F22的可靠性维修性保障性讲解.pptx

F22的可靠性维修性保障性一、概述 F-22是美国空军用以代替F-15的第四代战斗机。它具有超强的作战能力，比以往的飞机更可靠，而所需的保障资源大大减少。F-22飞机从一开始就进行保障性和自足能力设计，以降低维修保障费用。根据预测，这种设计使其在20年的时间内，使用和保障费用比同期的F-15减少50%。与以往的项目在设计过程中事后考虑保障性的做法不同，在F-22这个项目中，维修人员与设计人员和制造部门的代表一起工作，使得某个零件或系统还在图纸阶段就确保其设计正确，能够制造，并且能够维修。F-22飞机每天的出动架次比以往的飞机明显增多。与F-15C相比，它的连续出动架次数增加了一倍，可靠性也提高了一倍，每飞行小时的直接维修工时数减少一半，再次出动准备时间缩短三分之一。一个由24架飞机组成的中队，部署30天所需的空运保障仅为F-15C所需空运量的二分之一（一个F-22中队需要7.8个架次的C-141，F-15C则需要16个）。另外，部署所需的备件和保障设施也将减少。二、设计特征 F-22飞机的五个关键的设计特征使得它比过去的飞机更容易保障。1可达性/维修性 2故障检测与隔离 3自足能力 4一体化的战斗出动准备 5可靠性 1可达性/维修性：F-22飞机的底部离地面仅36厘米，维修人员不用梯子或工作台，就可以接近几乎每个部件或系统（如电子设备、发动机、装在机体上的附件驱动系统（AMAD）和武器）。另外，飞机的模块化电子设备使得维修人员可以迅速将不能工作的模块拔出来，再重新插入一个。2故障检测与隔离：F-22飞机具有广泛的机内检测（BIT）能力，诊断系统可以深入到外场可更换模块（单个的电路板）级确定故障。该系统还有各种机内检测传感器、故障过滤和重要失效数据记录。通过故障过滤，可以确定某个故障是否足够严重，需要向驾驶舱里的飞行员发出提示或警告。通过失效数据记录，使维修人员准确掌握部件何时失效。3自足能力：F-22飞机的机载氧气发生系统（OBOGS）可以向飞行员提供呼吸空气，这样就不需要地面的液氧设备了。同样，F-22飞机利用机载惰性气体发生系统（OBIGGS）来给燃油箱充填氮气，作为飞行时稀释燃油的一种安全措施。该飞机配有辅助动力装置（APU），这样就不需要地面电源车，并尽可能地减少“保养”工作。例如，只需要四个简单的步骤就可以让飞机从冷却状态达到发动机试车状态。4一体化的战斗出动准备：这种做法就像赛车在比赛时进站一样。F-22飞机允许同时给航炮装炮弹和挂载导弹，而通常这些是先后进行的。它采用单点加油，用一个点就可以检查各种消耗品（滑油、雷达干扰金属屑片、照明弹等）的状况。它还采用液压气动式的导弹发射架收放系统，这样在飞机再次出动准备过程中就不需要担心烟火了。5可靠性：F-22飞机的各个系统高度可靠，从而减少了备件和空运保障要求。该飞机采用液体冷却的容错电子设备。当某一块电路板失效时，系统便自动自行重构。这样降低工作温度可以延长电子设备的寿命。另外，在研制过程中，各系统均经过全面分析，并经过各种研制试验和全尺寸试验。这些加速的寿命试验比一般军用标准规定的试验更加严格，试验时间更长。例如，电子设备试验的热循环次数是军标规定的循环次数的十倍，振动强度高于军标规定的振动强度，振动试验的持续时间是军标规定的时间的十倍。三、综合维修信息系统（IMIS）F-22飞机的综合维修信息系统（IMIS）将技术规程资料、维修表格及飞机本身综合起来，向维修人员提供单一的维修信息来源。该系统有三个主要部分：便携式维修辅助装置（PMA）、可以部署的中队级维修保障系统（MSC）和内场用的维修工作站（MWS）。1PMA PMA是一台供维修人员带到外场去的经过加固的计算机，它是维修与飞机及其各系统的主要接口。PMA可以显示交互式电子技术手册（IETM），可以通过它预定备件，并用来将各种维修工作记录在维修表格中。该PMA由联信公司（AlliedSignal）研制，重9.85磅。它在太阳光下完全可读，并使用氢化镍电池。它用键盘和功能键进行数据输入。PMA给维修人员带来的最大好处之一是，采用交互式电子手册，并在IMIS设备上显示。IETM是一套详细的维修规程，告诉维修人员如何检查和更换某个部件。这些说明是交互式的，根据在维修工作过程中可能遇到的情况，向维修人员提供不同的信息。IETM的图形取自用于飞机设计的三维计算机数据库，并被转化成经过简化的二维图，这样便于使用，而且从技术的角度看得更加清楚。将IETM显示在综合维修信息系统中，这样就不需要在外场翻阅厚本的技术资料，更改时也省去了烦琐的换页过程。PMA的工作过程是这样的：维修人员走到飞机跟前，将PMA插到飞机上的一个数据口（位于轮舱和驾驶舱里），由它来接受指令。维修人员首先用PMA来激励某个系统，进行一次BIT检查，核实故障。如果维修说明要求打开武器舱的舱门，维修人员就可以通过PMA将舱门打开，而不需要进入驾驶舱。由于PMA是一个电子系统，所以它用的是最新的技术规程资料，并只显示最新的内容。在飞机旁，维修人员可以先滚动屏幕，浏览整个工作项目，然后完成各个步骤。如果存有疑问，维修人员可以将PMA图形中的某个部分放大或缩小。如果维修时需要零部件，可以向“维修控制”部门发一条信息，等他回去取时，零件就准备好了。他再到外场去将零件换上。该维修工作完成后，PMA就将它记录下来，将信息送到维修控制部门。通过PMA还可以传送故障、零部件使用情况和消耗品等其他数据。PMA还可用来通过飞机上的另一个数据口，将“作战飞行计划”软件加载到飞机上。事实上，当第一架F-22飞机在最后组装时，飞机上的第一种软件就是通过PMA装载的。2MSC和MWS MSC和MWS都是计算机系统，它们是综合维修信息系统的核心。这两个系统都采用相同的市场上可以获得的基本部件，但MSC放在经过加固的箱子里，可以部署使用。MWS系统则留在主基地使用。MSC的基本功能包括：（1）分析诊断数据：当飞行员执行任务返回时，将驾驶舱里的数据传递盒（DTC）卸下来，送到维修部门。如果在执行任务过程中发生了故障，就将这些故障的代码记录在DTC中，该数据被下载到MSC的计算机里。找出故障原因后，提出纠正措施。（2）准备要完成的维修工作：对维修工作作出安排，明确需要的资源（零部件等），并检查该项工作的说明是否是最新的。然后将这些说明装入PMA，维修人员就可以拿这个PMA到外场去完成工作。（3）收集维修数据：收集的数据包括：飞机上什么地方发生了故障、修理需要多长时间、零部件使用情况等。数据收集后生成报告和提要。F-22飞机保障系统的一条基本原则是，数据收集一次，尽可能地重复利用。（4）支持维修计划和分析：收集的数据还用于制定计划，安排检查项目，安排定时维修工作。四、需要的维修人员数量、专业及训练 每架F-22飞机平均需要维修人员14.9人（F-16为22.1人，F-15为23.5人）。一个72架F-22飞机的联队计划需要1072名维修人员，他们分布于联队和作战保障中队的职能部门、三个飞行中队、一个后勤保障中队和一个维修中队。这些人员涉及15个专业，即地面保障设备、飞机维修、军械、航空电子设备、离机设备（Egress）、电气/环境控制系统、燃油、生命保障、金属材料、弹药、无损检测、气动液压、动力装置、结构和生存设备。