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摘要：波音737NG机队后缘襟翼不对称故障时有发生，易造成不安全事件，一定程度上影响了飞机运行安全和服务质量。通过解析后缘不对称的工作原理，结合译码数据分析，开发了737NG后缘襟翼监控项目，并通过案例不断对监控方案进行完善，最终可以达到基本预判故障的状态。
关键词：波音737NG;后缘襟翼不对称;性能监控
1 开发背景
2017年4月B-7592飞机执行MU5814虹桥飞昆明航班，机组下降时反映后缘襟翼不对称，决定无襟翼着陆，云南分公司AOC启动三级应急预案，飞机在盘旋抛油后安全落地昆明机场并自滑至停机位。之后两月，东航737NG机队陆续发生几起类似故障。为减少不安全因素、降低不正常事件，针对后缘不对称故障的特点，决定开发737NG后缘襟翼监控项目。
波音737NG飞机的襟翼不对称即左侧与右侧后缘襟翼不对称。襟翼位置分别由左右襟翼位置传感器提供，襟缝翼电子控制组件（FSEU）接收左右襟翼位置传感器的输入信号，当探测到两侧传感器角度大于9?，0.5秒后触发襟翼旁通活门工作，当持续时间大于3秒后襟翼旁通活门锁定，一旦旁通活门锁定，襟翼便无法在空中继续操纵，只能在地面复位。
波音公司在2017年10月颁布了737NG-FTD-27-17002，对襟翼不对称故障进行了解析，指出襟翼指示器和襟翼位置传感器是导致此故障的主要原因，并对导致指示器失效的原因进行了具体说明。此FTD是制定监控和排故方案的重要理论依据。
2 监控方案的初拟定
在B-7592飞机发生故障之后，通过Airfase译码软件对该航班的后缘襟翼位置数据进行了分析，发现译码得出的现象与故障逻辑一致，即大于9?后3秒旁通活门工作，将襟翼锁定，如图1所示。
为了判断故障出现前是否有征兆，于是对该飞机之前几天的数据进行了译码分析。图2为该飞机4月1日的译码数据，从中可以发现已经出现了左右传感器差值大于9?的情况，但由于时间未达到3秒，旁通活門未锁定。同样，该飞机4月3日的译码数据中左右传感器差值也达到了7.73?。而其他正常飞机的左右角度差值一般都较小，多在2?以内。
基于以上分析，设定了“飞机在空中，襟翼位置大于4?，持续时间3秒，预报第一个超标值”的报警逻辑，当触发此逻辑后，Airfase将以邮件的形式第一时间通知机务人员，使机务人员能够实时掌握机队后缘襟翼的技术状况。此报文于当年5月进入测试阶段。
3 监控方案的改进
监控方法是随着对故障案例的不断积累和深入分析而改进的。
B-1535飞机从5月13日起陆续开始有Airfase报警邮件，于7月31日反映襟翼卡阻故障。为此，分别对该飞机每个航班的报警峰值和报警次数做出曲线图进行比较。
图3为报警峰值和航段的比较图，左侧为故障段，往右为故障之前的日期。从中可以发现：
1） 除去故障日最大的11.95?外，峰值出现在故障之前的第37次报警，达到5.98?。
2） 先后共有7次大于5?的报警出现，且分散不连续。
3） 报警值的主要集中区间为4.22?
～4.92?（此时报警门限值设为4?）。
图4为报警次数的比较图，左侧为故障段，往右为故障之前的日期。从中可以发现：
1） 故障前的23天每日报警次数未超过1次。
2） 故障前的14～22天报警次数有小幅阶跃，最多每日2次。
3） 故障前的14天报警次数有大幅阶跃，结合每天的飞行航班数，该飞机在故障前4～10天内几乎每个航班均触发报警。
之后，进一步分析B-1535的译码数据，发现襟翼无论是收还是放的过程中，左侧襟翼一直相对右侧襟翼较慢，刚作动时左右差值会变大，最终差值逐步减小。排除机械原因，这一现象说明左侧襟翼位置传感器内部的旋转变压器可能存在故障，导致传感器反映较慢，使襟翼运动差值变大。这一情况与FSEU自检的故障代码（27-52259）一致，指向左侧襟翼位置传感器。
通过对B-1535飞机故障的分析，做出如下总结：
1） 差值大小与故障是否发生无直接联系，但差值大于5?时需引起警惕，后续应对此飞机进行重点监控。
2） 根据报警反映的频率可以大致判断故障的严重程度，由此视情提前安排排故工作。
3） 可以通过译码数据判断左右襟翼是哪一侧出现了故障，一般情况下收放滞后的那一侧的故障率较高。
8月26日B-7376飞机反映襟翼卡阻故障。通过一系列研究，又发现了报文存在的缺陷，经过分析论证后重新设置了门限逻辑，并加入其他参数，使报文得以完善。
首先，在故障前一段时间就收到了该飞机差值为5.63?的报文，进一步译码后发现，此航段已经出现过襟翼角度差大于9?的情况，但却未接通旁通活门。由于之前的报文取至报告的第一个数据，即5.63?，故从报文里无法体现出超限的9.49?，如图5所示。
设想若能在第一时间得到故障前一段的报警以及故障段的最大差值，那么可以立即安排该机进行检查，就能够避免不安全事件的发生。因此，对译码报告进行了修改，在报文中加入了“MAX Delta FLAP”项，以达到更直观的监控效果，减少译码的工作量。修改后的报文如图6所示。
由于B-7376飞机之前没有超差报文，所以为了进一步验证此机是否存在故障隐患，将之前设定的报警门限从4?改为3.5?，监控阶段从空中改为了全程，结果发现了另一个异常：在故障发生前一天的航班中有过差值7.38?的情况。进一步译码发现此情况发生在地面“阶段0”，显然按照以前的监控条件是无法预判到这个故障的。
基于以上两种情况，重新设定了Airfase的报警条件：全程角度差值大于3.5?且持续3秒，报文内容除了包含之前的超差值外还有超差的最大值。 4 监控报文的应用
需要说明的是，东航波音737NG机队目前有三种QAR的数据类型，即737-3B、737-3C和737-7。737-7数据库覆盖东航超过一半的飞机数量，约170架，每秒采集512字节。但737-3B和737-3C的数据库容量较小，每秒仅采集256字节。由于数据采集规则的不同，737-7每秒同时记录左右襟翼角度值，737-3B和737-3C无法记录左右襟翼同一秒的角度值，而是一秒隔一秒地穿插记录左右襟翼角度值。由于采集精度问题，东航MCC目前只完成了737-7数据库飞机襟翼角度差值的监控工作。
截至2017年10月底，通过后缘襟翼监控发现的故障飞机约为18架。MCC要求对角度差值大于5?的飞机进行排故，目前已排除了9架飞机的隐患，如表1所示。
结合反映故障的飞机和监控发现故障的飞机来看，737NG襟翼不对称故障的原因主要集中在襟翼位置传感器和襟翼指示器上，若报文中MAX Delta FLAP是趋势化增加的，则襟翼指示器故障的概率较大;若MAX Delta FLAP是不规则突变的，则襟翼位置传感器的故障概率更大。
自2017年9月該监控项目正式投入使用至2018年10月底，东航737NG机队因襟翼不对称导致的航班不正常次数总计5起，数据库为737-3B和737-3C的飞机3起;737-7的飞机2起，其中1起在故障之前没有收到报警邮件，另一起属于传感器突发故障导致的不正常事件。从故障数量所占机队规模比例以及相较以往故障数量来看，都有明显改善。
如何针对-3B和-3C数据库构型的飞机做好此项监控，是后续需要探索研究的方向，相信在大数据的支持下，在不久的将来也能提早发现并进行预防性排故。
5 总结
波音737NG飞机后缘襟翼不对称监控是东航MCC继737NG空调报文监控后的又一个通过大数据分析、规律化探索总结出的监控项目。与波音AHM监控的后缘襟翼不对称相比，东航Airfase报文的实时性略差，但能够完成趋势化监控、预防性判断，可靠性及准确率均较高。737NG飞机是波音目前最重要的窄体机型，相信在大数据时代的背景下，波音也能探索出新的维修监控方案。东航也希望与兄弟航空公司探讨交流、取长补短，基于大数据平台为飞机的平稳运行出谋划策。
关键词：波音737NG;后缘襟翼不对称;性能监控
1 开发背景
2017年4月B-7592飞机执行MU5814虹桥飞昆明航班，机组下降时反映后缘襟翼不对称，决定无襟翼着陆，云南分公司AOC启动三级应急预案，飞机在盘旋抛油后安全落地昆明机场并自滑至停机位。之后两月，东航737NG机队陆续发生几起类似故障。为减少不安全因素、降低不正常事件，针对后缘不对称故障的特点，决定开发737NG后缘襟翼监控项目。
波音737NG飞机的襟翼不对称即左侧与右侧后缘襟翼不对称。襟翼位置分别由左右襟翼位置传感器提供，襟缝翼电子控制组件（FSEU）接收左右襟翼位置传感器的输入信号，当探测到两侧传感器角度大于9?，0.5秒后触发襟翼旁通活门工作，当持续时间大于3秒后襟翼旁通活门锁定，一旦旁通活门锁定，襟翼便无法在空中继续操纵，只能在地面复位。
波音公司在2017年10月颁布了737NG-FTD-27-17002，对襟翼不对称故障进行了解析，指出襟翼指示器和襟翼位置传感器是导致此故障的主要原因，并对导致指示器失效的原因进行了具体说明。此FTD是制定监控和排故方案的重要理论依据。
2 监控方案的初拟定
在B-7592飞机发生故障之后，通过Airfase译码软件对该航班的后缘襟翼位置数据进行了分析，发现译码得出的现象与故障逻辑一致，即大于9?后3秒旁通活门工作，将襟翼锁定，如图1所示。
为了判断故障出现前是否有征兆，于是对该飞机之前几天的数据进行了译码分析。图2为该飞机4月1日的译码数据，从中可以发现已经出现了左右传感器差值大于9?的情况，但由于时间未达到3秒，旁通活門未锁定。同样，该飞机4月3日的译码数据中左右传感器差值也达到了7.73?。而其他正常飞机的左右角度差值一般都较小，多在2?以内。
基于以上分析，设定了“飞机在空中，襟翼位置大于4?，持续时间3秒，预报第一个超标值”的报警逻辑，当触发此逻辑后，Airfase将以邮件的形式第一时间通知机务人员，使机务人员能够实时掌握机队后缘襟翼的技术状况。此报文于当年5月进入测试阶段。
3 监控方案的改进
监控方法是随着对故障案例的不断积累和深入分析而改进的。
B-1535飞机从5月13日起陆续开始有Airfase报警邮件，于7月31日反映襟翼卡阻故障。为此，分别对该飞机每个航班的报警峰值和报警次数做出曲线图进行比较。
图3为报警峰值和航段的比较图，左侧为故障段，往右为故障之前的日期。从中可以发现：
1） 除去故障日最大的11.95?外，峰值出现在故障之前的第37次报警，达到5.98?。
2） 先后共有7次大于5?的报警出现，且分散不连续。
3） 报警值的主要集中区间为4.22?
～4.92?（此时报警门限值设为4?）。
图4为报警次数的比较图，左侧为故障段，往右为故障之前的日期。从中可以发现：
1） 故障前的23天每日报警次数未超过1次。
2） 故障前的14～22天报警次数有小幅阶跃，最多每日2次。
3） 故障前的14天报警次数有大幅阶跃，结合每天的飞行航班数，该飞机在故障前4～10天内几乎每个航班均触发报警。
之后，进一步分析B-1535的译码数据，发现襟翼无论是收还是放的过程中，左侧襟翼一直相对右侧襟翼较慢，刚作动时左右差值会变大，最终差值逐步减小。排除机械原因，这一现象说明左侧襟翼位置传感器内部的旋转变压器可能存在故障，导致传感器反映较慢，使襟翼运动差值变大。这一情况与FSEU自检的故障代码（27-52259）一致，指向左侧襟翼位置传感器。
通过对B-1535飞机故障的分析，做出如下总结：
1） 差值大小与故障是否发生无直接联系，但差值大于5?时需引起警惕，后续应对此飞机进行重点监控。
2） 根据报警反映的频率可以大致判断故障的严重程度，由此视情提前安排排故工作。
3） 可以通过译码数据判断左右襟翼是哪一侧出现了故障，一般情况下收放滞后的那一侧的故障率较高。
8月26日B-7376飞机反映襟翼卡阻故障。通过一系列研究，又发现了报文存在的缺陷，经过分析论证后重新设置了门限逻辑，并加入其他参数，使报文得以完善。
首先，在故障前一段时间就收到了该飞机差值为5.63?的报文，进一步译码后发现，此航段已经出现过襟翼角度差大于9?的情况，但却未接通旁通活门。由于之前的报文取至报告的第一个数据，即5.63?，故从报文里无法体现出超限的9.49?，如图5所示。
设想若能在第一时间得到故障前一段的报警以及故障段的最大差值，那么可以立即安排该机进行检查，就能够避免不安全事件的发生。因此，对译码报告进行了修改，在报文中加入了“MAX Delta FLAP”项，以达到更直观的监控效果，减少译码的工作量。修改后的报文如图6所示。
由于B-7376飞机之前没有超差报文，所以为了进一步验证此机是否存在故障隐患，将之前设定的报警门限从4?改为3.5?，监控阶段从空中改为了全程，结果发现了另一个异常：在故障发生前一天的航班中有过差值7.38?的情况。进一步译码发现此情况发生在地面“阶段0”，显然按照以前的监控条件是无法预判到这个故障的。
基于以上两种情况，重新设定了Airfase的报警条件：全程角度差值大于3.5?且持续3秒，报文内容除了包含之前的超差值外还有超差的最大值。 4 监控报文的应用
需要说明的是，东航波音737NG机队目前有三种QAR的数据类型，即737-3B、737-3C和737-7。737-7数据库覆盖东航超过一半的飞机数量，约170架，每秒采集512字节。但737-3B和737-3C的数据库容量较小，每秒仅采集256字节。由于数据采集规则的不同，737-7每秒同时记录左右襟翼角度值，737-3B和737-3C无法记录左右襟翼同一秒的角度值，而是一秒隔一秒地穿插记录左右襟翼角度值。由于采集精度问题，东航MCC目前只完成了737-7数据库飞机襟翼角度差值的监控工作。
截至2017年10月底，通过后缘襟翼监控发现的故障飞机约为18架。MCC要求对角度差值大于5?的飞机进行排故，目前已排除了9架飞机的隐患，如表1所示。
结合反映故障的飞机和监控发现故障的飞机来看，737NG襟翼不对称故障的原因主要集中在襟翼位置传感器和襟翼指示器上，若报文中MAX Delta FLAP是趋势化增加的，则襟翼指示器故障的概率较大;若MAX Delta FLAP是不规则突变的，则襟翼位置传感器的故障概率更大。
自2017年9月該监控项目正式投入使用至2018年10月底，东航737NG机队因襟翼不对称导致的航班不正常次数总计5起，数据库为737-3B和737-3C的飞机3起;737-7的飞机2起，其中1起在故障之前没有收到报警邮件，另一起属于传感器突发故障导致的不正常事件。从故障数量所占机队规模比例以及相较以往故障数量来看，都有明显改善。
如何针对-3B和-3C数据库构型的飞机做好此项监控，是后续需要探索研究的方向，相信在大数据的支持下，在不久的将来也能提早发现并进行预防性排故。
5 总结
波音737NG飞机后缘襟翼不对称监控是东航MCC继737NG空调报文监控后的又一个通过大数据分析、规律化探索总结出的监控项目。与波音AHM监控的后缘襟翼不对称相比，东航Airfase报文的实时性略差，但能够完成趋势化监控、预防性判断，可靠性及准确率均较高。737NG飞机是波音目前最重要的窄体机型，相信在大数据时代的背景下，波音也能探索出新的维修监控方案。东航也希望与兄弟航空公司探讨交流、取长补短，基于大数据平台为飞机的平稳运行出谋划策。