Разработка программы ТО на базе стандарта MSG-3 для самолетов Boeing-737-500, эксплуатируемых в авиакомпании ФГУП ГТК «Россия»

Аннотация

Дипломная работа преследует несколько целей:

— изучение зарубежных методов и правил построения программ технического обслуживания авиационной техники;

— определение преимуществ MSG-3 перед MSG-2 при формировании программы ТО современной авиационной техники;

— разработка программы ТО на базе стандарта MSG-3 для самолетов Boeing-737−500, эксплуатируемых в авиакомпании ФГУП ГТК «Россия».

В отечественной литературе практически не представлена информация о процессах формирования программ ТО авиационной техники, зарубежная литература на эту тему у нас в стране также не доступна. В дипломной работе были проведены анализ и систематизация данных, полученных от зарубежных специалистов, руководящих документов и опыта эксплуатации иностранной техники в авиакомпании ФГУП ГТК «Россия».

Это исследование было необходимо для разработки новой программы ТО самолетов Boeing-737−500, эксплуатируемых авиакомпанией. Программа в данный момент находится в стадии утверждения авиационными властями Ирландии (страны регистрации ВС). Необходимость разработки обусловлена расторжением договора с компанией Lufthansa Technik об инжиниринговом обеспечении, т. е. разработка всех программ ТО ложится на инженерный центр ФГУП ГТК «Россия», в котором работает автор дипломной работы.

На данный момент высшим руководством компании принимается решение о том, какой стандарт положить в основу программы ТО, но в рамках дипломной работы готовы были проработаны оба варианта.

Условные сокращения

ALI — Airworthiness Limitation Item (для Airbus), Airworthiness Limitation Inspection (для Boeing).

AMM — Aircraft Maintenance Manual. Руководство по техническому обслуживанию ВС.

ATA — Air Transport Association of America, Американская Ассоциация Воздушного Транспорта.

CDCCL — Critical Design Configuration Control Limitations

EASA — European Aviation Safety Agency. Европейская Ассоциация Безопасности на Воздушном Транспорте.

MPD — Maintenance Planning Data. Руководство по созданию программы ТО.

MRB — Maintenance Review Board. Комитет по разработке первоначального перечня работ по плановому ТО.

MRBR — Maintenance Review Board Report. Отчет комитета по разработке первоначального перечня работ по ТО.

MSG — Maintenance Steering Group. Методика формирования планового ТО.

MSI — Maintenance Significant Item. Важный объект для ТО.

NTSB — National Transportation Safety Board

FAA — Federal Aviation Administration, Федеральная авиационная администрация США.

OBIGGS — On Board Inert Gas Generating System.

PPH — Policy and Procedures Handbook

SFARSpecial Federal Aviation Rules

SSI — Structure Significant Item. Важный объект конструкции для ТО.

MEL — Minimum Equipment List. Минимальный перечень исправного оборудования, с которым разрешен вылет.

ВС — Воздушное Судно ПЛГ — поддержание летной годности СТЭ — Система Технической Эксплуатации ТОиР — Техническое Обслуживание и Ремонт

Система технического обслуживания и ремонта (ТОиР) воздушных судов (ВС) гражданской авиации (ГА) определяет эффективность их использования и затраты на техническую эксплуатацию ВС. Стоимость ТОиР для каждого экземпляра современных типов ВС, включая запчасти и оборудование, за весь срок эксплуатации в 2−3 раза превышает начальную стоимость ВС, что подтверждает актуальность решения задач повышения качества системы ТОиР и эффективности ее функционирования.

Зарубежная практика создания новых типов ВС включает процесс проектирования системы ТОиР непосредственно в этап проектирования ВС и предшествующий ему этап технико-экономического обоснования, что позволяет создавать конструкцию ВС под выбранную систему ТОиР с учетом всех ожидаемых условий эксплуатации ВС этого типа.

В отечественной системе ТОиР программа ТО в виде Регламента ТО формируется производителем совместно с авиационными властями для всех авиакомпаний одинаковая. Отступления от Регламента невозможны до тех пор, пока он не будет утвержден и пересмотрен производителем для всех авиакомпаний, эксплуатирующих данный тип.

В зарубежной системе ТОиР программу ТО каждая авиакомпания разрабатывает для себя самостоятельно на основе документов, предоставляемых производителем и авиационными властями страны регистрации ВС.

Авиакомпанией ФГУП ГТК «Россия» эксплуатируется парк из 5 самолетов Boeing-737−538, программа ТО которых была составлена компанией провайдером инжинирингового и логистического обеспечения Lufthansa Technik на базе устаревшей логики стандарта MSG-2. Сегодня Boeing Inc. предоставляет возможность авиакомпаниям перейти на более современный уровень ТО, в основе которого лежит новейшая логика формирования процессов ТО в соответствии с новым стандартом MSG-3.

Производителем предоставляется руководство по созданию программы ТО — Maintenance Planning Document. Перевозчик должен решить для себя один вопрос — зачем ему нужно переходить на новую логику ТОиР?

Для того чтобы определиться с необходимостью перехода на программу ТО, основанную на MSG-3, необходимо провести исследование и понять природу и принципы формирования программы ТО за рубежом, а также понять — что такое MSG.

Только имея полное понимание этих процессов, можно приступать к самостоятельной разработке программы ТО.

Существует несколько причин, по которым авиакомпаниям следует переходить с логики формирования программы ТО MSG-2 на логику MSG-3:

1. В MSG-2 не учитываются должным образом скрытые функциональные отказы (это становится особенно важным в новейших «электронных» самолетах).

2. В MSG-2 не различаются работы по техническому обслуживанию, направленные на поддержание летной годности и на сокращение экономических издержек.

3. Логика MSG-2 является недостаточно строгой. В ней пользователь может сам определять, что он хочет сделать с изделием и интерпретировать требования MSG-2 по-своему. В этих условиях на принятие решений очень сильно влияние может оказывать человеческий фактор.

4. MSG-2 не ссылается, а следовательно и не учитывает конкретные документы авиационных властей FAA, например: FAR 25.571 допуски на повреждения и усталость конструкции, программа контроля и предупреждения коррозии (CPCP), расширенный зональный контроль (EZAP), работы и интервалы при попадании в зоны электромагнитных полей повышенной интенсивности.

5. Как правило, MSG-3 подразумевает меньше плановых работ по ТО, чем MSG-2, т.к. третья версия стандарта использует философию контроля состояния ВС «сверху вниз», а не «снизу вверх».

a. Например, гидравлический насос с точки зрения MSG-2 мысленно разбивается на части, и анализируется — какие из них могут отказать влияние на отказ. После этого выбираются работы по техническому обслуживанию, направленные на предотвращение отказа любой из частей.

b. Напротив, с точки зрения логики MSG-3 рассматриваются гидравлические системы, и определяются условия отказа каждой из систем. В зависимости от результата (влияние на безопасность полета или экономичность) определяется эффективный объем работ, чтобы предотвратить потерю системы целиком.

6. MSG-3 предоставляет эксплуатанту мощный аналитический инструмент, который позволяет минимизировать, а иногда и вообще устранить влияние человеческого фактора при формировании объема работ по ТО. У руководителей организаций по поддержанию летной годности появится более четкое представление о необходимости проведения тех или иных работ. Можно будет достаточно аргументировано убирать избыточные и добавлять необходимые работы.

7. Много сложностей возникает при определении стратегии технического обслуживания компонентов: по ресурсу, по состоянию или по состоянию с контролем уровня надежности, когда нет накопленной информации, если изделие новое. Какие именно работы надо проводить, когда изделие эксплуатируется по состоянию: детальный осмотр или опробование, operational check или visual check, или всего лишь внешний осмотр?

8. Ожидается, что переход на программу ТО, основанную на MSG-3, даст реальную и ощутимую экономическую отдачу. Прогнозируемое уменьшение экономических затрат на плановое ТО может достигнуть 30%. Экономия достигается путем уменьшения количества работ по ТО или увеличения интервалов между работами и уменьшения времени простоя авиационной техники путем равномерного распределения работ в течение жизненного цикла.

Разумное уменьшение количества работ по ТОиР зачастую положительно влияет на безопасность эксплуатации ВС. Большее количество работ означает больше вероятности ошибок при выполнении и завершении работ. Влияние человеческого фактора при выполнении операций по ТО очень высоко.

9. Переход на логику формирования программы ТО MSG-2 поддерживается авиационными властями различных стран.

1. Формирование современных программ ТО ВС

1.1 Концепция технического обслуживания и ремонта

Техническое обслуживание (ФАП-145) — комплекс работ, выполняемый для поддержания летной годности ВС при его подготовке к полетам, а также при обслуживании ВС и его компонентов после полетов, при хранении и транспортировке.

Техническая эксплуатация АТ представляет собой состояния и процессы:

— функционирования АТ;

— подготовки ВС к полетам;

— контроля и поддержания свойств АТ.

К ТОиР АТ относят комплекс работ, направленный на подготовку ВС к полетам, поддержание исправности, работоспособности и правильности функционирования, при использовании ее по назначению, при хранении и транспортировке. Формы и виды ТО, их содержание и регламентация определяются ЭТД для конкретного типа АТ.

Ремонтом можно называть одно из состояний АТ, во время которого проводятся работы по восстановлению ресурса изделий, их работоспособности и исправности. Ремонт может быть как плановым (регламентированным), так и неплановым (выполняется при повреждениях и авариях АТ).

Система технической эксплуатации (СТЭ) представляет собой упорядоченную совокупность норм и правил ТЭ в сочетании с организационными, производственными и функциональными структурами, комплексом мер и решений, обеспечивающих их выполнение.

Планирование процессов ТОиР (Maintenance Planning) предполагает:

— разработку концепции ТОиР;

— анализ и конкретизацию требований к изделию в части его обслуживания и ремонта;

— разработку и оперативную корректировку плана ТОиР.

При расчетах, связанных с планированием ТОиР, используют следующие основные показатели:

— средняя продолжительность ТО (ремонта);

— средняя трудоемкость ТО (ремонта);

— средняя стоимость единицы времени (трудоемкости) ТО (ремонта);

— средняя суммарная продолжительность ТОиР;

— средняя суммарная трудоемкость ТОиР;

— средняя суммарная стоимость ТОиР;

— удельная суммарная продолжительность ТОиР;

— удельная суммарная трудоемкость ТОиР;

— удельная суммарная стоимость ТОиР;

— коэффициент готовности;

— коэффициент технического использования.

Определения всех этих показателей содержатся в нормативных документах (например, ГОСТ 27.001−96, 27.002−89, 27.003−90, 27.101−96, 15.206−84, 27.301−96 и др.).

Эффективной программой ТО следует считать программу, которая назначает только такие работы, которые не увеличивают стоимость ТО без соответствующего увеличения надежности и безопасности.

Цели эффективной программы ТО заключаются в:

— обеспечении реализации уровней безопасности и надежности, заложенных в оборудование при его проектировании;

— восстановлении надежности и безопасности до уровней, заложенных в оборудование при проектировании, в случае их понижения;

— получении информации, необходимой для улучшения конструкции тех изделий, надежность которых оказалась недостаточной;

— достижении этих целей с минимальными суммарными затратами, включая затраты на ТО и затраты, вызванные отказами.

Программа ТО сама по себе не может компенсировать недостаточный уровень безопасности и надежности оборудования, заложенный при проектировании. Она может только предупредить снижение этих уровней. Если заложенные при проектировании уровни признаны неудовлетворительными, то для их улучшения необходима доработка конструкции.

На практике программа технического обслуживания представляет собой документ, утвержденный авиационными властями страны регистрации ВС, который определяет требуемые плановые работы по ТО.

1.2 MSG как средство разработки первоначальной программы ТО Для того чтобы составить первоначальную программу ТО, необходим надежный и точный инструмент. Таким инструментом на данный момент является логика MSG.

Программа ТО разрабатывается путем поэтапного логического MSG анализа, основанного на оценке последствий отказа, и ориентированного на правильный выбор работ по ТОиР.

Логический анализ MSG проводится методом оценки возможных последствий функциональных отказов. Эти отказы классифицируются на несколько групп, проводится анализ применимости и необходимости проведения профилактических работ по ТОиР. Классификация устанавливает подкатегории очевидных (явных) для летного экипажа отказов или скрытых (неявных) для него, а также влияние на безопасность, экономичность и регулярность полетов. Для систем самолета и двигателя отдельно выделяется категория «важных» изделий, отказы которых рассматриваются только с точки зрения последствий влияния на безопасность.

Вопросы логической схемы выбора работ расположены в таком порядке, чтобы наиболее предпочтительные, наиболее легко выполнимые работы рассматривались первыми. В случае неприемлемости и неэффективности какого-либо вида работ рассматривается следующий по порядку вид работ и так далее, вплоть до необходимости изменения конструкции.

В первоначальную программу планового ТО включаются работы, обусловленные как экономикой, так и безопасностью. Все имеющиеся требования к поставщику следует рассмотреть в полной мере, обсудить в рабочей группе по техобслуживанию и принять, если они применимы и эффективны с точки зрения критериев MSG-3.

1.3 Процедуры MSG. История развития Разработка программ технической эксплуатации воздушных судов имеет большую историю. Она началась с авиационного бюллетеня 7E (Aeronautical Bulletin 7-E), выпущенного авиационными властями США 15 мая 1930 года. В документе в самых общих чертах описывались требования к держателям сертификата эксплуатанта по поддержанию летной годности АТ. В те времена стоял вопрос лишь о предупреждении авиакатастроф и инцидентов, связанных с ненадлежащим техническим обслуживанием и эксплуатацией АТ.

Со временем, с коммерциализацией полетов, у эксплуатантов появилось стремление сократить издержки на эксплуатацию АТ, сохраняя при этом приемлемым уровень ее надежности и безопасности.

В 1962 году были начаты исследования в области надежности авиакомпаниями США. Когда появились первые результаты, им удалось привлечь авиационные власти США — FAA, чтобы те начали спонсировать разработки. В 1966 году FAA выпустили документ с рекомендациями по созданию программ надежности AC120−17A, который стал основой формирования логических схем для создания программы ТО.

Впервые в 1968 году логика MSG-1 была сформулирована и применена при разработке самолета B747−100/200. Представители авиакомпаний-заказчиков и Boeing Inc совместными усилиями разработали руководство MSG-1, которое называлось: «Оценка технического обслуживания и разработка программы ТО».

Основной задачей документа была разработка таких методов построения программ ТОиР, которые удовлетворяли бы требованиям и пожеланиям органов регулирования, эксплуатантов и производителей АТ (разработчик и изготовитель). Документ MSG-1 содержал описание общей организации и технологии выработки решений для определения первоначальных требований к техническому обслуживанию нового ВС или двигателя.

Новый подход, реализуемый логикой MSG, предполагал, что вероятность отказа систем и компонентов не обязательно увеличивается с возрастом самолета.

Эксплуатация изделий с жестко установленным ресурсом имеет отрицательные стороны:

— случайные отказы не предотвращаются;

— отказы в начальный период эксплуатации изделия не только невозможно предотвратить, но они более вероятны, т.к. уже приработанные изделия, которые отказывают меньше, должны быть сняты из-за выработки ресурса.

Основываясь на этих недостатках эксплуатации «по ресурсу», новая концепция была принята как базовая стратегия ТО, предполагающая что:

— отказ не влияет на безопасность полета;

— отказ не останется незамеченным (скрытым);

— вероятность отказа не увеличивается со временем.

Почти сразу же была подготовлена вторая версия руководства, под названием MSG-2, которая была применима не только к B747, но и ко всем вновь разрабатываемым самолетам. Первыми самолетами, которые были разработаны с учетом требований MSG-2, стали DC10 и L1011. Следом за ними европейский аналог EMSG был применен к самолетам A300 и «Конкорд». Европейская EMSG отличалась от американской MSG-2 тем, что включала в себя структурный и зональный анализ, которые были введены позже в MSG-3.

Очень скоро этими разработками заинтересовалась армия США. Их не интересовала экономическая эффективность, им необходимо было уменьшить время простоя своей техники во время ТО. Программы ТО, основанные на логике MSG, позволяют значительно сократить эти простои. В результате была разработана новая версия логики, основанная на контроле надежности изделий. Эта программа стала основой для разработки третьей версии MSG-3.

Оперативная группа авиатранспортной ассоциации Америки ATA проработала MSG-2 и определила направления его совершенствования. В первую очередь была уточнена логика принятия решений, были четко разграничены экономичность и безопасность, а также сделан особый акцент на скрытые функциональные отказы.

К разработке второй версии руководства подтолкнули следующие факторы:

— необходимость эволюционного развития концепции MSG в связи с началом разработки АТ нового поколения;

— принятие новых авиационных правил, изменивших подход к программам ТО (новые правила по оценке повреждений конструкции, а также появление программы дополнительной проверки на прочность самолетов с большой наработкой для предотвращения усталостного разрушения), которые необходимо было учитывать;

— повышение цен на топливо и увеличение расходов на материальное обеспечение значительно повысило роль экономических оценок, которые оказали значительное влияние на разработку программ ТО. В результате, к программам ТО ужесточились требования по выбору работ — необходимо проводить только те работы, которые обеспечивают поддержание заложенного при проектировании уровня безопасности и надежности при минимальных экономических издержках.

Почти сразу же, в 1980 м году, новая логика MSG-3 была применена к разрабатываемым на тот момент самолетам B757, B767, A310 и A320. 8 лет ушло на совершенствование логики, когда была применена новая редакция MSG-3 rev.1 к самолетам B747−400, B777, MD11, A330 и A340. Во второй редакции MSG-3 rev.2 основным новшеством было добавление улучшенного анализа конструкции ВС.

На данный момент действующей является третья редакция MSG-3 rev.3, с помощью которой были проанализированы новейшие самолеты A380, EMB170 и EMB190.

До появления анализа MSG программы ТО состояли из множества работ по ТО, требовавших съемку исправных изделий для капитального ремонта после выработки ресурса. Ресурсы жестко задавались производителями самолета, двигателя или компонентов. К 1965 году появилось понятие эксплуатации по состоянию «On condition», которое применялось для ограниченного числа изделий некоторых ВС:

— на самолете B727 — система «TARAN"(Test and Replace As Necessary): проверка и замена изделия только при необходимости, использовалась для гидравлической системы;

— на самолете DC9 — система «ITCAN"(Inspect Test Change As Necessary): проверка и замена при необходимости, для изделий воздушной системы.

Руководство MSG находится под контролем ATA, постоянно редактируется, вносятся изменения, ведется работа по совершенствованию процесса анализа. Обновления происходят почти каждый год. За почти двадцатилетнюю историю эволюции MSG-3 были созданы:

— раздел классификации конструктивно-важных мест (SSI);

— методология формирования Программы предупреждения и контроля уровня коррозии планера (CPCP);

— правила и процедуры определения требований к плановому ТО конструкций из композитных материалов.

Некоторые разделы были значительно изменены и дополнены:

— совершенствование перечня и описания видов работ, которые могут быть проведены на ВС;

— добавлен раздел 2−6 по защите от ударов молнии и воздействия электромагнитных полей высокой интенсивности;

— расширен и уточнен процесс выбора важных единиц MSI.

На последнем собрании ATA в апреле 2009 года было принято решение о продолжении поддержки программ ТО, основанных на MSG-2, до тех пор, пока есть авиакомпании, использующие эту логику. Также был принят стандарт обмена информацией между эксплуатантами и производителями АТ — ATA SPEC2000. С его помощью становится возможным мониторинг компонентов и систем самолетов производителем. Производитель сможет обоснованно увеличивать или уменьшать интервалы проведения работ, основываясь на общей информации по компонентам и системам, предоставляемой из общей информационной сети. Стандарт также облегчает обмен данными между поставщиками и заказчиками комплектующих и компонентов.

1.4 Отличия MSG-3 от MSG-2

Для того чтобы определиться в необходимости перехода программы ТО B737−500 авиакомпании ГТК «Россия» с логики MSG-2 на MSG-3, необходимо обозначить их отличия.

Принципиальным изменением, принятым в основу MSG-3 по сравнению с его предшествующими версиями стало то, что логика MSG-3 стала строиться от «задач», а не от процессо-ориентированных работ по ТО, как MSG-2.

1.4.1 Логика действия MSG-2

Логика MSG-2 представляет философию анализа «снизу вверх» (рис. 1) для определения подходящего метода ТО для каждого важного изделия.

Рис. 1. Философия анализа MSG-2 «снизу вверх»

Изделия, важные для ТО, выбираются на самом низком уровне (каждый заменяемый агрегат). Именно на основе этих выбранных изделий формируется большинство работ по ТО. Дополнительные работы по ТО на высшем уровне, которые могут появиться в результате анализа важных изделий, являются результатом невозможности определения подходящего ТО на нижем уровне.

На рис. 2 показана упрощенная схема анализа MSG-2.

Если отказ важного изделия MSI (Maintenance Significant Item) может повлиять на безопасность полета, или в случае, если какие-то функции изделия являются скрытыми или не видимыми экипажу во время выполнения им обычных обязанностей, то необходимо для него назначить работы по ТО, которые могут проводиться:

— HT: Hard time, по ресурсу (плановое ТО), задается ограничение по летным часам, посадкам или календарному времени; обычно требуется снятие с ВС;

— OC: On condition, по состоянию (плановое ТО), задается ограничение по летным часам, посадкам или календарному времени; снятие с ВС требуется только в случае обнаружения неисправности;

Рис. 2. Упрощенная схема процесса анализа MSG-2

Выбор интервала проведения работ по ТО основан на опыте эксплуатации похожего оборудования, анализа изготовителя или анализе отказов (если доступен). Если отказ важного изделия не влияет на безопасность полетов и не имеет скрытых от экипажа функций, планового ТО для изделия не предусматривается, и изделие классифицируется как эксплуатируемое с контролем уровня надежности «Condition Monitored» (CM), то в этом случае состояние изделия будет контролироваться программой надежности.

Количество анализов = (количество функций) X (количество вариантов отказа) X (количество причин отказа)

1.4.2 Логика действия MSG-3

Логика MSG-3 представляет собой философию анализа «сверху вниз» (рис. 3) для определения подходящего метода ТО для каждого важного объекта. Сначала, как и в MSG-2, формируется первоначальный список важных объектов MSI (Maintenance Significant Item), но выбираются они не на агрегатном уровне, а изначально на уровне системы.

Рис. 3. Философия анализа MSG-3 «сверху-вниз»

Кандидаты в важные объекты MSI выбираются на самом верхнем уровне без рассмотрения отдельных агрегатов подсистемы. Спуск до уровня агрегата (низший уровень) имеет место только в случае, если не удалось с помощью анализа подобрать подходящие работы по ТО для подсистемы.

Для примера можно рассмотреть отказ одной из гидравлических систем. Функциональный отказ гидросистемы анализируется на уровне системы, поэтому уделяется внимание тому, что может произойти в случае отказа, а не перебор возможных изделий, отказ которых может стать причиной.

Если произошел отказ только одной системы, то на современном самолете ничего не случится, т.к. в наличии несколько дублирующих друг друга гидросистем. Именно поэтому отказ не является критическим для ВС. Учитывая избыточность функциональных элементов, заложенную разработчиком ВС, анализ MSG-3 от систем к (при необходимости) отдельным компонентам, позволяет уменьшить количество некритичных работ по ТО.

Важно сконцентрироваться на отказе целых систем, поэтому в важные объекты для ТО выбираются в первую очередь не отдельные агрегаты, а системы и подсистемы.

Далее каждый потенциально важный для ТО объект MSI подвергается предварительному анализу, и определяется его влияние на:

— безопасность полетов;

— скрытые функции;

— эксплуатацию;

— экономичность полетов.

Если объект не влияет ни на один из перечисленных пунктов, то он исключается из списка важных для ТО. Работы по ТО для этого объекта не требуются.

Каждый из оставшихся объектов анализируется на 1 этапе и относится к одной из следующих категорий:

— (5) явный — небезопасный;

— (6) явный — эксплуатационный;

— (7) явный — не экономичный;

— (8) скрытый — небезопасный;

— (9) скрытый — безопасный.

Далее на рис. 4 представлена логическая схема первого уровня анализа.

Рис. 4

Далее проходит анализ на 2 этапе, где определяется, желательны или необходимы ли для объекта работы по ТО. Если ответ положительный, то выбирается метод ТО из списка:

— DS: Discard (Утилизация);

— OP: Operational check (Проверка работоспособности (качественная);

— SV: Servicing (Обслуживание);

— RS: Restore (Восстановление);

— FC: Functional Check (Проверка функционирования, количественная);

— IN: Inspection (Инспекция);

— LU: Lubrication (Смазка).

1.4.3 Выбор методов ТО в варианте MSG-2 и MSG-3

В табл. 1 указаны методы ТО, которые применяются в зависимости от классификации возможного отказа. Например, если отказ изделия влияет на экономичность эксплуатации, то по логике MSG-3 будут назначены работы по обслуживанию SV (servicing) и смазке LU (lubrication) в дополнение к плановому ремонту и проверке работоспособности. В этом же случае MSG-2 логика остается бессильной, условия экономичности просто не рассматриваются, используются только стандартные методы MSG-2 — ресурсное снятие агрегата или проверка работоспособности.

Таблица 1

Методика выбора работ по ТО для MSG-2 и MSG-3 анализа

Для организации плановых работ по ТО применяются различные методы. Рассмотрим их применение к конкретным изделиям в табл. 2.

Таблица 2

Примеры применения работ по ТО к конкретным изделиям

2. Организация процесса MSG анализа

2.1 Участники MSG анализа

В процесс MSG анализа вовлечены сразу несколько организаций, которые объединены в комитет по надзор за формированием программы ТО конкретного ВС — MRB (Maintenance Review Board). Комитет создается под эгидой авиакомпаний-заказчиков самолета при сопредседательстве представителей фирмы-поставщика и представителя национальных авиационных властей.

Перед комитетом MRB ставятся задачи: сформулировать, определить и утвердить первоначальную программу ТО для ВС.

К первоначальной программе ТО, издаваемой комитетом, предъявляются требования:

— первоначальная программа ТО должна удовлетворять всем требования авиационных властей страны-регистрации ВС (FAA в США, EASA в Европе);

— программа должна соответствовать требованиям логики MSG;

— соответствие дополнительным требованиям авиакомпаний-операторов ВС.

Результатом работы комитета должен стать утвержденный авиационными властями документ: отчет комитета, содержащий первоначальный обязательный перечень работ и требования к ТОиР. Документ называется MRBR (Maintenance Review Board Report). Далее, авиакомпании, будут на него опираться для создания своих уникальных программ ТО.

На рис. 5 изображена иерархия участников комитета по созданию первоначальной программы ТО.

Сначала рабочие группы WG подготавливают исходные данные и проводят по MSG-3 анализ систем и агрегатов с выбором состава и периодичности работ, включаемых в план ТОиР самолета. Затем происходит согласование предлагаемой программы ТОиР с авиационными властями и формирование объема требований, необходимых для сертификации самолета и включаемых в отчет MRB, утверждаемый авиационными властями, анализ ВС по методологии MSG-3 в целях формирования эффективной программы ТОиР.

Рис. 5 Иерархия участников MSG анализа

Working groups. Рабочие группы состоят из представителей производителя самолета, поставщиков компонентов, авиационных властей и авиакомпаний. Председатель комитета по надзору, MRB chairman, закрепляет компетентных представителей авиационных властей за каждой рабочей группой в качестве советников. Представители должны быть из различных сертификационных отделов FAA.

Перед рабочими группами ставятся задачи:

— определить перечень работ по ТО;

— ревизия первоначального MSG анализа, проведенного производителем ВС;

— выбор наиболее подходящих работ по ТО и интервалов их проведения;

— формирование окончательного документа для передачи в координационный комитет промышленности ISC для утверждения.

Industry Steering Committee. Координационный комитет промышленности состоит из представителей производителя самолета, поставщиков компонентов, авиационных властей и авиакомпаний.

В комитете сопредседательствуют представитель менеджмента компании-производителя самолета и представитель авиакомпаний операторов.

Перед координационным комитетом ставятся задачи:

— определение и утверждение политики и процедур работы комитета по надзору за формированием ТО (MRB);

— направление деятельности рабочих групп;

— пересмотр и утверждение результата работы каждой группы;

— координация деятельности рабочих групп между собой;

— оформление и отправка проекта программы ТО для утверждения авиационными властями (FAA).

Председатель группы ISC выполняет следующие функции:

— определяет необходимое количество и назначение рабочих групп WG’s;

— предоставляет информацию председателю контролирующего собрания MRB о составе рабочих групп, поименные списки каждой группы; сообщает обо всех изменениях в ходе работ;

— организует разработку и утверждение документа Policy and Procedure Handbook (PPH), а затем отправку его производителю для проверки и пересылки председателю контролирующего собрания MRB;

— организует проведение необходимого обучения требованиям стандарта MSG-3 и технического обучения для всех членов группы ISC, рабочих групп WG и советников FAA;

— приглашает председателя и назначенных представителей контролирующего собрания MRB на встречи группы ISC.

— участвует во встречах, организуемых контролирующим собранием MRB;

— проверяет и редактирует результаты работы рабочих групп WG’s;

— предоставляет техническую документацию и результаты анализа для проекта отчета MRBR;

— формирует и представляет проект отчета MRBR производителю.

MRB Chairman. Председатель комитета по надзору за формированием программы ТО назначается авиационными властями. Задача председателя заключается в окончательной ревизии первоначальной программы ТО и ее утверждение.

Производитель АТ. Производитель выполняет следующие функции в процессе формирования первоначальной программы ТО:

— предоставляет группе ISC необходимые перечни изделий важных в плане ТО (Maintenance Significant Items) и конструктивно-важных изделий (Structure Significant Items), вместе с необходимыми данными, используемыми при обосновании перечней работ по ТО;

— организует проведение технической учебы и консультации по данному типу ВС для представителей MRB, ISC, и WG’s;

— обеспечивает своевременное предоставление рабочим группам WG’s необходимых данных для проведения анализа MSI’s и SSI’s;

— обеспечивает своевременное предоставление соответствующим рабочим группам WG и комитету ISC информацию по вопросам сертификации и требований авиационных властей по поддержанию летной годности, содержащихся в документах ALI’s (Airworthiness Limitation Items) и CMR (Certification Maintenance Requirements).

— участвует в деятельности группы ISC и рабочих групп WG’s;

— отправляет проект отчета MRBR председателю комитета MRB на утверждение не позже чем за 90 дней до планируемого срока утверждения.

2.2 Отчет MRBR и MPD

Отчет MRBR представляет собой документ, используемый авиаперевозчиками для формирования собственной уникальной программы технической эксплуатации ВС. Отчет MRBR в обязательном порядке разрабатывается для гражданских воздушных судов с максимальной взлетной массой 15 тонн и выше.

Отчет MRBR должен содержать первоначальный минимум работ по техническому обслуживанию (по мере накопления опыта эксплуатации типа, перечень работ и интервалы будут изменяться, чтобы улучшить экономичность ТО и сократить простои) для отдельного типа воздушного судна и для его двигателей без съема с самолета. Работы по техническому обслуживанию двигателей после съема их с самолета в отчете MRBR не рассматриваются, а регламентируются отдельными документами.

Отчет MRBR не заменяет собой программу технической эксплуатации воздушного судна, а всего лишь является основой для ее разработки.

После утверждения авиационными властями (в США — FAA) отчет MRBR используется как основа для разработки уникальной программы ТО ВС каждым эксплуатантом. Несмотря на то, что программы у разных эксплуатантов (авиакомпаний) могут сильно отличаться, первоначальные требования для конкретного типа ВС являются одинаковыми для всех. Для того, чтобы программа ТО, разработанная на основе отчета MRBR авиакомпанией-эксплуатантом, стала применима к конкретным ВС, она должна быть также утверждена авиационными властями страны регистрации данного ВС.

На основе отчета MRB и согласованной программы ТОиР, производитель самолета издает документ по планированию ТОиР (MPD — Maintenance Planning Document) и готовит раздел Руководства по эксплуатации «Ограничения летной годности». Этот раздел также утверждается авиационными властями и является основным документом, ограничивающим ресурсы и сроки службы компонентов и агрегатов планера исходя из их отказобезопасности и влияния на летную годность.

На основе этих документов специалистами каждой конкретной авиакомпании формируется собственный комплект документов, регламентирующий эксплуатацию самолета в авиакомпании. Этот комплект утверждается авиационными властями страны регистрации конкретного ВС. В данном случае все самолеты Boeing-737, эксплуатируемые в ГТК «Россия» находятся под надзором Ирландских авиационных властей (Irish Aviation Authority). Утверждение плана ТОиР является основанием для начала эксплуатации ВС по его правилам. На рис. 6 схематически изображен процесс формирования программы ТО и ее применения эксплуатантом.

Рис. 6. Процесс формирования и использования программы ТО

3. Методика MSG анализа

3.1 MSG анализ

Методика разработки программы ТО для систем и силовой установки, включая агрегаты и ВСУ, подразумевает применение последовательного логического анализа и оценки к каждому изделию, важному для технического обслуживания (системе, подсистеме, модулю, агрегату, вспомогательной конструкции, блоку, запчасти и т. д.), и использует имеющуюся техническую информацию. Оценка основана на функциональных отказах изделий и их причинах.

3.1.1 Первоначальный отбор кандидатов в важные для ТО объекты MSI

Прежде чем логика MSG-3 сможет быть использована для какого-либо объекта, должны быть выявлены важные системы и агрегаты самолета — MSI (Maintenance Significant Item). Процесс определения изделий, важных для технического обслуживания, является консервативным, основанным на ожидаемых последствиях отказа, с использованием инженерных оценок.

Разработчик делит самолет на основные функциональные части — системы и подсистем — согласно разделам ATA. Также в процесс включаются элементы конструкции и аварийно-спасательные средства. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будут определены все заменяемые на самолете элементы. Затем с помощью метода анализа «сверху-вниз» разработчик составляет перечень изделий, к которым будут применяться критерии выбора MSI.

До применения логических схем MSG-3 к изделию АТ должна быть заполнена предварительная ведомость, в которой:

— изделие четко определено как MSI;

— озвучены функции изделия, функциональные отказы, последствия отказов, причины отказов;

— внесены любые дополнительные сведения, относящиеся к изделию (ссылка на раздел ATA, применяемость в парке, обозначение изготовителя, краткое описание изделия, ожидаемая интенсивность отказов, скрытые функции, необходимость включения в Перечень минимального количества исправного оборудования для вылета самолета (MEL), резервирование агрегатов и систем).

Эта ведомость предназначается для подтверждения соответствия требованиям эксплуатанта, и должна быть составной частью общей документации MSG-3 по этому изделию.

Далее к выделенным важным объектам задаются вопросы:

— Может ли отказ данного объекта (подсистемы) повлиять на безопасность эксплуатации на земле или в воздухе?

— Можно ли отказ данного объекта (подсистемы) быть замечен в процессе нормальной эксплуатации?

— Может ли отказ данного объекта (подсистемы) повлиять на эксплуатацию?

— Может ли отказ данного объекта (подсистемы) повлиять на экономичность эксплуатации?

Для тех изделий, которые имеют на все четыре вопроса отрицательный ответ, анализ MSG-3 не требуется, и в дальнейшем нет необходимости в проведении анализа выбора MSI на низших уровнях. Кроме того, для исключения повторного анализа, следует перечислить изделия низшего уровня для определения тех, которые в дальнейшем не будут оцениваться. Этот перечень должен быть представлен изготовителем Координационному комитету промышленности (ISC) для рассмотрения и утверждения.

Для изделий, которые имеют положительный ответ по крайней мере на один из четырех вопросов, анализ MSG-3 необходим, а наилучший для рассмотрения уровень должен быть утвержден. Следует уделить внимание выбору оптимального для рассмотрения уровня, который включает изделие как часть такой же оптимальной системы для рассмотрения.

Изделие MSI обычно является системой или подсистемой на один уровень выше самого низкого уровня, определенного Этапом 1. Этот уровень считается наилучшим для рассмотрения, т. е. он достаточно высок, чтобы избежать ненужного анализа, но достаточно низок, чтобы обеспечить необходимый анализ и охват всех функций, функциональных отказов и их причин.

Как только оптимальный для рассмотрения уровень будет утвержден, перечень изделий, полученный в результате анализа, считается «перечнем кандидатов в MSI» и передается изготовителем в Координационный комитет промышленности, который, в свою очередь, рассматривает и утверждает этот перечень для последующего распределения между рабочими группами.

Рабочие группы прорабатывают перечень кандидатов в MSI и, используя анализ MSG-3, оценивают выбранный наилучший для рассмотрения уровень. Если необходимо, предлагают изменения по перечню MSI. Эти изменения направляются в Координационный комитет промышленности. Основная цель проработки перечня рабочими группами — это проверка того, что ни одно важное для ТО изделие не упущено, и выбран правильный уровень для анализа. Следует отметить, что хотя изделие может быть выбрано в качестве MSI и будет проанализировано, это не означает, что обязательно будут проводиться работы по этому изделию.

3.1.2 Анализ важных объектов MSI и формирование требований к программе ТО Утвержденный список MSI анализируется в соответствии с логикой MSG.

На рис. 7 изображен процесс анализа важных объектов, таким образом, реализуется классификация. Все объекты должны быть отнесены к одной из пяти категорий.

Далее двухуровневым анализом очевидных и скрытых функциональных отказов определяется перечень задач методов ТО (табл. 3), которые следует применить во время ТО ВС по программе ТОиР с учетом требований безопасности (фактор безопасности), готовности ВС к эксплуатации (эксплуатационный фактор) и экономичности (экономический фактор).

Рис. 7. Блок-схема проведения MSG-3 анализа категории объекта Таблица 3

MSG-3 анализ. Определение методов ТО

Если все ответы на вопросы будут отрицательными, необходимо вносить конструктивные изменения ВС.

Для того чтобы проводить дальнейший анализ кандидата в важные объекты, необходимо определить (табл. 4) все его:

— функции;

— возможные отказы этих функций;

— возможные последствия этих отказов;

— причины этих отказов.

Таблица 4

Пример определения функций объекта, его отказов и последствий отказов

В результате проводится MSG анализ для девяти пунктов на втором уровне. Если все девять пунктов не дали в результате никаких работ по ТО, то объект исключается из списка важных для ТО.

Все работы по ТО, полученные при анализе, собираются в список, разбитый по разделам ATA, чтобы сформировать базовую программу ТО.

Перечисленные важные объекты для ТО MSI публикуются в отчете комитета по надзору за созданием программы ТО, который представляет собой минимальные требования к программе ТО самолета. На основе отчета авиакомпании разрабатывают свои программы ТО, включая необходимый минимум, описанный в отчете.

Дополнительные работы по ТО могут быть основаны на:

— документе по планированию ТО (MPD), который включает в себя информацию обо всех важных объектах MSI и дополнительные требования производителей самолета и оборудования.

— опыте эксплуатации в авиакомпании;

— данных по надежности изделий авиакомпании;

— рекомендациях производителей, издаваемых в виде сервисных бюллетеней и информационных писем;

— обязательных требованиях авиационных властей, издаваемых в директивах поддержания летной годности (AD's), указаниях авиационных властей (FAR's) и требованиях сертификации (CMR's).

Ревизии и изменения уже существующих работ по ТО должны удовлетворять анализу MSG-3 и быть аргументированы данными по надежности.

Дополнительные обязательные работы не изменяются во время ревизий по желанию авиакомпании, изменение интервалов может быть только в сторону уменьшения.

3.2 Примеры анализа

3.2.1 Кислородное оборудование экипажа Boeing-737 (раздел ATA 35−11)

Сначала необходимо определить все функции, возможные отказы и последствия этих отказов (табл.5).

Таблица 5

Определение функций и последствий отказов изделия

Далее необходимо провести анализ первого уровня, чтобы отнести отказ и последствие к определенной категории (рис.8).

Рис. 8. MSG-3 анализ первого уровня

Пояснение процесса ответов на вопросы указано в табл.6.

Таблица 6

Пояснение процесса анализа первого уровня

Далее необходимо перебрать все возможные причины отказа. Например:

Причина отказа: 1.1.1.A. Разрушение кислородного баллона Выбор необходимых работ по ТО проводится также путем ответов на вопросы (табл.7).

Таблица 7

Выбор работ по ТО

Желтым цветом в табл. 7 отмечены выбранные работы по ТО.

3.2.2 Компрессор высокого давления CFM-56−3 самолета Boeing-737

Сначала необходимо определить все функции, возможные отказы и последствия этих отказов (табл.8).

Таблица 8

Определение функций и последствий отказов изделия

Далее необходимо провести анализ первого уровня, чтобы отнести отказ и последствие к определенной категории (рис.9).

Рис. 9. MSG-3 анализ первого уровня Пояснение процесса ответов на вопросы указано табл.9.

Таблица 9

Пояснение процесса анализа первого уровня

Далее необходимо перебрать все возможные причины отказа. Например:

Причина отказа: 1.1.1.A. Разрушение диска КВД Выбор необходимых работ по ТО проводится также путем ответов на вопросы (табл.10).

Таблица 10

Выбор работ по ТО

3.3 Требования к ТО при сертификации (ТТС) Дополнительно к работам по ТО и интервалам, устанавливаемым в процессе анализа MSG-3, работы по плановому ТО могут возникнуть в процессе сертификации по требованиям FAR 25.1309 «Оборудование и системы».

ТТС — это необходимая периодическая работа по ТО, устанавливаемая в период сертификации конструкции самолета как эксплуатационное ограничение сертификата типа. ТТС — подгруппа (множество) работ по ТО, определяемых в период типовой сертификации. Требования обычно появляются в результате номинальных множественных анализов, проводимых для подтверждения соответствия условиям катастрофических и опасных отказов. ТТС предназначены для выявления (обнаружения) скрытых отказов, значительно влияющих на безопасность, в результате которых в сочетании с одним или несколькими другими определенными отказами или случаями (происшествиями) возникают опасные или катастрофические отказы.

Важно отметить, что ТТС не связаны с логическим анализом MSG-3. Процесс координации работ по ТО, устанавливаемых на основе MSG-3, и требований к ТО по сертификации подробно представлен в AC25−19 с участием комитета по координации работ по ТО и требований к ТО по сертификации. Это может повлиять на выбор интервалов рабочими группами.

3.4 Формирование пооперационной ведомости на выполнение работы Для того чтобы работа по ТО была выполнена на ВС, авиакомпании-оператору необходимо сформировать карту-наряд, в которой будут все необходимые инструкции по выполнению, описание инструмента и оборудования, применяемого при выполнении работы, ссылки на документы, подтверждающие необходимость выполнения работы.

Карта-наряд, именуемая Job card, выдается исполнителю (сертифицированному специалисту по ТОиР) непосредственно перед выполнением работ. Специалист должен выполнить работу в соответствии с требованиями руководств по ТОиР, карты-наряда и сопроводительной документации, и поставить подписи персональной ответственности в специально предусмотренных для этого местах.

Рассмотрим формирование пооперационной ведомости на примере самолета A320 (рис. 10).