Troubleshooting (Поиск и устранение неисправностей)
Начать необходимо с истории всего Maintenance (Техническое обслуживание)
И сразу небольшая оговорка по поводу английского языка, английский необходимо знать, без него хоть 7 пядей во лбу, успеха не достигнуть. Какой бы инженерное мышление у вас не было - сделать вы ничего не сможете.
Мы рассматриваем принципы поиска и устранения неисправностей на базе самолета AIRBUS 320 семейства. Поэтому мы употребляем такое понятие как Airbus Philosophy или Философия Эрбас. Смысл данной фразы заключается в том, что в каждой стране или группе стран существует специфический подход к производству самолетов в целом, также разнятся принципы технического обслуживания. В общем в мире существует гармонизация в авиационной среде, после создания Организации Объединенных Наций и подписания конвенции ИКАО приняты общие стандарты, но дьявол всегда кроется в мелких деталях. Поэтому крупнейшие производители авиационной техники такие как Airbus и Boeing имеют отличия в подходах.
В общем понятии эксплуатация ВС вторым по стоимости и времени всегда будет техническое обслуживание ВС. Топливо - самая большая расходная часть в эксплуатации ВС, составляет до 50% стоимости эксплуатации ВС, техническое обслуживание до 30% стоимости.
Время на обслуживание может сильно варьироваться в зависимости от стратегии авиакомпании. Современные Лоукост компании такие как “ПОБЕДА” Общее время нахождения самолета в воздухе около 70% то-есть из 24 часов 17 часов самолет висит в воздухе. Фактически еще больше - поскольку часто не учтено время на тяжелые формы ТО. Если вычесть и тяжелые формы, это примерно 3 недели в году получим около 19 часов в сутки в полете.
В процессе технического обслуживания поиск и устранение неисправностей занимает совсем незначительную долю. Но процесс этот неотъемлемый и очень важный.
На рисунке ниже приведен пример плотного расписания полетов одной из европейских авиакомпаний. Видно, что за сутки 1 ВС делает в среднем 2 взлета и посадки, время простоя на земле совсем незначительно, в таких временных рамках часто и выполняется поиска и устранения неисправностей.
С неисправностями летать можно.
MEL - Minimum Equipment List - Заранее оговорюсь, что существует документ от производителя воздушного судна, который описывает весь перечень неисправностей с которыми допускаются полеты. Этот документ одобряется авиационными властями страны производителя и другими авиационными властями стран эксплуатации и регистрации ВС.
Электроника и диагностика.
Современная электроника облегчает работу инженеру, но часто она сама выходит из строи и становится головной болью. В базовых комплектациях на ВС часто установлены диагностические комплексы. На Airbus 320 семейства установлена система CFDS которая работает в двух режимах (NORMAL - для пилотов) и (INTERACTIVE для диагностики на земле) и позволяет выводить сообщения о неисправностях на дисплеи для информирования пилотов, а также проводить дальнейшую диагностику.
Внутренняя логика системы разделяет дефекты по категориям и определяет кого и в каком случае информировать. Естественно на земле можно увидеть все неисправности, но в воздухе во время полета пилоту не обязательно знать, что у него заглючил датчик уровня воды в водяном баке и показывает на 100 литров меньше чем положено. А вот о пожаре двигателя пилот узнает мгновенно - сигнализация будет громкой и яркой. Ниже приведена логика информирования возможность отображения на дисплеях.
Доступ к системе диагностики осуществляется через мультифункциональный дисплей, называемы MCDU “Функциональный блок управления и индикации” на рисунке ниже.
2 типа индикации.
Логически разбита на части не только система CFDS но в принципе вся система индикации. На A320 два центральных дисплея отображают большую часть неисправностей.
Цветовая гамма отображения тоже следует определенной логике:
- Красный - конфигурация или сбой - требуют немедленных действий экипажа
- Оранжевый - экипаж должен знать о конфигурации или отказе - не требует немедленных действий
- Зеленый - элемент работает нормально
- Белый - сопроводительная информация для экипажа
- Голубой - процедура необходимая к выполнению либо ограничение
- Пурпурный - это особые обозначения для определенного оборудования или ситуации (например ограничения на карте местности)
Технический персонал из вышеприведенного списка в основном интересуют красные и оранжевые сообщения. Ниже на рисунке видно пример сообщения.
Теперь разберемся откуда и какие сигналы о неисправностях поступают.
- Все критические сигналы поступают на дисплей из блока FWS (Flight Warning Computer) входящего в систему FWS (Flight Warning System). Эти сигналы (Красные или Оранжевые) после окончания полета могут не отображаться, поскольку в полете могли быть приняты корректирующие мероприятия для устранения опасной ситуации. Но вся информация остается в памяти системы.
- Вторая часть менее важных сигналов поступает из системы CFDS блок называется CFDIU Centralised Fault Display Interface Unit.
Принципиальное отличие двух систем в том, что критические сигналы поступают напрямую с датчиков в блок FWC далее сразу попадают на дисплей и динамик для звукового оповещения. Менее важные сигналы считываются с датчиков, попадают в концентратор данных SDAC (System Data Acquisition Concentrator ), оцифровываются делятся логикой на категории и только потом попадают на дисплей или просто остаются в памяти блока CFDIU.
Для инженера важно знать вышеперечисленную информацию, чтобы понимать с где искать неисправность и как понять, что она вообще существует.
FIM & TSM
FIM Fault Isolation Manual - Руководство по поиску и устранению неисправностей.
Так называется документ от компании Боинг.
Поскольку мы рассматриваем философию Эрбаса, нам потребуется Troubleshooting Manual (TSM) дословный перевод описания документа на сайте Airbus (предоставляется компанией AIRBUS для обеспечения систематической идентификации, изоляции и коррекции предупреждений воздушных судов и неисправностей, сообщаемых в полете и на земле)
Как уже понятно из самого названия - это документ к которому следует обращаться в случае неисправности, большинство неисправностей которые регистрируются электронными системами, описаны в данном руководстве. Также описаны процедуры поиска и устранения некоторых моментов не связанных с электроникой, например попадание в топливо сторонних примесей или вибрация ощущаемая в пассажирском салоне.
Ниже представлен вид документа с электронного ресурса AIRBUSWORLD
Неисправности регистрируемые электроникой самолета и отображаемые на дисплее.
Начнем с самой логики поиска причины неисправности регистрируемой самолетной электроникой. Первым делом даже если нет текущих сообщений, инженер на борту после полета распечатывает PFR post flight report - рисунок ниже.
Из распечатки мы видим следующие данные:
GMT - время по Гринвичу (Greenwich Mean Time (GMT)
PH - фаза полета (Стоянка, Руление, Взлет, Набор высоты, Круиз, Снижение, Посадка)
ATA - Глава согласно ATA 100 спецификации
MESSAGE - Текст самого сообщения.
Обращаю внимание, сообщения разбиты на 2 части, как описано ранее.
WARNING/MAINT. STATUS MESSAGES - часть из них попала на дисплей к пилотам.
FAILURE MESSAGES - часть осталась неизвестна для экипажа.
Доступ к данной распечатке мы получаем через MCDU - уже описан выше с приложением фото.
На примере конкретной неисправности мы рассмотрим последующие шаги по поиску и устранению причины.
(Заранее сообщу - опытные пилоты знают как покурить в кабине пилотов в полете, чтобы не сработала пожарная сигнализация, а опытные инженеры вычисляют курильщиков по подобным сообщениям)
Сообщения на изображении выше появляются в случае принудительного выключения обдува авионики и притока воздуха в кабину экипажа, а также отключения датчиков дыма в переднем туалете. Это позволяет курить в кабине, при этом не сработает пожарная сигнализация.
Но мы допустим что первое сообщение появилось вследствие неисправности. VENT BLOWER FAULT.
Простейший путь, это воспользоваться поисковиком в интерактивной системе AIRNAV - X на сайте AIRBUSWORLD
Поисковик выдает ближайшее по смыслу сообщения ссылку, перейдя по которой и раскрыв вкладку POSSIBLE CAUSES (возможные причины) мы видим перечень агрегатов или других причин которые приводят к неисправности (VENT BLOWER) нагнетателя воздуха.
Второй вариант найти причины - обратиться к программе Airn@v
Программа в принципе работает подобным образом. Нажав на интерактивную ссылку ECAM WARNINGS мы попадем в перечень всех возможных сообщений в данной области или на конкретном дисплее.
Далее ищем наше сообщение, чтобы упростить поиск выбираем главу согласно ATA 100 спецификации. (Система кондиционирования и обдув авионики находятся в главе №21)
Нажав на конкретное сообщение, мы получим перечень возможных причин данного сообщения.
Еще один вариант - просто раскрыть главу, раздел и подраздел в Troubleshooting Manual (TSM) которые указаны в сообщении.
Раскрываем подраздел 21-26 и видим интересующий нас нагнетатель VENT BLOWER
Раскрыв ссылку мы видим весь перечень причин, по которым может быть данное сообщение.
-FAN-BLOWER, AVNCS VENT (20HQ )
-CARTRIDGE-AVNCS VENT FILTER (2082HM )
-CNTOR-BLOWER FAN CTL, AVNCS VENT (8HQ )
-C/B-AVNCS VENT/BLOWER/FAN (1HQ )
-AEVC (10HQ )
-C/B-AIR COND/AVNCS/VENT/MONG (3HQ )
-PRESS SW-BLOWER FAN, AVNCS VENT (17HQ )
-PRESS SW-BLOWER FAN, AVNCS VENT (19HQ )
-wiring
(FIN) Functional Item Number Функциональный Номер Изделия
Как видно из заголовка. FIN это номер конкретного изделия, блока, насоса, кресла, иллюминатора, аккумулятора. На воздушном судне могут быть установлены множество одинаковых деталей, но расположены они в разных местах (справа или слева, верхний или нижний, 1й или 3й ряд кресел, 5й или 8й лючок в топливном баке) В тонкости вдаваться не будем, но основной смысл данного номера - определить конкретную деталь на ее конкретном месте.
В нашем примере -FAN-BLOWER, AVNCS VENT имеет FIN (20HQ ) зная устройство системы обдува авионики мы понимаем что у нас 2 вентилятора, один нагнетает воздух, другой его извлекает. По названию в принципе понятно что у нас неисправность в нагнетателе у которого функциональный номер (20HQ) рисунок ниже.
Но визуально оба насоса одинаковы, и работают с одинаковой интенсивностью, они в принципе взаимозаменяемы местами, разница лишь в том, что один нагнетает, другой извлекает. На рисунке ниже насос который извлекает воздух и у него уже другой FIN (18HQ ). У него совсем другая задача и установлен он в другом месте, хотя и в одной системе и имеет точно такой-же чертежный номер.
Какова дальнейшая логика действий?
Действовать следует так, как гласит документ FIM. Логика здесь следующая:
1) Первым делом необходимо подтвердить наличие дефекта, это немаловажный пункт и игнорировать его не стоит, ведь причиной появления сообщения о дефекте могла быть смекалка пилотов которые решили покурить во время полета. (схема описана выше). Ведь это мог быть вовсе не дефект.
2) Только следующим шагом мы ищем саму причину дефекта. И снова действовать стоит так, как написано в документе.
Пренебрегая этой последовательностью или не выполняя ее вовсе, опираясь на свой опыт мы рискуем пропустить первый самый важный шаг или два шага. Таким образом можно заменить кучу дорогостоящих компонентов, прозвонить километры проводов, потратить десятки часов на поиск несуществующего дефекта или существующего, но устраняемого первым элементарным шагом.
В общем документ написан базируясь на большой статистике, подтвержденной годами эксплуатации и даже если вы крутой инженер с десятком лет опыта работы на конкретном самолете, вы можете поставить компанию на большие деньги, задержки рейсов, расследования авиационных властей и даже поставить на кон собственную карьеру, пренебрегая тем, что написано для вас.
На следующем рисунке приведена последовательность действий, далее без приведения примеров буду описывать текстом последовательность представленную в TSM.
Fault confirmation (Подтверждение дефекта)
Для подтверждения наличия дефекта мы мы:
1) предварительно делаем ресет системы выдергиванием C/B circuit breaker (АЗС автомат защиты сети)
2) далее выполняем тест системы через MCDU.
3) Считываем крайнюю записанную в памяти запись о неисправности относящиеся к данной системе.
4) Считываем ошибки третьего класса (которые не видны пилотам - описано выше)
5) Если в системе одновременно зарегистрирована еще одна ошибка связанная заслонкой открывающей отверстие для нагнетание воздуха, необходимо выполнить дополнительные шаги TSM (допустим у нас все чисто)
6) Если выполненными действиями мы подтверждаем наличие дефекта, только после этого приступаем к поиску причины.
Fault isolation (Устранение дефекта)
Действуя строго по процедуре мы видим раздвоение на первой стадии, поскольку нагнетатели бывают нескольких типов и в них встроены разные датчики или индикаторы.
1) Смысл задачи в том чтобы сделать ресет нагнетателя кнопкой на самом нагнетателе и убедиться в том, что красная лампочка на корпусе погасла.
2) Если она погасли и не загорелась снова нужно выполнить проверку фильтра (если фильтр забит - заменить его) на этом TBS закончен.
3) Если фильтр чист и причина перегрева или остановки не в нем, выполняем следующий шаг.
4) Снова делаем тест всей системы, если дефект продолжается - проверяем C/B circuit breaker (АЗС автомат защиты сети) - если их выбило, делаем следующий шаг.
5) Визуально проверяем коннектор FIN (1276VC) (on panel 107VU) согласно ESPM Electrical Standard Practices Manual документ описывающий стандартную практику работы работы с электрическими системами. Конкретная страница по проверке ESPM 20-52-11 на рисунке ниже:
6) Если с коннекторами все в порядке и дефект продолжается необходимо заменить реле FIN ( 8HQ ) указано на рисунке ниже.
7) Если снова не помогло, необходимо заменить сам нагнетатель VENT/BLOWER/FAN ( 1HQ ).
8) Далее по списку меняются:
автомат защиты сети C/B-AVNCS VENT/BLOWER/FAN FIN ( 1HQ )
компьютер управления системой AEVC FIN ( 10HQ )
9) И начинается прозвонка проводов.
В логике поиска и устранения неисправностей всегда присутствует слово ЕСЛИ (IF) смысл в том, что на самой первой стадии при проверке автомата защиты сети он мог быть не выбит, а находиться в замкнутом положении и тогда вся цепочка поиска пошла бы по другому алгоритму, как правило начиная с прозвонки питающих цепей.
SWAP (переставлять, поменять местами)
Что это за зверь такой этот СВОП???
Вышедший из строя нагнетатель необходимо заменить на новый, но если его нет в наличии или после замены окажется, что дело было не в нем… как быть?
Можно сэкономить время и воспользоваться таким же нагнетателем на соседнем месте, просто переставить его на место подозреваемого. Это и называется СВОП или подмена. Это частая практика в работе и ее не избежать. Запчасти подкидывают с соседнего места, с другого самолета стоящего рядом или со склада. Если выясняется что замена конкретного компонента не помогла делают подмену следующего и так по списку.
Поставить на место подозреваемого компонента заведомо исправный компонент и проверить систему в работе. Если все заработало, тогда следует менять на новый.
Осторожно СВОП - в чем стоит проявлять осторожность?
Выполняя непоследовательно процедуры TSM мы можем четко понимать что неисправен нагнетатель, но мы не понимаем причину неисправности. Представим ситуацию, при которой нагнетатель вышел из строя из за короткого замыкания в цепи или из-за засорения фильтра. Мы не выполнили последовательно все пункты, заменили нагнетатель, он заработал и мы спокойно закрыли дефект в бортовом журнале. В следующем полете нагнетатель сгорает повторно!!!
Забитый фильтр или К/З в реле сожгут его снова, для избежания повторных дефектов, просто необходимо следовать логики TSM несмотря на то, что СВОП сразу помог.
Неисправности не связанные с электроникой.
Мы разобрали неисправность, которую можно диагностировать с помощью электронных систем самолета. Как быть если обнаружена неисправность которая не диагностируется или вообще о которой сложно узнать, если специально не проверить конкретное место. (коррозия, вмятины, течи, ослабленные болты и заклепки, попадания молнии, оторванные или изношенные элементы)
Подобные неисправности обнаруживаются во время визуальных проверок, либо специальных детальных инспекций. Например такая форма обслуживания как Daily Check или 48 Check заключают в себе в основном визуальные проверки. У пилотов есть своя форма предполетной подготовки, у инженеров своя. В принципе большинство проверок на самолете выполняется методом визуального осмотра.
Тяжелые формы обслуживания подразумевают более глубокое исследование воздушного судна, вскрытие панелей, топливных баков, и многого другого. На таких формах выполняются специальные тесты с помощью дополнительного оборудования, например методами неразрушающего контроля или гидро и электростатические тесты.
Так появляются коррозии, трещины, течи, и другие дефекты.
Мы рассмотрим пару примеров из того, что сложно или вовсе невозможно диагностировать электроникой самолета и самолет сам об этом вас не предупредит.
Вмятина
Рассмотрим наиболее типичный тип вмятин, это повреждение ВНА (Входной Направляющий Аппарат) мотора или AIR INTAKE LIP
Визуальная проверка звучит следующим образом
(1)Do a general visual inspection of the air intake lip and the inlet cowl.
(2)Make sure that there are no signs of corrosion, cracks or damage.
(3)Make sure that all the installations (wiring, ducting, piping) are correctly attached.
Дословный перевод яндекс переводчика
- Сделайте общий визуальный осмотр кромки воздухозаборника и впускного капота.
- Убедитесь, что нет никаких признаков коррозии, трещин или повреждений.
- Убедитесь, что все установки (электропроводка, воздуховоды, трубопроводы) правильно подключены.
Мы обнаруживаем вмятину, наши первые действия - оценить, возможно ли вообще летать с такой вмятиной. Чтобы это определить необходимо понять какие допуска существуют на повреждения в данной зоне.
По логике для получения подобной информации мы обращаемся в AMM (AIRCRAFT MAINTENANCE MANUAL) Руководство по технической эксплуатации воздушного судна.
Согласно АТА 100 спецификации наша деталь относится к двигателю и раздел АММ в котором мы ищем 71-11-00
Номер конкретной работы 71-11-00-210-001-А
Раскрыв данную страницу мы понимаем, что допуска здесь не прописаны, а есть только ссылка на документ согласно которому определяются допуска.
Этот документ называется SRM (STRUCTURAL REPAIR MANUAL) но дело в том, что если мы откроем SRM от производителя AIRBUS мы не увидим там интересующей нас главы или раздела - смотрите рисунок ниже.
Все что приблизительно рядом с двигателем - это только пилон. Смысл в том, что двигатель производит не AIRBUS а компания SAFRAN, а капоты двигателя и ВНА не SAFRAN а компания ROHR Inc.
Поэтому мы видим ссылку на документ производителя конкретного компонента.
Еще раз повторюсь для ясности - AIRBUS производит корпус самолета, крыло и оперение.
Многие другие компоненты производятся другими производителями и будут иметь собственную эксплуатационно-техническую документацию.
Это весь перечень компонентов производимых производителем самолета, допуска на них мы можем найти непосредственно в документации производителя.
TRUCTURAL REPAIR MANUAL
MANUAL FRONT MATTER
51 - CHAPTER 51 - Standard Practices and Structures
52 - CHAPTER 52 - Doors
53 - CHAPTER 53 - Fuselage
54 - CHAPTER 54 - Nacelles/Pylons
55 - CHAPTER 55 - Stabilizers
56 - CHAPTER 56 - Windows
57 - CHAPTER 57 - Wings
Все остальное мы будем искать в документах производителей компонентов. В нашем случае это ROHR Inc. Как мы определили что это именно ROHR?
В ячейке указан Cage Code 51563
Cage Code - The Commercial and Government Entity Code, or CAGE Code, is a unique identifier assigned to suppliers to various government or defense agencies, as well as to government agencies themselves and various organizations. CAGE codes provide a standardized method of identifying a given facility at a specific location.
Это код производителя компонентов согласно спецификации НАТО.
Чтобы найти техническую документацию для конкретного компонента необходимо открыть документ под названием СМММ (Component Maintenance Manual Manufacturer) - это перечень всей технической документации от сторонних производителей и поставщиков компонентов для данного самолета. Рисунок ниже.
Стоит отметить важную информацию, полнота данного списка будет напрямую зависеть от уровня сервиса заказанного у производителя самолета. То-есть вам как конкретному заказчику с вашим логином и паролем может быть доступен неполный список документации от поставщиков и производителей.
В случае если у вас в списке не оказалось нужного вам производителя и конкретной детали документацию можно разово запросить непосредственно на сайте производителя компонента.
Код производителя нам уже известен и указана конкретная глава и название технической документации.
- NSRM (non manufacturer structural repair manual) - это документ по структурным ремонтам от производителя компонента.
- Cage Code 51563 - согласно кодификации НАТО это производитель ROHR Inc.
- 54-10-00 это глава или раздел в документе, описывающий конкретный ремонт или инспекцию.
Разовый запрос на получение конкретного раздела может быть бесплатным, но если вы хотите иметь полный доступ к документации придется оформить подписку на сайте производителя. Но удобней всего просто получить более расширенный доступ на сайте AIRBUS.
В нашем конкретном случае документа в доступе не оказалось и мы идем хитрым путем, находим на сайте производителя информацию о крайней ревизии документа, далее просто запрашиваем коллеги из других авиакомпаний или обслуживающих организаций интересующий нас документ с нужной нам ревизией.
Документ нам предоставили в PDF формате, но им пользоваться достаточно просто.
Здесь все достаточно просто, мы имеем всего 3 зоны, 2 из которых допускают какие либо повреждения, 1 зона повреждений не допускает.
Ниже на рисунке обозначил зоны цветами. Допуски на повреждения будут разными поскольку внешняя часть мотора композит, внутренняя часто алюминий. Зона в районе стыков не допускает никаких повреждений.
Движемся дальше к оценке повреждения.
Как указано в тексте - для оценки повреждения обратиться к таблице №101
Пролистав вниз, находим таблицу и смотрим допуска.
Предварительно, необходимо выполнить замеры повреждения, с помощью миллиметровой линейки и глубиномера или штангенциркуля.
Важно отметить, что для разных типов повреждения описаны разные допуска, вмятина, зарубка, коррозия в одном и том же месте могут быть допустимы или нет.
Первым пунктом указано, что никаких трещин не допускается - если визуально обнаружена трещина дальнейшая эксплуатация агрегата запрещена, необходима замена.
Допустим у нас вмятина, самый простой вариант - без острых углов, зарубок и коррозий, в допустимой зоне. Оценивать мы будем по варианту - B
B. Максимальный диаметр вмятин 1,00 дюйма (25,4 мм). Максимальная глубина 0,10 дюйма (2,54 мм). Должна быть гладкой, без резких складок, выемок или трещин. Выдернутые или ослабленные заклепки не допускаются. Должны быть отделены от других вмятин не менее чем на 10 дюймов (254,0 мм). Максимум три вмятины в каждом сегменте. Выполнить повторную инспекцию на 750 летных часах / 750 летных циклах / 4 календарных месяца (в зависимости от того, что наступит раньше). Ремонт на 7500 летных часах / 5000 летных циклах / 24 календарных месяца (в зависимости от того, что наступит раньше).
Нам необходимо сделать запись в бортовом журнале о том, что дефект оценен согласно конкретной документации, повреждение находится в лимитах и необходимо выполнить повторную инспекцию через определенное время, также необходимо выполнить ремонт до полного восстановления через определенное время.
Эта информация попадет в отдел планирования и они в нужное время выдадут карту наряд на необходимые действия.
Описанные выше 2 частных случая наиболее типичны в практике поиска и устранения неисправностей в гражданской авиации.