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 1980м 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

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;

Размещено на http://www.allbest.ru/

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