论文部分内容阅读
[摘 要]在直升机上，不同的系统设备和部件有可能安装在了相同的结构区域当中。因为这类设备和部件在安装方面存在着一定的关联性。在区域当中，某一个部件和设备故障将可能造成其他的系统部件和设备失去效果，或者对其他系统部件和设备带来不可修复的破坏和损伤，并且严重的时候会危害飞行的安全。在ARP4761当中，将对这种故障的分析叫做区域安全性的分析。因此，本文在机遇ARP4761的区域安全性分析的基本原理以及要求的基础上，详细分析了区域安全性分析程序以及分析方法，将ARP4761的顶层偏于概念和实施原则的基本内容变化为具体的应用，进而更加容易操作的实施方法。
[关键词]区域安全性分析；直升机；应用
中图分类号：TP131 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0206-01
引言
目前，区域安全性分析在直升机方面应用越来越多。区域安全性分析是一种共因分析的方法。它是对直升机的安全性进行分析的主要环节之一[1]。这类方法不但含有着对直升机安全性设计准则符合性方面的分析，并且因为区域各个系统部件设备安装位置存在一定的关联性，让某些部件出现故障，进而破坏了附近的设备，造成设备失效，或者出现的故障使其他部件设备损伤，直接对直升机的安全飞行带来严重威胁[2]。
1.区域安全性分析和区域的概述
1.1区域安全性分析概述
根据ARP476的相关论述，区域安全性分析指的是在研究机中各个系统组件内安装关系和机上的安装比较接近的组件件项目进行干扰的一类分析及时。为了能够对区域安全性分析技术的内涵进行更好的理解。下面我们列举个例子进行分析。例如：在2017年11月4号，一架直升机在美国某地区进行了观光飞行。因为这架直升机的发动舱内着火，直升机被迫降。在直升机迫降的过程当中，这架直升机碰撞到电线上而坠落。当大货吞噬直升机以前，驾驶员以及乘客逃出了飞机[3]。
直升机发生着火问题的原因是因为发动机舱内燃油控制装置和燃油的分配阀间软管和附近磁电机长时间碰撞所造成的磨损，让燃油从磨损的位置泄露出去，进而形成油气，并且被磁电机的额火花点燃，最终出现发动机舱内着火现象。
我们从这个案例能够分析出来，因为安装软管卡箍松动，让软管和磁电机出现安装的干涉。在振动的作用之下，磁电机和软管相互摩擦并且擦穿软管，进而让燃油出现溅漏。区域安全性分析是研究出现这类安装干扰可能对这些区域当中其他系统部件设备所带来的安全性风险，并且针对性的制定相关措施，进而有效的避免这类安装干扰问题的出现。
1.2区域的定义
根据ARP476的相关论述，区域安全性分析能够让直升机的使用和维修的目的来对飞机区域进行定义。所以，在对维修区域进行确定的时候需要考虑下面几个方面：
第一，只有有可能区域划分或者进行分界划分需要在直升机仓和部件实际结构分离面的基础上，例如：框、梁、肋、隔板等。
第二，起落架、控制面、货舱门以及舱门需要独立作为区域。
第三，区域划分和标识需要遵循从直升机的前部到后部，从上部到下部，从左到右来进行。
第四，我们从区域安全性分析方面来看，划分区域需要从小到足以一次进行系统仔细并且完整的进行区域分析，找到各个区域当中比较麻烦的制造者以及容易损坏的部件。
2.区域安全性分析的工作原理分析
随着现代直升机的广泛应用及直升机功能的增强，机上组成的系统及它们的部件设备越来越多，它们都安装在机上空间有限的不同区域内。在同一区域内，不同系统系统部件设备由于结构安装的关联性（如相应之间的间隔很小等），使之它们之间存在着相互影响的关系。从可靠性和安全性来看，同一区域内某一系统部件设备的故障或失效，它可能破坏区域内相邻系统部件设备故障独立性或者造成对它们的损伤。正如共模分析一样，A事件的发生。（如实例1中磁电机密封性失效，所发生的电火花）造成了B事件的发生（点燃了软管溅漏燃油形成的油气），这种结构关联性造成两个事件同时发生的概率可表示为：P（A∩B）=P（A）P（B/A）。而区域安全性分析就是通过分析、识别或确认区域内A事件发生导致B事件同时发生的故障源或共因源。显然实例1中的磁电机产生的电火花是A、B事件的共模或共同源。就是说，如果区域内没有电火花，即便存在燃油溅漏形成的油气，它也不可能形成火灾；反过来，如果燃油管不破损，没有燃油溅漏，即便磁电机产生电火花也不会发生火灾。因此这一实例中，造成火灾的共模源或共同源是磁电机密封失效形成的电火花或是燃油管安装松弛或失效使软管磨损破裂，就防御措施而言，就是对他们采取结构隔离使电机不要安装在会产生可燃流体的区域内，或者定期检查燃油管的安装状态；或者定期检查磁电机的结构密封性等。这样使磁电机产生的电花或燃油溅漏故障仅发生在自己的系统，不要产生如俗语所说的“殃及池鱼”的效应。
3.区域安全性分析的目标
通过区域安全性分析，以实现如下目标。
第一，识别区域内由于系统部件设备结构安装的关联性某系统部件设备的故障或失效造成对邻近系统部件设备失效独立性的破坏。系统设备故障或失效的信息来自故障模式及影响分析。
第二，应用本文后面所述的分析方法分析区域内的这种故障或失效对邻近系统部件设备的破坏或损伤作用及对直升机安全风险影响。
第三，确定和验证系统部件设备的安装和布置设计的有效性或安全性要求的符合性。
第四，否则进一步分析并按如下系统安全性优先程序采取相应措施，排除和降低直升机安全性风险。
A，采取相应的设计措施（如隔离设计等）消除风险，否则B，加入相应的安全装置或告警装置，消除风险或将风险控制在可接受的范围。
C，当上述措施都無效时，可采取使用限制或维修措施来降低风险。这种区域安全性分析起始于方案设计阶段，随着型号研制发展和信息的完善，在设计中可多次迭代进行。
4.区域安全性分析的程序
区域安全性分析包括下面三个方面的工作：
第一，按设计安装准则（或称区域安全性分析准则）的符合性分析；
第二，对于区域内各系统部件设备故障模式及对邻近系统部件设备和直升机安全性的影响分析；
第三，上述二项工作完成后，便进行评审，以确认和验证分析结果是否符合安全性要求，若满足要求编写区域安全性分析报告，并将结果输入PSSA报告之中。否则，按系统安全性优先程序，采取相应措施改进设计，以满足要求。显然，区域安全性分析是一识别风险，采取措施消除或控制风险的闭环过程。
结束语
区域安全性分析是共因分析的一种方法，是直升机安全性分析的重要环节之一。这种方法不仅包括了安全性设计准则的符合性分析，而且由于区域内各系统部件设备安装位置的关联性，使某一部件设备故障，破坏了邻近部件设备失效的独立性，或其故障造成了其他部件设备损伤/故障，并危及飞行安全。本文根据ARP4761的要求，提出了部件设备故障殃及池鱼的分析方法，使之区域安全性更为完整。表明这是一种具体实用易操作的有效方法。
参考文献
[1]马克N.拉森，斯图.汉斯系统设计的安全性和可靠性[M]民用航空局上海审定中心P118.
[2]战伟.飞机系统安全性设计与评估[R]民航总局航空器适航审定司，2017.6.
[3]郭百鑫译.SAEARP4761民机机载系统和设备安全性评估指南和方法[M]民航华东适航审定处，2017.1213-15.
[关键词]区域安全性分析；直升机；应用
中图分类号：TP131 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0206-01
引言
目前，区域安全性分析在直升机方面应用越来越多。区域安全性分析是一种共因分析的方法。它是对直升机的安全性进行分析的主要环节之一[1]。这类方法不但含有着对直升机安全性设计准则符合性方面的分析，并且因为区域各个系统部件设备安装位置存在一定的关联性，让某些部件出现故障，进而破坏了附近的设备，造成设备失效，或者出现的故障使其他部件设备损伤，直接对直升机的安全飞行带来严重威胁[2]。
1.区域安全性分析和区域的概述
1.1区域安全性分析概述
根据ARP476的相关论述，区域安全性分析指的是在研究机中各个系统组件内安装关系和机上的安装比较接近的组件件项目进行干扰的一类分析及时。为了能够对区域安全性分析技术的内涵进行更好的理解。下面我们列举个例子进行分析。例如：在2017年11月4号，一架直升机在美国某地区进行了观光飞行。因为这架直升机的发动舱内着火，直升机被迫降。在直升机迫降的过程当中，这架直升机碰撞到电线上而坠落。当大货吞噬直升机以前，驾驶员以及乘客逃出了飞机[3]。
直升机发生着火问题的原因是因为发动机舱内燃油控制装置和燃油的分配阀间软管和附近磁电机长时间碰撞所造成的磨损，让燃油从磨损的位置泄露出去，进而形成油气，并且被磁电机的额火花点燃，最终出现发动机舱内着火现象。
我们从这个案例能够分析出来，因为安装软管卡箍松动，让软管和磁电机出现安装的干涉。在振动的作用之下，磁电机和软管相互摩擦并且擦穿软管，进而让燃油出现溅漏。区域安全性分析是研究出现这类安装干扰可能对这些区域当中其他系统部件设备所带来的安全性风险，并且针对性的制定相关措施，进而有效的避免这类安装干扰问题的出现。
1.2区域的定义
根据ARP476的相关论述，区域安全性分析能够让直升机的使用和维修的目的来对飞机区域进行定义。所以，在对维修区域进行确定的时候需要考虑下面几个方面：
第一，只有有可能区域划分或者进行分界划分需要在直升机仓和部件实际结构分离面的基础上，例如：框、梁、肋、隔板等。
第二，起落架、控制面、货舱门以及舱门需要独立作为区域。
第三，区域划分和标识需要遵循从直升机的前部到后部，从上部到下部，从左到右来进行。
第四，我们从区域安全性分析方面来看，划分区域需要从小到足以一次进行系统仔细并且完整的进行区域分析，找到各个区域当中比较麻烦的制造者以及容易损坏的部件。
2.区域安全性分析的工作原理分析
随着现代直升机的广泛应用及直升机功能的增强，机上组成的系统及它们的部件设备越来越多，它们都安装在机上空间有限的不同区域内。在同一区域内，不同系统系统部件设备由于结构安装的关联性（如相应之间的间隔很小等），使之它们之间存在着相互影响的关系。从可靠性和安全性来看，同一区域内某一系统部件设备的故障或失效，它可能破坏区域内相邻系统部件设备故障独立性或者造成对它们的损伤。正如共模分析一样，A事件的发生。（如实例1中磁电机密封性失效，所发生的电火花）造成了B事件的发生（点燃了软管溅漏燃油形成的油气），这种结构关联性造成两个事件同时发生的概率可表示为：P（A∩B）=P（A）P（B/A）。而区域安全性分析就是通过分析、识别或确认区域内A事件发生导致B事件同时发生的故障源或共因源。显然实例1中的磁电机产生的电火花是A、B事件的共模或共同源。就是说，如果区域内没有电火花，即便存在燃油溅漏形成的油气，它也不可能形成火灾；反过来，如果燃油管不破损，没有燃油溅漏，即便磁电机产生电火花也不会发生火灾。因此这一实例中，造成火灾的共模源或共同源是磁电机密封失效形成的电火花或是燃油管安装松弛或失效使软管磨损破裂，就防御措施而言，就是对他们采取结构隔离使电机不要安装在会产生可燃流体的区域内，或者定期检查燃油管的安装状态；或者定期检查磁电机的结构密封性等。这样使磁电机产生的电花或燃油溅漏故障仅发生在自己的系统，不要产生如俗语所说的“殃及池鱼”的效应。
3.区域安全性分析的目标
通过区域安全性分析，以实现如下目标。
第一，识别区域内由于系统部件设备结构安装的关联性某系统部件设备的故障或失效造成对邻近系统部件设备失效独立性的破坏。系统设备故障或失效的信息来自故障模式及影响分析。
第二，应用本文后面所述的分析方法分析区域内的这种故障或失效对邻近系统部件设备的破坏或损伤作用及对直升机安全风险影响。
第三，确定和验证系统部件设备的安装和布置设计的有效性或安全性要求的符合性。
第四，否则进一步分析并按如下系统安全性优先程序采取相应措施，排除和降低直升机安全性风险。
A，采取相应的设计措施（如隔离设计等）消除风险，否则B，加入相应的安全装置或告警装置，消除风险或将风险控制在可接受的范围。
C，当上述措施都無效时，可采取使用限制或维修措施来降低风险。这种区域安全性分析起始于方案设计阶段，随着型号研制发展和信息的完善，在设计中可多次迭代进行。
4.区域安全性分析的程序
区域安全性分析包括下面三个方面的工作：
第一，按设计安装准则（或称区域安全性分析准则）的符合性分析；
第二，对于区域内各系统部件设备故障模式及对邻近系统部件设备和直升机安全性的影响分析；
第三，上述二项工作完成后，便进行评审，以确认和验证分析结果是否符合安全性要求，若满足要求编写区域安全性分析报告，并将结果输入PSSA报告之中。否则，按系统安全性优先程序，采取相应措施改进设计，以满足要求。显然，区域安全性分析是一识别风险，采取措施消除或控制风险的闭环过程。
结束语
区域安全性分析是共因分析的一种方法，是直升机安全性分析的重要环节之一。这种方法不仅包括了安全性设计准则的符合性分析，而且由于区域内各系统部件设备安装位置的关联性，使某一部件设备故障，破坏了邻近部件设备失效的独立性，或其故障造成了其他部件设备损伤/故障，并危及飞行安全。本文根据ARP4761的要求，提出了部件设备故障殃及池鱼的分析方法，使之区域安全性更为完整。表明这是一种具体实用易操作的有效方法。
参考文献
[1]马克N.拉森，斯图.汉斯系统设计的安全性和可靠性[M]民用航空局上海审定中心P118.
[2]战伟.飞机系统安全性设计与评估[R]民航总局航空器适航审定司，2017.6.
[3]郭百鑫译.SAEARP4761民机机载系统和设备安全性评估指南和方法[M]民航华东适航审定处，2017.1213-15.