流程和編制要求，可為直升機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊的規(guī)范編制提供方法和參考。

直升機(jī)；結(jié)構(gòu)修理手冊；規(guī)范性

0 引言

直升機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊(以下稱HSRM)是針對使用中結(jié)構(gòu)預(yù)期的損壞而提供的修理預(yù)案，是需經(jīng)民航當(dāng)局批準(zhǔn)的持續(xù)適航文件之一，與飛行手冊(AFM)、適航性限制項(xiàng)目(ALI)、審定維修要求(CMR)、維修審查委員會報告(MRBR)和主最低設(shè)備清單(MMEL)等5類持續(xù)適航文件具有共同的特點(diǎn)，都影響直升機(jī)的持續(xù)適航性和飛行安全[1]。HSRM通常不提供在外場維修使用，用于經(jīng)民航當(dāng)局審批具有相應(yīng)維修資質(zhì)的修理廠。結(jié)構(gòu)修理方案需要大量的結(jié)構(gòu)損傷試驗(yàn)數(shù)據(jù)提供支撐，相比維修手冊(AMM)、圖解零件目錄(IPC)等持續(xù)適航文件，試驗(yàn)數(shù)據(jù)多，編制周期長。如果缺乏一套系統(tǒng)的編制規(guī)范，很難編好HSRM，將給直升機(jī)的營運(yùn)使用帶來潛在的安全隱患。因此，如何規(guī)范編制HSRM是直升機(jī)綜合保障專業(yè)工程師應(yīng)該積極認(rèn)真研究和探討的問題之一。本文通過借鑒某民用直升機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊的編制經(jīng)驗(yàn),研究出一套HSRM編制流程和規(guī)范，用于指導(dǎo)和規(guī)范HSRM的編制，對提高直升機(jī)營運(yùn)使用中的飛行安全性具有重要意義。

1 HSRM中結(jié)構(gòu)件的確定

長期以來，手冊編制人員對于結(jié)構(gòu)修理手冊中的結(jié)構(gòu)件到底涵蓋哪些章節(jié)存在不同理解。比如，AS350B3(“小松鼠”)型機(jī)HSRM中結(jié)構(gòu)修理件包含座椅、艙門、機(jī)身結(jié)構(gòu)、安定面(平尾和垂尾)、旋翼、飛行操縱、動力裝置(防火墻和整流罩)等系統(tǒng)章節(jié)結(jié)構(gòu)零部件[2]； AW139型機(jī)HSRM中結(jié)構(gòu)修理件包含艙門、機(jī)身結(jié)構(gòu)(座艙、中機(jī)身、后機(jī)身及尾梁)和平尾[3]；EC135型機(jī)HSRM中結(jié)構(gòu)修理件包含天線支座、前機(jī)身底部口蓋、蒙皮、動力平臺、角材、連接帶板、尾撐、發(fā)動機(jī)整流罩及防火墻等結(jié)構(gòu)件[4]；EC225型機(jī)HSRM中結(jié)構(gòu)修理件包含駕駛艙門、客艙門、行李艙門、維護(hù)口蓋、起落架整流罩、前機(jī)身、底部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、過渡段、尾段結(jié)構(gòu)、駕駛艙地板、防火墻、進(jìn)氣道、整流罩、APU艙等結(jié)構(gòu)件[5]；AC311型機(jī)HSRM中結(jié)構(gòu)修理件包含艙門、機(jī)身結(jié)構(gòu)、安定面、整流罩及防火墻等結(jié)構(gòu)件[6]。詳見表1所示。

通常大家認(rèn)為結(jié)構(gòu)修理只是針對52章、53章和55章等結(jié)構(gòu)件。對于結(jié)構(gòu)件的定義，在飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊第10章第1篇總則中就已經(jīng)給出了明確的定義，飛機(jī)結(jié)構(gòu)通常包括：機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、發(fā)動機(jī)短艙、起落架、操縱系統(tǒng)及其他系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件[7]。在MSG-3標(biāo)準(zhǔn)(計(jì)劃維修任務(wù)制定標(biāo)準(zhǔn))第2.4節(jié)重要結(jié)構(gòu)項(xiàng)目(SSI)分析中，也給出了結(jié)構(gòu)件的確切定義：Aircraft structure consists of all load carrying members including wings, fuselage, empennage, engine mountings, landing gear, flight control surfaces and related points of attachment[8].意思與飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊所描述的結(jié)構(gòu)件定義相同。

根據(jù)結(jié)構(gòu)件定義，手冊編制人員可以確定HSRM所涵蓋結(jié)構(gòu)件的初始范圍，但還需要依據(jù)MSG-3分析得出的主要維護(hù)建議(MSM)做進(jìn)一步的篩選。MSM中給出的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和區(qū)域一般目視檢查(GVI)、詳細(xì)檢查(DET)及特殊詳細(xì)檢查(SDI)等檢查任務(wù)所涉及的所有可修結(jié)構(gòu)件就是篩選后手冊最終涵蓋的結(jié)構(gòu)件范圍。

由于不同直升機(jī)的MSG-3分析得出的預(yù)防性維修檢查任務(wù)不同，因此，不同直升機(jī)HSRM中就存在不同系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)章節(jié)。這些結(jié)構(gòu)修理件可以是23章通訊系統(tǒng)某些天線支座，也可以是25章座椅結(jié)構(gòu)、32章起落架、52章艙門、53章機(jī)身、55章安定面、56章窗戶，甚至是62章主槳葉、64章尾槳葉、67章飛行操縱系統(tǒng)某些支架、71章發(fā)動機(jī)安裝支架、防火墻、進(jìn)氣道和整流罩等等。根據(jù)GJB5359-2005飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊編制要求，如果按照ATA2200標(biāo)準(zhǔn)，除52章、53章、55章、56章以外的其他系統(tǒng)章節(jié)結(jié)構(gòu)件的修理程序應(yīng)放置在53章節(jié)中。比如，71章防火墻的修理，以53-71-01-01進(jìn)行編排；如果按S1000D標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)編號中間的系統(tǒng)信息碼(SNS)與ATA2200編號一致。同樣比如71章防火墻的修理，在S1000D中就應(yīng)以ACXXX-A-53-71-01-00A-664A-A進(jìn)行編排。無論這些結(jié)構(gòu)修理件分布在哪些系統(tǒng)，它們都具有以下特點(diǎn)：

1) 承受飛行、地面、壓力或控制載荷(Ⅲ類結(jié)構(gòu)除外)；

2) 來源于MSG-3分析；

3) 在MSM中存在以下一種或幾種檢查任務(wù)[8]：GVI，DET，SDI；

4) 可修理；

5) 修理費(fèi)用比更換新件費(fèi)用小。

表1 國內(nèi)外直升機(jī)HSRM涵蓋章節(jié)范圍表

2 結(jié)構(gòu)件損傷分類

在HSRM中，結(jié)構(gòu)件損傷包括以下3類：

1) 不需要修理的損傷：這類損傷對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命沒有重要影響，不需要修理，允許繼續(xù)使用，但需通過目視檢查監(jiān)控其損傷是否發(fā)展嚴(yán)重，通常有鼓包、起泡、劃痕、劃傷、凹坑等損傷模式，無裂紋產(chǎn)生；

2) 需要修理的損傷：這類損傷對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命有重要影響，必須通過修理的方法進(jìn)行加強(qiáng)或恢復(fù)其強(qiáng)度能力，例如：裂紋、脫膠、破損、分層、穿孔、斷裂、破裂、磨損、變形等損傷模式，即使修理后，仍然需要飛行前檢查或定期檢查。對于常見損傷模式可以采取不同的檢查探測方法，具體見表2。

3) 需要更換新件的損傷：這類損傷存在兩種可能：

① 損傷嚴(yán)重以至于無法修理；

② 修理費(fèi)用大大超過更換新件費(fèi)用。

與AMM中更換XX件的維修任務(wù)不同，AMM中是指更換外場可更換單元(LRU)或內(nèi)場可更換單元(SRU)，而HSRM中更換的結(jié)構(gòu)件不是LRU和SRU。

3 HSRM編制流程的研究

在HSRM編制中，編制人員往往不知從哪里下手。目前，國內(nèi)還沒有一套系統(tǒng)的HSRM編制流程。因此，研究HSRM編制流程對于規(guī)范和提高手冊的編制能力很有幫助。在HSRM編制流程中，可以清楚地看出每一步工作所需要的輸入和應(yīng)提供給下一步工作的輸出。HSRM編制流程主要包括結(jié)構(gòu)修理件確定、結(jié)構(gòu)分類、結(jié)構(gòu)標(biāo)識說明、允許的損傷判定以及結(jié)構(gòu)修理程序編寫等5個環(huán)節(jié)，詳見圖1。

圖1 HSRM編制流程圖

損傷模式目視檢查塞尺檢查千分尺檢查深度計(jì)檢查放大鏡檢查砂紙打磨后檢查滲透檢查超聲波檢查裂紋****斷裂*磨損****變形**分層***脫膠**穿孔***

4 編制要求

4.1 一般要求

1) HSRM采用ATA2200或S1000D標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制。

2) HSRM主要對預(yù)期的結(jié)構(gòu)損傷采取修理預(yù)案，依據(jù)MSG-3分析得出的GVI、DET及SDI等檢查任務(wù)涉及的所有可修結(jié)構(gòu)件。

3) HSRM主要由封面、前置材料和正文三部分內(nèi)容組成(見圖2)[9]。

4) HSRM中每個修理項(xiàng)目應(yīng)給出結(jié)構(gòu)標(biāo)識及說明、允許的損傷和修理程序三部分內(nèi)容：

①結(jié)構(gòu)標(biāo)識及說明：主要包括結(jié)構(gòu)件編號、結(jié)構(gòu)件名稱、結(jié)構(gòu)分類代碼、材料、厚度、表面防護(hù)等信息，根據(jù)EP 04-06將結(jié)構(gòu)件分成三類[10]，詳見表3。

圖2 HSRM組成圖

結(jié)構(gòu)類別判定原則常見結(jié)構(gòu)安全性影響Ⅰ類結(jié)構(gòu)當(dāng)飛行、起飛和著陸期間,結(jié)構(gòu)的任何一部分一旦出現(xiàn)損壞,將直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)毀壞、操縱失控、功率損失和直升機(jī)基本安全以及操縱設(shè)備或儀表不能正常使用或損壞。例如:主減平臺、發(fā)動機(jī)安裝接頭、主槳葉、主承力框、梁和主減接頭等結(jié)構(gòu)零部件。災(zāi)難性的危險的Ⅱ類結(jié)構(gòu)適用于“Ⅰ類結(jié)構(gòu)”定義的所有零件,但有足夠的安全系數(shù),并允許較大的強(qiáng)度損失;不在“Ⅰ類結(jié)構(gòu)”定義的零件內(nèi),傳遞載荷,但非主要承力件。例如:座艙罩、主減整流罩、發(fā)動機(jī)整流罩、上下垂尾和平尾等結(jié)構(gòu)零部件。重大的Ⅲ類結(jié)構(gòu)不傳遞載荷,通常是維形或是損壞后影響維修與使用的結(jié)構(gòu)零部件。例如:防火墻、維護(hù)口蓋、檢查艙門等結(jié)構(gòu)零部件。輕微的

②允許的損傷：通過強(qiáng)度計(jì)算分析和結(jié)構(gòu)損傷試驗(yàn)來確定各結(jié)構(gòu)件允許損傷的臨界值：

·損傷的結(jié)構(gòu)件是否可以不必修理而繼續(xù)使用；

·或必須進(jìn)行修理；

·或重新更換損傷結(jié)構(gòu)件。

③修理程序：編寫綱目與AMM相同，描寫完成修理所需的全部程序步驟，可以參考跟產(chǎn)期間有關(guān)結(jié)構(gòu)修理問題處理的工程指令(E0)、外場維修使用修理方案和工藝方法。

5) HSRM應(yīng)提供所有結(jié)構(gòu)修理所使用的材料和緊固件信息。

①材料主要包括非金屬和金屬材料。非金屬材料包括復(fù)合材料、膠、漆、涂層、樹脂和溶劑等；金屬材料包括鋁合金面板、擠壓型材、不銹鋼板、鈦合金板等。應(yīng)給出材料的牌號、標(biāo)準(zhǔn)、厚度、規(guī)格和強(qiáng)度值。

②緊固件主要包括螺釘、螺母、螺栓、鉚釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)給出牌號、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)度值。

6) HSRM應(yīng)給出典型結(jié)構(gòu)修理方法，典型修理適用于多個結(jié)構(gòu)零部件的修理，以減少相同修理程序的多次表達(dá)，使得手冊更緊湊、更簡潔。例如：動力艙整流罩選用相同牌號玻璃布和蜂窩，其設(shè)計(jì)參數(shù)、功能、工藝成型方法都相同，因此，所有動力艙整流罩的修理可以按典型修理進(jìn)行編寫。

7) 結(jié)構(gòu)修理項(xiàng)目的分解應(yīng)符合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)型樹的層次關(guān)系，通常分解到最小組件為止。

8) HSRM應(yīng)優(yōu)先考慮直升機(jī)設(shè)計(jì)圖樣中規(guī)定的材料、緊固件和標(biāo)準(zhǔn)工藝方法。

4.2 編號要求

4.2.1 ATA2200標(biāo)準(zhǔn)編號要求[11]

1) 頁號組要求

手冊的頁碼組設(shè)置如下：

1～99頁碼：用于各修理項(xiàng)目中的“結(jié)構(gòu)標(biāo)識及說明”部分；

101～199頁碼：用于各修理項(xiàng)目中的“允許的損傷”部分；

201～299頁碼：用于各修理項(xiàng)目中的“修理程序”部分。

2) 頁碼要求

結(jié)構(gòu)修理手冊三要素編號主要包括章、節(jié)和目等三組編號，具體見圖3。為了方便手冊檢索和規(guī)

范HSRM的編制，可以對目號進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，具體見表4。

圖3 結(jié)構(gòu)修理手冊三要素編號組成

4.2.2 S1000D標(biāo)準(zhǔn)編號要求[12]

1) 編碼要求

編碼由數(shù)字與字母組成，其連接符為“-”，具體分段說明如圖4所示。

表4 目號表

圖4 編碼組成

2) 信息碼要求

用于表示數(shù)據(jù)模塊所描述的信息類型，由3位數(shù)字組成，信息碼的三位編碼依次為基本碼、二級碼及三級碼，不同信息碼反映不同的信息內(nèi)容。根據(jù)S1000D要求，HSRM中所選用編碼為600及660所處段位編碼。具體見圖5、表5所示。

圖5 信息碼結(jié)構(gòu)

信息碼定義600修理的程序及數(shù)據(jù)601與修理相關(guān)的消耗品清單602與修理相關(guān)的耗材清單603與修理相關(guān)的備件清單604與修理相關(guān)的專用保障設(shè)備和工具清單605與修理相關(guān)的保障設(shè)備和工具清單606與修理相關(guān)的軟件清單607與修理相關(guān)的零件清單660結(jié)構(gòu)修理程序和數(shù)據(jù)661允許的損傷662臨時修理程序663標(biāo)準(zhǔn)修理程序664特殊修理程序665基地維修666材料分類667結(jié)構(gòu)分類

3) 示例說明

以“某民用直升機(jī)駕駛員艙門結(jié)構(gòu)的修理”為例來說明HSRM編碼的使用，按S1000D編號為：ACXXX-A-52-10-01-00A-664A-D。

4.3 圖示要求[13]

ATA2200和S1000D標(biāo)準(zhǔn)都對手冊的圖示給出規(guī)定和要求。很多時候，維修人員首先看的是圖，然后才是閱讀文字內(nèi)容。清晰的圖示有利于幫助理解修理程序。以下歸納和梳理了一些HSRM編制中應(yīng)遵循的圖示要求，應(yīng)用示例參見圖6、圖7。

1) 圖示應(yīng)使用8角整機(jī)視圖，填充所描述的結(jié)構(gòu)件，方便理解其在直升機(jī)上的安裝位置；

2) 圖示應(yīng)有圖名稱、編號和圖注；

3) 圖中編號采用阿拉伯?dāng)?shù)字,在本頁圖面中從右上角開始順時針布置；

4) 圖示中出現(xiàn)多個視圖、詳圖時，各視圖或詳圖應(yīng)從右上角開始順時針布置；

5) 圖中日常更換件、密封膠、絕緣膠、力矩、電搭接、結(jié)構(gòu)膠、膨脹、收縮、潤滑、鎖絲等應(yīng)示出對應(yīng)機(jī)械符號；

6) 圖示中不應(yīng)出現(xiàn)維修項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖號、坐標(biāo)站位等參數(shù)；

7) 結(jié)構(gòu)分類圖示時，可采取不同剖面和顏色區(qū)別和標(biāo)識Ⅰ類結(jié)構(gòu)、Ⅱ類結(jié)構(gòu)和Ⅲ類結(jié)構(gòu)；

8) 圖示可采用工程設(shè)計(jì)視圖或插入文字輔助說明，有助于對結(jié)構(gòu)修理方案的理解：

9) 整體感要求：整個頁面布局疏密均勻，視圖比例適中，有美感，看上去很舒服；

10) 厚重感要求：空間感明顯，所示項(xiàng)目線形加粗或用不同顏色；

11) 層次感要求：由整機(jī)到系統(tǒng)最后到所示維修項(xiàng)目。

圖6 HSRM圖示示例

4.4 詳細(xì)要求

1) HSRM修理程序[14]：

①符合操作先后邏輯順序；

②一個步驟、一個動作；

③采用動賓或動賓加狀語結(jié)構(gòu)。

2) HSRM中給出的修理方案需強(qiáng)度校核或試驗(yàn)驗(yàn)證。

3) HSRM中需分解的結(jié)構(gòu)零部件：

圖7 HSRM圖示示例

①若AMM中有此維修程序，則直接引用AMM中該零部件的分解和組裝維修程序；

②若AMM中無此維修程序，則應(yīng)詳細(xì)說明其分解和組裝程序。

4) HSRM中需拆卸的結(jié)構(gòu)零部件：

①若AMM中有此維修程序，則直接引用AMM中該零部件的拆卸和安裝維修程序；

②若AMM中無此維修程序，則應(yīng)詳細(xì)說明其拆卸和安裝程序。

5) 結(jié)構(gòu)修理方案盡量使用圖示。

6) HSRM中應(yīng)盡量選用通用標(biāo)準(zhǔn)工具和AMM中的專用工具和設(shè)備，若需其它專用工具和設(shè)備，應(yīng)說明該專用工具和設(shè)備的使用程序。

7) HSRM中修理程序的綱要與AMM一致：

① 概述：簡單地說明該結(jié)構(gòu)修理項(xiàng)目的名稱、組成和作用；

② 耗材：列表說明結(jié)構(gòu)修理時用到的所有消耗性材料和備件；

③ 設(shè)備和工具：說明結(jié)構(gòu)修理項(xiàng)目修理時使用的工具和設(shè)備；

④ 準(zhǔn)備工作：說明結(jié)構(gòu)修理程序開始前的預(yù)先維修工作；

⑤ 修理步驟：詳細(xì)說明結(jié)構(gòu)修理步驟；

⑥ 結(jié)束工作：說明結(jié)構(gòu)修理程序完成后的收尾工作；

⑦ 圖示：給出結(jié)構(gòu)修理程序的修理方案圖。

5 結(jié) 論

本文借鑒某民用直升機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊的編制經(jīng)驗(yàn),研究和探討了HSRM中的結(jié)構(gòu)件的確定、結(jié)構(gòu)損傷分類以及編制流程和要求。通過應(yīng)用于某民用直升機(jī)HSRM的編制并通過中國民航當(dāng)局審批，驗(yàn)證了HSRM編制規(guī)范的有效性和可行性。本文研究的方法可為今后直升機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊的編制提供參考。

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Normative Compilation of the Helicopter Structure Repair Manual

QU Jiandong

(China Helicopter Research and Development Institute, ILS department, Jingdezhen 333001, China)

This article just gave an example with the method about the authoring of structure repair manual on one civil helicopter. Expatiated and analyzed the authoring requirements, damage classification and filtration for structural components. This article provided means and reference for the authoring of the helicopter structure repair manual.

helicopter; structure repair manual; normative

2015-04-08

曲建東(1974-)，男，江西南城人，碩士，高級工程師，主要研究方向：直升機(jī)綜合保障。

1673-1220(2015)04-043-07

V267

A