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壹、維修的概要
一、維修目的
要維持提升飛機的可靠性(安全性、準時性、舒適性)所進行之修護作業活動,稱之為維修(Maintenance)。維修作業(Maintenance Work)包含點檢檢查、後勤(燃油補充、加油、液體與氣體類的補充、清洗等)之維持,保養、修理及修改作業之外,還有限定範圍內的零件製造、飛機的移動、固定、保存等作業也含括在內。
二、飛行器材
飛行器材(Flight Equipment)係指飛機本身,包括備份零件(材料)之總稱,大抵分為機身、發動機及組件。
1.機體
機體(Airframe)係指飛機本身除了發動機與組件之外的部份,由機身結構、各次系統之管線、艙內設備(座椅、廁所、廚房等)所組成。
2.發動機
係指發動機(Power Plant)本體之外,還包括更換發動機時已附在一起的組件或裝備。
3.組件
組件(Component)係指各系統(飛行控制面、起落架、液壓、氣壓、導航、通訊等)所使用之具有特別機能之整備零件。
三、維修組織
維修組織(Maintenance Organization)可分成直接實施作業的現場部門(直接部門),與為支援現場部門之作業,使之有優良品質又有效率的輔助部門(間接部門)兩種。
四、維修技師
維修技師(Maintenance Engerineer)需要經過考試及格,民航主管機關授權給與執照,才能從事飛機的維修工程。
為防止飛機的不當維修,而且每位維修技師的知識、經驗、技能的差異,而使得在維修品質上有所差別。須依照維修手冊(Maintenance Manual)進行維修作業。以日本為例,有國家檢定資格的維修技師(1〜3級維修技師、航空工廠維修技師)都經由法規上的認定,以確保飛機的維修品質。
五、維修規定
維修規定(Maintenance Rule)是航空公司依照航空法,所進行的維修作業,為確保飛機的安全性,以確實、迅速完成維修作業為目的,所設定的技術規範與準則,稱之為維修規定。
六、備份零組件
在飛機的維修上,要準備所有的備份零件(Spare Parts),以備不時之需。然而,如果過多擁有這些高價的備份零件,讓龐大的資金閒置在那裡也是浪費。為避免過多與不足,航空公司莫不利用電腦來預測零件的消耗,進行採購、分配、保管、出貨等一連串的管理,以維持適量的備份零件。
七、維修設施及設備
為維修飛機,需要有容納飛機的機棚(Hangar,或稱機庫),維修發動機的發動機工廠或試車間,維修機上裝備的工廠,及供員工辦公的辦公室等維修設施及設備(Maintenance Facility)。而在各種設施裡,還要有附屬的各種機械設備、測試裝置、測試平台、工作台等設備,以及各種作業車輛、器具、工具等大量的器材。
貳、維修方式
維修方式(Maintenance System)可歸納於下列四項:
一、維修概念
飛機的維修,依照構成零件、裝備等各個的重要性、可靠性、結構等,分成定期維修(Hard Time)、視情況維修(On-Condition)及情況監視(Condition Monitoring)等三種方式維修中,從中採取任何一項,或配成一組來運用,此方式謂之維修概念(Maintenance Concept)。
1.定期維修
規定一定期間,發動機或飛機組件(Component)予以拆解維修,或更換零組件之維修方式。此種方式適用於定期維修(HT,Hard Time)或者廢棄較為合算的零件或裝備,以往所謂翻修(Overhaul)就是包含此種方式在內的代表性維修方式。
2.視情況維修
定期檢查測試以確認品質,如有不良之處則更換零件,或採取適切維修的方式,謂之視情況維修(OC,On-Condition),適用於機身結構、次系統與組件上。
3.情況監視
非定期檢查或維修,而是將發生不良狀態之相關資訊予以解析、檢討,隨時採取確實處置的方式,謂之情況監視(Condition Monitoring)。將零件或組件的可靠性作為整體加以監視,如低到一定的品質水準以下,就採取適當對策予以處置。此方式適用於發生故障,也不會與飛安有直接關聯的一般性零件及組件。在採取此維修方式之前,必須要事先確立可靠性管理機制才可行。
二、預防性維修
飛機的維修概念,乃是以會發生故障為前提,而想辦法防止故障發生。特別是以發動機為首的多種裝備。不管使用情況好壞,到達一定使用時間(或稱壽限)時,一定要從機身上拆卸下來分解檢修(翻修),這些都要定期實施。這樣以定期維修為主的預防性維修(Preventive Maintenance),在經過長時間的維修經驗後,會發現有下列三種不合理的情形發生。
1.過去,故障與使用時間無關之零件相當多,而可以長時間繼續使用的零件或組件,卻特意被卸下的為數不少。
2.隨著零件或裝備品之拆下、裝上、分解檢修、特意製造故障初期發生的可能性,造成零件或組件的損耗。
3.因還正常使用中的零件提早拆下,一直無法找到零件的缺陷,因此零件無法進行改良。也就是說,還正常使用中的零件或組件,繼續使用下去,對整體而言,因拆卸少,較節省成本,故障相對減少,零件的改進也可提早進行,品質亦可提升。
三、基於可靠性管理之維修
取代以定期維修為主的預防性維修概念,而是將飛機之狀態視情況維修,或以情況監視為主的維修方式。這是經常加以監視,再低於原先設定之品質水準以下時,馬上探究原因,採取對策,予以處置之維修體制。此種體制以合理,且有效的進行維修。
此種基於可靠性管理之維修,自1964年開始於航空公司局部實施,反應不錯而漸次擴大。在進入1970年代,利用引進波音公司(Boeing)的747或空中巴士(Airbus)系列客機的契機之時,航空公司幾乎全面採用。可靠性管理方式,能夠實施的幾個原因,有下列幾項。
1.飛機的設計概念進步,與機材品質水準提升。
2.以非破壞性檢查為主的檢查方式進步,兼之採用視情況維修的方式。
3.利用電腦處理故障狀況資料,及監視方式的進步。
四、可靠性管理體制
可靠性管理體制(Reliability Monitoring System)是對飛機的可靠性,依照「監視→解析→對策處置→監視」的方式,機動性連貫進行的體制;監視是將所有故障資訊有系統的搜集整理,再加以運用;解析是將問題發生的原因,迅速確實的探究查明;對策處置是將日常的故障檢修擺在重點的同時,採取維修程式的設定,飛航及維修方式的改善,或變更設計以除去故障原因的有效性對策。
這種可靠性管理活動與飛機製造商之間,有密切的結合關係。飛機製造商與航空公司各司其職,但共同面對可靠性目標,形成一個主軸,這個主軸入能持續運作,其所形成的飛安可靠性更能提升。
參、維修作業的分類
一、依作業目的分類
維修作業依其目的,大致可分為例行作業、非例行作業與特別作業三類。例行作業是以維持飛機的可靠性為目標,非例行作業則是以恢復飛機的可靠性為目標,兩者合稱通常作業(Regular Work)。相對的,特別作業則是以提升飛機的可靠性為目標的作業。
1.例行作業
例行作業(Routine Work)係以執行維修要項,定期反覆的實施點檢、檢查、保養等作業。
2.非例行作業
非例行作業(Nom-Routine Work)係以發現尋找、修理、調查故障或不良處之作業,而探究發生故障原因的不良處,則稱之為故障檢修(Trouble Shooting)。
3.特別作業
以排除故障原因或裝備之變成為目的,變更飛機的原有設計之作業,稱為修改或改裝(Modification)。此種改裝作業或臨時性的檢修,則之為特別作業(Project Work)。
二、依維修階段分類
維修作業入以個別方式分類,可分為對飛機本身的機體維修,及拆卸下來的發動機或裝備的工廠維修。
機體維修原則上將發動機和裝備拆下分解,但不做複雜的維修或調整,必要時,僅更換零件而已。因此,因故障等原因而自飛機拆下的發動機或裝備,就送到維修工廠,以利用工廠完善的設備與充分的時間,進行詳細的維修。
肆、機體維修
機體維修(Ship Maintenance)依維修內容的複雜程度,分為下列五項。
一、起飛前檢修
起飛前檢修(Preflight Check)係於飛機離開停機位置前實施,亦稱T Check。凡舉飛機整體的外觀檢修、加油、起飛前整備等作業。
二、A級檢修
發動機用潤滑油、飛機用液壓油與氧氣等耗材補充,依照起降次數或飛行時較易受損(消耗)的機翼控制面、輪胎、煞車、發動機為中心進行檢修。一般皆利用航次的空檔,實施A級檢修(A Check)作業。
三、B級檢修
除了A級檢修之外,再加上特別與發動機相關的詳細檢修,並利用航次的空檔實施。也有部份的航空公司不實施B級檢修(B Check),而是將必要的維修作業,轉移到A級檢修實施。
四、C級檢修
飛機特地停飛5〜10天,來進行檢修。除了A、B級檢修,加上各次系統的管線、發動機、起落架等詳細檢修之外,還有機體結構檢查,各部份油箱的燃油補充,裝備的定期更換等事項,此為C級檢修(C Check)作業。
五、D級檢修
維修期間為3〜4週,將飛機拖入機棚中進行大修(翻修),此項作業稱為D級檢修(D Check)。機體結構內的內部檢查及防鏽處理,對各項系統進行徹底檢修、功能測試、機體重新塗裝之外,大規模的修改也在此時進行。
伍、機身結構檢查
一、結構檢查之目的
近年來大型飛機,在設計上就是發生機體結構受損,到受損被發現為止,其功能也不會喪失而能承受得起的負荷,此種設計稱為損傷容許設計(Damage Tolerance Design)。
結構檢查之目的,將承受機體重量的結構組件是否因偶發性的損傷(製造時之失誤、維修失誤與他物撞擊等、環境引起之金屬劣化或腐蝕),及金屬疲勞所產生的結構劣化,能適時發現上述的缺失,恢復並確保其損傷容許設計的功能。
二、結構檢查之方式
機體結構大概可依損傷程度區分,使強度大幅降低的結構部位,及其他的結構部位。對於不是重要的結構部位,依照飛機製造商的意見,決定檢查方法和間隔時間。在重要結構部位中,有非結構損傷上損傷容許設計的部份,對於這些事先設定使用壽限並定期更換。對於損傷容許設計的材質中,有偶發性的損傷或環境引起之劣化,需要評估其容易發生的程度、影響程度、發現難易度等,決定適合的檢查方法和間隔時間。這些在飛行開始後,就可能會發生,因此在飛機一旦啟用之後,就要開始檢查。
對於損傷容許設計材質中有金屬疲勞的部位,要對疲勞壽命解析、龜裂解析、龜裂規模等進行綜合評估,決定適合的檢查方法和間隔時間。因為金屬疲勞是在一定時間後就會發生,所以不需要在飛機剛啟用後,就進行檢查。例如波音777設定在飛行30000次後,才會進行金屬疲勞的檢查。
三、結構檢查之方法
結構檢查之方法,區分如下兩項:
1.目視檢查
目視檢查(Visual Inspection)主要是用視覺觀察,如必要時才用手或器具接觸、敲擊等方式。此外,使用內視鏡(Laparoscope)、放大鏡(Magnifier)等器具來進行檢查。
2.特殊檢查
特殊檢查(Special Method Inspection)係為除目視以外,指定採用的特別檢查方式中,有X光(X-Ray)、超音波(Supersonic)、磁粉(Magnet Powder)等探傷檢查,所以必須使用特殊器材進行非破壞性檢查。
陸、工廠維修
飛機的工廠維修(Shop Maintenance)階段,大致分為以下兩個部份。
一、發動機維修
由機身卸下的發動機運進工廠,進行一連串的分解發動機維修(Engine Maintenance)程序,其中包含檢查、修理、修改等作業,發動機的維修依其使用的年代,分成下列三種方式:
1.發動機翻修
發動機翻修(Engine Overhaul)的方式,主要是用在活塞式發動機(Piston Engine)之上。係在一定的使用期限內,自機翼掛架(Pilon,依其發音又稱派龍架)上卸下發動機,全部予以解體維修的方式。
2.發動機重點翻修
發動機重點翻修(EHM,Engine Heavy Maintenance)係在一定的使用期限內,自機翼掛架上卸下發動機,進行一連串的分解維修作業,但構成發動機的零件單位設定其分解維修的時間與內容,而不是全部予以解體維修的方式。此外,重要的組件,也同時進行抽樣檢查。波音公司727、737及麥道公司(McDonnell Douglas)DC-9客機亦採此方式,來檢修發動機。
3.視情況維修
不設定使用期限,就於掛架上進行,利用內視鏡檢查或放射性同位素(Radioisotope)來檢查發動機,或分析發動機的潤滑油以判定其內部狀況。近年來,波音747/767、麥道DC-10或空中巴士公司使用大型渦輪扇發動機(Turbofan Engine)的機型,幾乎都採用視情況維修(OC,On-Condition)的方式。
此外,由於這些渦輪扇發動機,皆採模組結構方式設計,只要更換有問題的組件,即可容易使發動機回到被用的狀態。如此類以組件單位來管理的維修方式,稱為組件維修(Modular Maintenance)。另外,不自掛架上卸下,就進行部份拆解作業,或更換零組件的方式,稱為翼上維修(On-Wing Maintenance)。
二、裝備維修
裝備維修(Component Maintenance)係將自機體上拆下的裝備,依為何拆卸的原因經由維修要目、修理、修改等作業,修復成可使用狀態。裝備的維修方式,依前述的維修概念,可分成定期維修、視情況維修及情況監視三種方式。依預防性維修的概念,定期維修曾一度成為維修主流。但近年來有逐漸轉移到可靠性管理體制的現象,而情況監視的維修方式以成為維修作業系統的主流。 |
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