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合抱之木 生于毫末——记“737NG飞机基于QAR数据的辅助排故系统”研发之路

 2020-08-03 21:20:20 来源:民航资源网 作者:杨雪瑞、王涛  [投稿排行榜]

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合抱之木 生于毫末——记“737NG飞机基于QAR数据的辅助排故系统”研发之路

图:研发团队共同研究讨论

      民航资源网2020年8月3日消息:“叮铃铃……”一阵急促的电话铃声扰乱了Ameco西南航线中心重庆分公司技术支援办公室夏夜的宁静。当天值班的高级工程师赵廷健赶紧拿起听筒,电话那头传来的声音夹杂着机坪背景声的嘈杂:“喂?您好,B-52XX机落地时,自动减速板没有自动伸出,麻烦您处理一下。”原来是航线工作者来电反映故障。

      赵廷健连忙答允,可心里却犯了难。此时刚过凌晨一点,办公室里只有他一人值守。对于飞行操纵系统这样的关键系统,换件工作量一般较大,为了高效精准地排除故障,工程师通常需要通过分析QAR(快速存取记录器)数据,还原飞行过程中系统及部件的具体表现。而想要得到QAR数据,工程师必须先向国航重庆航安部提出申请,获得允许后再向航安部的QAR工程师提供所需系统的参数清单,之后等待其将译码后的参数表返还回来。而这一系列动作并不能保证时效性,正如现在,航安部的工作人员已经下班,对于需要QAR数据的工程师而言,就只能等到第二天早上拿到数据后才能进一步分析和排除这个故障。

      这是2014年的一个夏夜,白日暑气未消,窗边虫鸣烦扰,赵廷健的心里越发焦灼。这样的情况已经不是第一次发生了,如果因此耽误了排故进度,影响了航班运力保障,实在可惜。为什么分公司不能自主开发一个QAR译码系统来辅助排故呢?这样的想法从赵廷健的脑海中闪过,一颗种子就此埋下。

      根:根深则叶茂

      随后,赵廷健把这个想法和技术支援分部经理覃邦君一起商议。覃邦君敏锐地觉察到这是个好点子。在调研后,他发现很多工程师在值班时都遇到过类似的问题。因此,覃邦君认为研发辅助排故系统的想法将为以后的排故节省时间、节约成本,并能实现精准排故,值得深究。于是,分公司成立了由技术支援分部牵头的科技项目专项课题组,由时任重庆维修基地高级经理淦江和高级副经理陈敬忠担任正副组长。“基于QAR数据的辅助排故系统”也于2015年度入选国航股份科技项目,并正式立项。

      想要拥有这样一个辅助排故系统,首先就要解决QAR译码问题。因此,译码软件是整个辅助排故系统的根基。项目组本想通过直接外购译码软件的方式来解决译码问题,但在实际使用过程中,大家发现外购软件错误较多,且不能存储模块,无法实现自动译码的需求。

      多方寻找未果后,项目组决定自力更生,自主开发一款QAR译码软件。负责项目IT统筹的汪鑫,有着丰富的软件开发经验。他和团队成员一道,仔细研究了737-NG飞机QAR的原始数据结构,根据波音DFDAU(数字飞行数据采集组件)的数据帧编码规范,最终完成了译码程序的自主研发。译码软件的成功开发,为后续数据运用打下了坚实的基础。

      花:叶茂才花开

      随着研发的推进,辅助排故系统初现雏形,但项目组仍在不停思索辅助排故系统是否还有值得改进的地方。

      通过传统的译码手段,航安部发送回来的参数信息大多为Excel表格,数据不够直观。“如果把表格数据可视化,让参数以折线图、柱状图这样的形式展现出来,技术上可以实现吗?”项目组成员在集中讨论会上提出了建议,并开始在网上寻找开源的可用工具。经过多番对比和测试,最终选取了一款可提供直观、生动、可交互、可高度个性化定制的数据可视化图表工具,完全契合项目组的需求。项目组立即着手研究,利用开源工具将原本复杂难辨的数据以曲线形式自动呈现,并将单机和机队的历史数据都放入系统中,实现横向和纵向的比对,对管控单机和整体机队状态提供了有力支持。

      拥有可视化界面的QAR译码辅助排故系统在业内并不多见,直观的图形信息、清晰的对比数据,使该系统在实际维修保障运用中发挥了不可忽视的作用。

      图:“737NG飞机基于QAR数据的辅助排故系统”研发团队  

      实:花落结万子

      2016年中旬,一架飞机在执行航班时因驾驶杆抖杆返航北京。自检时发现有故障信息指向左、右SMYD(失速管理和偏航阻尼计算机)。在飞机落地开门10分钟后,技术支援分部利用辅助排故系统,就收到了此次航班的QAR数据。工程师立即通过该系统的驾驶盘抖杆故障模块,观察抖杆发生时的迎角、N1转子转速及地速等参数,发现参数符合失速警告条件,说明当时发生的抖杆是一次真实的抖杆警告,并不是系统故障,无需更换任何部件。该机很快便投入了后续航班的运行。此后波音分析了该航段数据,给出了与技术支援分部一致的结论。此次排故中,该系统的参与使故障原因得以精确定位,避免了盲目的排故换件,为公司节省了时间成本、航材成本和人工成本,也为客户免除了不必要的航班停场,保障了飞机的正常运行。随后,该系统又多次协助工程师们成功判断故障。2017年8月,经过实践检验,证明系统能有效地协助工程师处理故障后,重庆分公司向国家知识产权局申请了科技发明专利。

      立项研发源于某个夜晚一名工程师的一时念想。正是因为工作中的处处留心,一个小念想才有机会成为现实,发挥出巨大的能量。2020年3月24日,北京传来令人振奋的消息,“737NG飞机基于QAR数据的辅助排故”发明专利申请获得了国家知识产权局的正式批准。

      合抱之木,生于毫末。一颗种子不可能一天就长成参天大树,心尖上开始萌芽的小想法也无法一蹴而就,它需要汲取努力的养分,吸收奋斗的能量,终有一天会回报绿荫一片。

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    (供稿:北京飞机维修工程有限公司

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