浅析国内首架波音757飞机发动机吊架改装

leon1417 · 发表于 2009-12-1 14:49:01

浅析国内首架波音757飞机发动机吊架改装

作者：林再兴　柯东务　叶全泽　袁庆铭

TheAnalyzing Boeing 757 Aircraft Engine Strut Modification
　　
   飞机发动机吊架改装方法的选择，影响到改装的效率、质量和飞行安全。运用项目管理充分利用一切资源、注重细节的优化改装方法，使航空公司能有效地避免差错完成重大改装。

   厦门航空有限公司（简称厦航）率先于2003年底，运用项目管理的方法，仅以波音公司推荐工时的1.25倍，高效地实施了国内首架波音757飞机发动机吊架结构改装。落实了波音SB-757-54-0026/35/A39/47等4个改装通告，避免了图纸理解误差和改装操作偏差，准确地解决了图纸差错、定位偏差等多项技术难题。下面浅析吊架改装项目运作的几点做法和启示。

吊架改装背景　　　　
   波音757吊架与747类似，原设计不足于承受实际载荷，因而在DSO(设计服务寿命)之前出现疲劳裂纹，747飞机曾发生因吊架构件断裂而发动机脱落的严重飞行事故。波音颁发了SB757－54－0026/35对757发动机吊架及机翼连接结构的改装，适航当局也颁发了相应的适航指令，要求在一定时限内实施改装。在37500起落之前完成改装还可以得到波音部分工时赔偿。
　　　　
   完成改装后,飞机吊架安全性无疑得到提高，每架可节约维修成本100万元人民币以上。同时目前54章有关的适航指令由于该改装的完成，其所要求的对吊架检查和修理可以终止,具体的有:SB757－54A0020中梁保险销的检查和更换、SB757-54-0031吊架下弦的检查和修理、SB757-54A0039吊架隔板垫片位移检查和修理等。

改装主要内容及特点
　　　　
   波音757和747、767的吊架都是钓鱼杆式的，吊架本体结构有前、中、后三个隔板，并连接中弦、上下长梁、腹板等(图1)。本体结构通过中、后隔板上的接头，连接在上钓杆和下斜撑杆上而吊挂在机翼上(图2、图3)。吊架改装包含波音颁发的4个通告：SB757-54-0035更换新的后隔板和与中隔板间的中弦结构(图1)、上钓杆、下斜撑杆(图2)，更换及加强机翼结构上的吊架固定连接件(图3)等；SB757-54-0026更换、研磨机翼前吊点的接耳衬套；SB757-54A0039更换中隔板及吊点的连接紧固件和修理裂纹的中隔板；SB757-54A0047检查和更换吊架后吊点下水平接耳紧固件。
　　　　
   每个吊架需承受发动机的推力、重量、过载以及发动机的陀螺力等载荷共约40吨，要求安全使用几万个起落，改装内容又几乎涉及吊架所有的主要承力结构，其部件多为难加工的高强度钛合金和合金钢。因此改装定位和紧固件孔铰削、冷挤压强化、研磨等工艺精度要求高，工装设备大多是常规维修未曾使用过的，改装工序也是波音飞机改装中较为复杂的，仅SB757-54-0035改装图纸资料就有393页。改装的特点是，加工操作的不可逆性。如果操作稍微不稳定、控制不当或图纸理解偏差，都有可能造成改装构件超差报废或强度不足而影响飞行安全。
　　
改装运作的几点做法
　　　　
   1. 运用项目管理的方法
   针对吊架改装的特点，结合厦航现有的维修能力，建立了项目组织机构，实现明确分工、全员参与、职责限权分明，充分做好改装前的技术准备。明确认识到技术资料、人员技能、工装材料准备得越充分，改装实施效率就越高。目标是做好周密计划、运用现有一切资源，保质保量按时完成首架吊架改装。
   运作方式是将改装以图号分成多个工作包作为分目标来完成，随时监控统筹调整施工，及时解决技术难点，通过落实分目标来实现改装的总目标。
   总体要求是注重细节，防止586页图纸资料的理解误差，杜绝施工偏差，确保质量和安全。
   运作方针是充分整合及运用技术资料资源、工装器材资源、人力资源；注重事先培训、交接沟通；有效发挥施工者、工程师和质检、计划、航材等人员的集体智慧和项目组的团队作用，形成密切配合、高效运作的群体。
　　　　
   2. 开发防错措施及工艺观显示法
　　　　
   改装的SB中，其改装步骤描述、图纸页面与工序号表述、技术标准、注意事项页面相对分开，查看任何一道工序步骤的施工内容，至少要翻看3张不连贯的页面，容易造成看了后页忘了前页。加上SB中工序号表述页面相似的很多，极容易看错不同图号的工序号内容，造成施工差错。因此我们将相对分开的页面，结合预测容易出现差错的改装步骤制定出的防错措施，科学地综合细化成完整的、标有工序号的新的施工工艺内容，并在每页图纸板面的工序号旁标注工序名称或内容，又将每页图纸板面的工序号的具体施工内容，分别附在每页图纸板面的左侧。还按每个图号内容复印放大张贴在244cm×122cm的工艺显示板上。形成一目了然的包含图纸、工序、步骤、标准、防错措施的统一完整的施工操作工艺内容，有效地避免改装人员理解偏差或操作差错。
　　　　
   3.建立改装图表网络体系
　　　　
   首先组织改装人员了解消化各自分管的改装内容，注重以改装细节的研究结果来编制改装图表网络体系。
   （1）编制了SB改装每个图号施工要素及评估表，显示改装要点、适用工具、相关工作、防错提醒、施工流程、过程评估，达到提示风险因素和工作要点，以及改进下道工序和为下架飞机改装提供经验。　
   （2）将改装图号内容、责任小组、实施完成时间以计划工作图表网络形式表示，明确责任和施工时间、内容。
   （3）制定包含改装目标、项目组机构、运作方式、施工要求和施工流程、实施方案的图表，张贴于工作场所，并事先按图表体系内容模拟工作安排。
　　　　
   由此，促使项目组成员了解工作程序、形成良好配合，做到既完全理解改装的图纸内容、技术标准、施工方法，又清楚操作顺序和相互的横向交叉的施工内容和细节，使操作者形成清晰统一完整的操作概念，理顺整体改装工作与自身工作的关系。

4.制定工序质量控制体系
　　　　
   依据细化成的包含防错措施的新工艺内容，注重控制落实以每个改装图号作为分目标的项目，做到改装前预测每个施工步骤可能产生的差错，分析可能产生的人为问题，提出警示来减少和规避差错；施工前列出差错因素、波及质量范围，使施工者对预防差错的重点心中有数；预防为主地研究应对偏差的方案及补救措施，及时解决产生的施工缺陷和祢补出现的偏差；精加工工序开展自检、互检、专兼职检验，遇到问题及时报告，及时沟通；并对每个图号的实施结果进行评估，分析改装的质量和优缺点，在每个图号施工中都形成小结，及时调整改进实施方法，不断优化改装操作程序。由此有效地控制了4个SB内容的586页图纸资料的理解偏差和施工操作偏差。达到做正确的事，把事作正确。
　　　　
   5.培训在先充分做好准备
　　　　
   改装前事先实施针对性的技术培训，改变以往的改装缺少技术准备直接施工的现象。结合吊架改装SB施工的具体内容，组织了孔预制、铰孔、锪孔、孔挤压、冷冻塞安装、喷丸旋板、研磨、检验测量等主要改装操作方法的培训。并先分散学习SB内容，找出改装资料中个别有疑问的内容，再发挥团体的智慧集中消化共同探讨，有效地熟悉改装步骤。达到完全正确的掌握改装技术标准、操作方法、工艺流程；避免等到施工中再去理解，而影响改装进度或产生个人的理解偏差。如SB中孔损伤的处理步骤，实际改装不一定需要按图纸序号扩孔，所以不能一知半解随意施工，造成无效劳动或产生差错。
　　
难点和问题的解决
　　　　
         （1）发现了中隔板右前下固定孔裂纹，并查出裂纹加强件的改装图纸有2处差错，避免加强件失强。
　　　　（2）拆卸机翼前吊点衬套（图2）的工具损坏不能用，波音提出用安装工具拆卸，但这样会造成孔损伤超限须制作加大的衬套。自制了材料较软的顶拆称套工具，避免了加大衬套。
　　　　（3）机翼前梁支架（图3）石膏模孔小灌浆固化快，灌浆容易失败。采取了反向的新浇铸模型的方法。
　　　　（4）机翼吊臂（图3）部分高干涉冷加工孔，正常的工具无法挤压。采取改变工具形状满足机翼部位形状来解决。
　　　　（5）机翼中吊点（图3）改装提供铰刀不配套，铰孔精度及效率低。增用自有铰刀使之更配套，有效的保证铰孔质量和进度。
　　　　（6）后隔板组件的预安装定位方法与SB图示有差异，定位基准点SB没有指明。研究后以受力点为基准面，采用下接耳为基准居中调整。
　　　　（7）及时发现中弦结构固定孔为铆钉孔，提供的是HI－LOK孔的导向套。自制了铆钉孔的导向套，防止间隙偏差。
　　　　（8）发现后隔板组件（图1）安装的HI－LOK个别直径已加大1/32in，无法按图纸施工，采用在原外板加冷冻塞重钻孔。
　　　　（9）事先自行预测和施工中发现需要的特殊工具型具，提前或及时自制；还制作了必要的辅助型架和工具，有效提高改装进度。
　　
效果和启示
　　　　
   由于改装过程中采用上述优化的运作方法和实施措施，完全避免大型改装中常出现的对图纸理解偏差和施工操作误差。吊架改装实际工时只为波音推荐工时的1.25倍，而民航重大改装通常是2~2.5倍

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