大家都知道,美國發動機設計先進,質量可靠,這是美國飛機大賣的核心點,當年美俄冷戰期間,俄制發動機成了最大的短板,尤其民用發動機,在耗油率,安全性,維修性上都差距美國非常大的距離,冷戰結束後,俄羅斯大量引進美國歐洲民用飛機,採用了大量的美國先進發動機。
美國民用發動機現在就無懈可擊嗎?
這個倒不見得,2006年6月2日,美國美洲航空公司的一架波音767-223(ER)客機,在洛杉磯機場試車時,忽然發生爆炸,左側發動機渦輪盤解體飛出,結果穿透發動機機匣,射入了右側發動機噴管內,幸好沒有造成人員傷亡!
美國發動機也並非百分百可靠
這次事故發生後,美國交通運輸部立即展開了調查,事故經過如下,事情起因是飛行員向機務反映當飛機從11000m爬升到11600m高度過程中,左側發動機和右側不一致,大約小2%,於是機務就對飛機進行地面測試,誰都沒想到,當發動機從最大工況拉回到慢車過程中,左側發動機減速到 95%N1轉速時,聽到爆炸聲,左側發動機起火,而且連帶左右機翼後的機身相繼起火,3名機務立即關閉發動機,消防員緊急趕到滅火!
經過檢查,左側發動機渦輪斷成前後兩節,高壓渦輪2級甩出發動機,一塊從地面反彈,打壞了飛機下機身左下樑和右下樑,更離奇的是,這個碎片穿透機身,擊中了14米之外的右側發動機,插入噴管內,另外一個大塊碎片,越過一條跑道和滑行道,飛行了760米才停下!另外一塊打壞了左翼和右翼的油箱,最終引起飛機機身起火燃燒。
CF6-80是美國GE公司的產品,安裝在多款寬體客機上
CF6-80發動機是一款非常成熟的發動機,安裝在多款寬體飛機上,機型包括A300,A310,A330,波音747,波音767,MD11客機上,可以說是一款上世紀80到90年代尖端發動機,最大推力在20-30噸量級,製造總數超過3000台,運行時間超過1億1千萬小時,為何發生這次事故,這是很讓人吃驚的!
經過調查破裂的高壓渦輪第 1 級盤的零件號為 9362M 58 G07, 生產序列號為MPOT8749 , 由 Inconel 718鎳合金製成 ;表面用等離子噴塗 1層 T4()0 (鈷基合金 )塗層 ,用於防鏽與抗磨,認真檢查後發現該輪盤的材料沒問題,不管成分 、晶粒大小 、微結構以及硬度均符合要求 ,而且開裂部位:榫槽底部後端圓角半徑符合高壓渦輪盤設計圖紙。
最讓人無法接受的是疲勞裂紋起始於榫槽底部後緣圓角處的微小點坑,這是罪魁禍首,但是在對渦輪盤的加工與裝配過程進行了分析後,仍未找出原因,這一次事故最大的幸運在於,雖然發動機爆炸,但是飛機上沒有旅客,而且在地面,沒有造成任何人員損失。
航空發動機難度很大,隨便一個很小細節失誤都可能造成嚴重後果
調查人員將過去幾次CF6-80發動機事故串聯起來,發現2000年9月22日,2002年12月28日,同樣是波音767飛機,同樣的這款發動機,在地面試車,以及飛機爬升過程中也發生髮動機爆炸,渦輪零件噴出的惡性事故,但是飛機成功迫降,無人傷亡,同時調查人員也發現,另有5個航空公司報告CF6-80發動機渦輪盤榫槽底部開裂,設計工作壽命在15000次循環,但是在5000到9000次就有裂紋發生。
最終結果,調查人員認為,發動機高壓渦輪第1級輪盤是由1條微小的晶間裂紋導致,而且渦輪盤設計不夠完善,榫槽底部後圓角處有1個高應力區, 使此處的應力非常接近材料的極限強度,只要有一點點微小損傷,就可能導致裂紋,最終發展後引發渦輪盤破裂!
CF6-80作為一款運行時間超過1億小時的先進發動機,GE公司做的設計試驗時間和使用時間也足夠長,但是誰都想不到,這麼一個小小的圓角設計不當,就造成了巨大的發動機爆炸事故!