民用飞机安全性可靠性工程—培训教学内容.ppt

民用飞机系统安全性、可靠性工程内容大纲结束语研制人员S&R基本素质可靠性活动安全性活动安全性可靠性概述 与其他活动之间的关系作用与意义安全性、经济性、舒适性和环保性是民用飞机的四大基本属性，安全性是民机生存和发展的基础，没有安全性一切将无从谈起确保安全性、突出经济性、提高可靠性、改善舒适性、强调环保性是民机研制工作的重点和目标，可靠性是确保飞机高正点率与利用率，减少对维修人力和产品支援要求，保持良好经济性的基础，同时也为持续的安全性提供支持没有可靠性将无法保证安全性和经济性研究范围适用于系统，包括、机械、电子、电气等系统飞机结构的安全性设计中 使用的“裕度”、“破损-安全”、“损伤容限”和“周期检查”等概念不适用系统安全性活动，这些相关的方法在CCAR25 部的C、D 和G 分部中详述，可以用静力试验、疲劳试验和振动试验等方法来确认与验证该研制过程的符合性但考虑系统故障后对结构的影响和结构失效后对系统的影响 由来与目的安全性来自于民众对航空事故的关切，以及民用航空对民用飞机的安全性要求，各国合格审定部门根据民众可接受的安全性水平，规定了民用飞机最低的安全性水平确保飞机持续安全飞行与着陆，避免造成对机组和成员的不利影响。

可靠性来自于安全性、正点、维修和经济性对可靠性的要求确保飞机正常准时经济地运行内容大纲结束语研制人员S&R基本素质可靠性活动安全性活动安全性可靠性概述 与其他活动之间的关系适航规章u合格审定规章21部民用航空产品和零部件25部 运输类飞机33部或CS-E航空发动机34部燃油排泄与排气排放物36部噪声 u运行规章 91部一般运行和飞行规则121部 输承运人 运行合格审定规则 安全性适航条款与标准u安全性适航条款25部1309，25部1709； 包括CCAR、FAR、CS等规章中相应部分u咨询通告AMC/AC-25.1309；AC25.1701-1/AMC25.1709; 安全性工业标准SAE ARP4761；SAE ARP4754A；SAE ARP5150；RTCA DO-178B；RTCA DO-254；RTCA DO-297；RTCA DO-160； 安全性工业标准安全性标准及关系 安全性目标u影响安全性目标因素飞机目标与定位；合格审定基础与支撑标准；竞争机型所处的安全性水平；安全性与经济性的权衡；现实的工业基础与技术水平；目前安全性技术水平；安全性发展趋势与可行性； 安全性目标a)灾难性的故障状态须是极不可能的；b)危险的故障状态须不超过极小的概率要求；c)较大的故障状态须不超过微小的概率要求；d)较小的故障状态须不超过可能的概率要求；e)无安全影响的故障状态无概率要求。

安全性目标与灾难性故障状态相关的安全性目标，须表明： 单点故障不会导致灾难性的故障状态；每个灾难性的故障状态必须是极不可能的当已确定的灾难性的故障状态在研制时无法满足必需的定量概率要求或定量的概率要求不适用时，须提出并应用附加的符合性方法来表明满足了C919的安全性要求 安全性目标故障发生概率与故障影响等级之间的关系安全性目标表 1 安全性目标（适航最低要求）对飞机的影响对飞机运行能力和安全性无影响 轻微降低了飞机运行能力或安全裕度 显著地降低了飞机运行能力和安全裕度 极大地降低了飞机运行能力和安全裕度 飞机损毁 对乘客和客舱机组的影响不方便身体不适身体严重不适，并可能受伤 个别乘客或客舱机组严重受伤或死亡 绝大多数乘客或客舱机组伤亡 对飞行机组的影响 对飞行机组无影响 轻微地增加了工作负担 身体不适或明显地增加了工作负担 身体严重不适或过分的工作负担削弱了执行任务的能力死亡或失去了控制飞机的能力 定性的概率要求 无概率要求 可能的微小的极小的极不可能的定量的概率要求 无概率要求10E-310E-510E-710E-9故障状态影响等级无安全影响较小的较大的危险的灾难性的安全性评估过程与研制过程安全性大纲与计划明确安全性工作依据和目标；明确安全性组织架构、管理程序与职责；确定每个研制阶段安全性活动；明确每个安全性活动的输入与输出；明确每个安全性活动的实施者与职责；明确每个安全性活动的支持性活动与必要的资源；确定安全性活动的里程碑与重要节点； 安全性评估概述20功能危险性评估FHA l FHA：是系统综合地检查产品的各种功能，识别功能的各种故障状态，并根据故障状态的严重程度对其进行分类的一种安全性分析方法。

飞机级FHA 飞机级FHA是安全性评估工作的第一步，初步飞机安全性评估以飞机级FHA的结果为输入，并为系统分配安全性要求系统级FHA 系统级FHA目的是确定系统的故障状态及影响等级、每个故障状态的 影响等级建立系统的安全性目标飞机级FHA过程系统级FHA过程初步飞机安全性评估PASAu定义PASA过程是对所提出的飞机架构进行系统性地检查，以确定故障是如何导致由飞机级FHA中所确定的故障状态的，以及如何能够满足飞机级FHA中的要求u目的确定飞机级安全性要求，将飞机级安全性要求分配到系统；确认提出的飞机架构满足了飞机安全性目标 飞机安全性评估ASAu定义飞机安全性评估是对已实现的飞机进行的系统地、综合地评估，以表明相关的飞机级的安全性要求与安全性目标得到了满足ASA综合飞机和系统各种各样的安全性分析与安全性活动的结果，并结合飞机综合和确认的实际，来验证飞机总的安全性，并涵盖所有的由PASA所确定的特殊的安全性考虑初步系统安全性评估PSSAuPSSA的定义为确定系统内每个层次的安全性要求，根据FHA故障状态影响等级对建议的构架及其实施情况进行系统性的评估uPSSA的主要目的在系统设计早期阶段评估特定系统构架，确定系统架构及其实施满足安全性目标与要求；分配安全性目标和要求到系统每个层次，确定系统内每个层次的安全性要求。

PSSA过程系统安全性评估SSA系统安全性评估是对系统、系统架构以及系统安装，进行系统性检查，以表明其满足安全性要求SSA过程验证系统级FHA中所确定的设计要求已被满足确认故障状态影响等级是正确的；验证衍生要求 得以满足；验证在CCA中所确定的要求得以满足；系统级SSA与飞机级FHA、PASA的连接SSA过程共因分析CCA在安全性评估中所涉及的可接受的安全性水平往往是基于故障独立性假设条件而确定的，为了确保独立性是确定性或是可以接受的，因而需要进行共因分析，共因分析包括：共模分析；区域安全性分析；特定风险分析安全性确认与验证过程安全性分析与评估方法 设计评价；安装评价；故障树分析/关联图分析；马尔可夫分析；故障模式与影响分析及摘要；共因分析；安全性评估方法； 内容大纲结束语研制人员S&R基本素质可靠性活动安全性活动安全性可靠性概述 与其他活动之间的关系u 可靠性定义产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力u 保证可靠性得以满足的方法定量分析与要求；定性分析与要求；可靠性验证活动；可靠性试验；FRACAS系统与持续改进； 可靠性概述常用的可靠性参数u 民用飞机常用的可靠性参数大致可分为如下3类：描述机队及飞机完成规定营运任务能力的指标，如签派可靠度、航班可靠度、飞行可靠度等；描述发动机的可靠性指标，如发动机空中停车率和发动机送修率等；描述飞机各系统、设备或部件可靠性的指标，如平均故障间隔时间、平均非计划拆卸间隔时间等。

常用的可靠性参数u 签派可靠度 DR指没有延误（技术原因）或撤销航班（技术原因）而运营离站的百分数技术性延误指的是由于机载设备和部件工作异常而进行检查和必要的修理使飞机最后离站的时间延迟签派可靠度 是用来描述飞机准时离站的指标，通常用下式表示：常用的可靠性参数u 平均故障间隔飞行小时 MFHBFMFHBF是可修复产品使用可靠性的一种基本参数，其度量方法为：在规定时间内，产品积累的总飞行小时与同一期间内的故障总数之比常用的可靠性参数u 发动机的空中停车率（IFSR）发动机的空中停车次数由两部分构成：一部分是由于发动机本身的故障导致的发动机停车；另一部分是由于发动机之外的故障（如燃油系统等）造成的发动机停车前者所导致的停车率即为发动机的基本空中停车率，两部分因素之和所导致的停车率即为发动机的空中停车率发动机空中停车率的定义为：发动机在每千飞行小时中所发生的空中停车总次数常用的可靠性参数u 航班可靠度（又称运营可靠度）是指飞机开始并完成一次定期运营飞行而不发生由于机载系统或部件故障造成航班中断的概率航班中断包括大于15分钟的机械延误、取消航班、空中返航和换场着陆等事件u 平均非计划拆卸间隔时间MTBUR一种可靠性参数。

其基本度量方法为：在规定的条件下和规定的时间内，累积的总设备飞行时间除以同一时间内设备的非计划拆卸次数常用的可靠性参数u平均故障间隔时间MTBF可修复产品可靠性的一种基本参数其度量方法为：在规定的条件下和规定的时间内，产品累积的总工作时间除以同一时间内的故障总数u平均故障前时间MTTF不修复产品可靠性的一种基本参数其度量方法为：一个故障产品样本的故障前时间的总和除以该样本中故障产品的总数同一个产品如果发生过n 次故障，就算作该样本中的n 个故障产品可靠性目标理解客户对可靠性的需求，满足客户的可靠性要求；满足安全性对可靠性的要求；飞机具有良好的可用性；飞机具有良好的正点率；满足维修性和产品支援对可靠性的要求，使维修费用降低到比较满意的水平；使可靠性与全寿命周期费用达到最优可靠性概念工作任务可行性论证阶段预发展阶段工程发展阶段详细设计全面研制试飞取证批生产与产业化阶段总体方案定义初步设计建立故障报告、分析和纠正措施系统可靠性要求可靠性概念指标论证可靠性关键技术攻关可靠性顶层设计规划可靠性工作体系建立可靠性工作监督与控制可靠性顶层设计要求编制可靠性建模可靠性分配可靠性预计可靠性性试验与评定可靠性设计优化与改进故障模式与影响分析故障树分析时间阶段可靠性活动概述可靠性大纲与计划明确可靠性工作依据和目标；明确可靠性组织架构、管理程序与职责；确定每个研制阶段可靠性活动；明确每个可靠性活动的输入与输出；明确每个可靠性活动的实施者与职责；明确每个可靠性活动的支持性活动与必要的资源；确定可靠性活动的里程碑与重要节点； 可靠性建模u 定义为分配、预计、分析或评估产品的可靠性所建立的模型。

建立飞机系统、部件、设备的可靠性模型，用于分配、评估和评价不同层次产品的可靠性水平要求可靠性模型应与产品功能框图、原理图等相协调，并随着试验信息、产品结构、性能、任务要求和运营条件等方面的变化而更改可靠性预计和分配u 可靠性分配将飞机系统、部件、设备的可靠性定量要求按照规定的准则分配到相应的产品层次，以作为飞机系统、部件、设备的可靠性设计要求，反复迭代，逐步实现u 可靠性预计在设计阶段，为确保可靠性指标的可行性，应进行可靠性预计；在研制阶段后期，应进一步完成可靠性预计，以确定规定的可靠性指标得以满足可靠性预计的结果可作为可靠性试验等工作的输入，是发现设计薄弱环节、改进和提高可靠性设计的重要依据故障模式、影响及危害性分析 FMECAu分析产品中每一个可能的故障模式并确定其对该产品及上层产品所产生的影响，以及把每一个故障模式按其影响的严重程度予以分类的一种分析技术FMECA同时考虑故障发生概率与故障危害程度uFMECA可用于发现设计中的薄弱环节，采取有效的纠正措施，加以解决，并用来确定可靠性关键件和重要件、试验和检验程序，评价机内测试设备 （BIT）的有效性故障树分析 FTAu故障树分析是一种可靠性安全性分析技术，其通过对可能造成飞机或系统故障的系统、硬件、软件、环境、人为因素等进行分析，建立故障树，从而确定故障原因的各种可能组合方式和（或）发生概率，并实现对不期望发生的事件进行自上到下的系统评估。

u确定顶事件，自上而下地分析飞机系统、部件、设备的故障原因，画出逻辑框图（称为故障树），进行故障树定性分析和故障概率的定量计算，评估可靠性，找出薄弱环节，采取纠正措施，提高飞机系统、部件、设备的可靠性水平关键件和重要件 u由于其复杂性、技术先进、制造。