摘 要:老龄飞机随着使用时间的增长,老化特性也愈发明显,如何保证老龄飞机的适航性成为民航当局面临的一个重要 问题,本文提出了一种老龄飞机结构适航性评估方法,采用层次分析结构建立了三层的分析模型,并建立了相应的评估体系 和评估标准。
关键词:老龄飞机;适航性;层次分析
引言
老龄飞机随着使用时间的增长,老化特 性也愈发明显,其特征主要表现为:随着飞机 使用时间的增长以及起落次数和飞行小时数 的增多,飞机寿命的敏感部件或构件会产生 不同形式的损伤或老化,而且这种损伤或老 化呈加重趋势。
一 般来说,老龄飞机在型号设计时,其适 航标准与新型飞机所要遵循的适航标准会有 差距,在选材、工艺、结构等方面均落后于新 型飞机,因此对常见的结构损伤形式(偶然 损伤、环境损伤、疲劳损伤)的抵御性 就差 。
截止2005年 8月 30日,中国民航拥有 近870架左右的运输类飞机,机龄超过14年 的运输类飞机已近8O架,约占飞机总数的 9%。日益增长的老龄飞机数量使民航当局 面临着巨大的安全压力。
如何保证老龄飞机的适航性成为民航当 局面临的一个重要问题。本文试图通过研究 出一种客观的评估方式对老龄飞机结构适航 性进行评估。
适航性评估方法与评估项目集
随着科技的不断进步,各种评估理论和方法日渐成熟。目前常用的方法有层次分析 法、故障树分析法、模糊数学分析法、指数类 评估方法等。考虑到老龄飞机适航性评估的 需要,以及层次分析法具有的明显优点,本文 采用改进的层次分析结构来构建评估模型。 老龄飞机结构适航性评估系统的完整性 主要取决于准确的适航性评估指标体系,而 合理地确定适航性评估项目集,是研究该评 估系统的基础。如果评估项目集出现重大缺 陷或漏洞,将直接影响评估系统的准确性和 完整性 。 按照层次分析法的基本原则,必须建立 层次分析模型、评估指标体系和评估标准体 系。无论是建立评估模型还是确定评估指标 或评估标准,都应遵照科学、客观、简洁实用 的原则,使该系统联系工程实际,更好地应用 于老龄飞机结构适航性评估。 通过对相关资料的研究,并结合专家意 见,本文把老龄飞机结构适航性评估的评估 层次分为三级:第一级为评估模块级,第二级 为评估项目级,第三级为评估子项目级。评 估体系的第一级分成三个模块,分别是:老龄 飞机结构维修管理体系评估模块、飞机结构 防腐与损伤检查评估模块、老龄飞机结构技 术状态评估模块,老龄飞机维修管理评估指 标体系见图1。 在确定了评估体系的第一层,即评估模块以后,通过对不同评估项目的属性分析,确 定老龄飞机结构适航性评估的各级评估项 目,这些项目构成了整个评估体系的第二层。 在此,以老龄飞机结构维修管理评估指标体 系为例进行说明。 图1 老龄飞机维修管理评估指标体系 按照同样的思路和方法,建立其他两个 模块的项目级评估体系。 在建立项目级的指标体系以后,接下来 就要进入评估体系的第三级,即创建评估子 项目指标体系,这是最底层的结构适航性评 估层。建立该层次的指标体系应该有所侧 重,不能面面俱到。在这里以结构检查大纲 执行情况项目为例,建立以下的子项目体系, 其体系结构见图2。
图2 结构检查大纲子项目体系 2 评估权重与计算 确定评估方法和评估指标是进行该评估 系统研究的重要环节,它直接关系到评估结 果的科学性和合理性。 2.1 评估权重的确定方法 各评估项目或评估子项目按照满分为百分的衡量标准来确定该项目对于评估标准的 符合程度。分数越高,表示对评估标准的符 合程度也越高,其适航性状态也越好;反之分 数越低,其适航性状态也就越差。每个子项 目的分数是通过打分来获得的,本文把每个 子项目分为三个等级标准(A、B、C)进行打 分,其中,A级为满分值(满分为100),B级 为0.6个满分值,c级为0.0个满分值。评 估等级的确定是根据评估标准来完成的,而 确定评估标准是一个复杂的过程,在这里略 去不谈。 由于该评估体系是分层的评估指标体 系,因此按照层次分析法的基本思路,必须确 定各项目在某评估模块中或各子项目在各项 目中的权重。在该系统中,各模块间、各项目 之间、各子项目之间的相对重要程度是通过 权重来体现的,也就是说权重是各项目重要 程度的量化。 各模块之间的权重、某模块内各项目之 间的权重和某项目内各子项目之间的权重, 都须满足下面公式: i Z qj:1·0 :。 式中:n一模块数,或每个模块中的项目 数,或每个项目中的子项目数; qi一第 i个模块,或每个模块中第 i个项 目,或每个项 目中第 i个子项 目的 权重 ; 在确定各模块之间,各项目之间和各子 项目之间的权重系数时,首先按其相对该三 层结构的上一层的重要性以自然数顺序排 队,即按照重要程度依次给出顺序号,1、2、3、 ⋯ , 然后取各序号的倒数,最后再除以各项之 和,得到每个模块,或每个项目,或每个子项 目的权重系数。 这里以“老龄飞机结构维修管理体系” 模块中各项目之间的权重系数为例,再进一 步说明权重系数的计算方法。首先,按相对老龄飞机结构适航性的重要性把各影响因素 排队(见表 1),然后,取各排队序号的倒数, 得到序列数:1.0,0.5,0.33,0.25,0.2;最后 将序列数的各数值除以各倒数之和2.28,得 到该模块中各项目的权重系数为:0.44, 0.22,0.14,0.11,0.09。
2.2 评分的求和方法 O.22 (1)项目的评分结果 每个被评估项目的评分结果可按以下公 式计算: Cij&qJkXj k 式中:Cij一第 i个模块,第j个项目的评 分结果; s_.第j个项目中的子项目个数; xi 一第j个项目中第 k个子项目 的评分值(满分为100分); q 一第j个项目中第k个子项目 的权重系数。 (2)模块的评分结果 每个被评估模块的评分结果按如下公式 计算: Bi=~lqi jci j 式中:Bi一第i个模块的评分结果; n一第 i个模块中的项目个数; q ;一 第i个模块中第 j个项目的 权重系数。 (3)总的评分值 被评估对象的总评分值按如下的公式 计算: A= qiB 式中:A一总的评分结果; 大纲执行情况 0.14 情况 制方案 0.11 0.o9 m一 模块个数; qi一 第 i个模块的权重系数。 为了克服单一评估方式带来的片面性和 其他缺陷,本文拟采用营运人和维修单位自 评与适航检查组评估相结合的评估方式。在 (2) 得出两个评估分数以后,采用加权平均法来 处理营运人和维修单位的自评结果与检查组 评估结果,最后给出总的评估结果。 在这里,本文采用下面的权重来得出最 终的评估结果: 最后的评估分值=0.4×自评分值 +0.6 ×检查组评估分值 3 软件编写 (5) 为了使评估过程程序化、标准化,防止在 评估过程中出现各种人为差错或受人为因素 (3) (4) 的影响,从而使评估过程出现随意性,同时为 了方便用户使用,故编写老龄飞机结构适航 性评估软件是很有必要的。 本软件采用Delphi7.0作为开发平台, 使用Access作为本地数据库,从而建立整个 软件系统。其程序流程图见图3。 4 结束语 本文的评估项目集尚未涉及到老龄飞机 结构状态细节、维护检查、人为因素等方面的 具体内容,要完善该评估方法和理论还有很多工作要做。本文只是在层次分析法的基础 上提出老龄飞机结构适航性评估研究的一个 方向。 随着FAR26部的颁布,国内外民航当局 对老龄飞机结构状态和适航性的关注也会越 来越多,对其适航性评估的研究也会更为深入,这对保证老龄飞机的适航性无疑会有极 为积极的作用。
参考文献
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