波音777坏掉的发动机为什么还在转？

航小北的日常科普/文

最近两年对于航空业来说，可谓坎坷不断。前天，波音生产的777客机发生严重的事故。

当地时间2月20日下午，一架美国联合航空波音777客机升空后不久，飞机右侧的发动机外壳碎裂并且开始起火燃烧，飞机随即返航，幸好没有酿成重大事故，很快美联航和日本就决定禁飞所有777（消息回顾：

↑发动机正在燃烧的波音777客机↑

事故中的一处细节

当然了，这次出事并不是波音公司的锅，而是应该把重点放在这款PW4000发动机上。事故原因还在调查中，我们今天先来讲讲其中一个“不引人注意”的技术细节。不知道大家注意没有，下图就是当时乘客拍摄的事故发动机的视频，视频中除了可以看到面目全非的发动机和熊熊燃烧的火焰之外，一个引人注目的地方就是这台发动机中的转子居然一直在转动。

↑熊熊燃烧的发动机依然在转动↑

而且不仅仅是这次的发动机事故，如2019年7月份的达美航空DL1425号航班事故，同样是发动机发生了严重故障故障，而根据机上乘客拍摄的视频，你同样可以看到发动机中的转子依然在转动。

↑2019年达美航空事故中依然在转动的发动机↑

难道飞行员胆子这么大吗？都已经发生这么严重的事故了，怎么还能让发动机在那儿转动？这是怕发动机坏的还不够彻底？你还别说，这让发动机“转起来”还真就是故意的，甚至于不转都不行，必须要转。

发动机的风车状态

当然，这里说的让发动机“转起来”，不是给发动机推力、让它继续转动，而是让它进入一种叫做“风车状态”的模式。

我们知道，当飞机在高速飞行的时候，相对飞机而言，气流是高速从前往后流动的。而发动机最前面的大风扇就好像一架风车一样，静止的风扇在这股气流的吹动下，发动机的转子就会转动起来，而这种状态就叫做风车状态。

↑风吹动下转动的风车↑

而上面说到的发动机事故中，发动机就是进入了风车状态，这个时候发动机已经完全失去了自主动力，是在空气的驱动下才转动起来的。

而之所以在发生事故之后，要让发动机进入风车状态，原因很简单：因为只有转子转动起来、进入风车状态，失去动力的发动机才能够把阻力降到最低。

要知道，飞机的发动机一旦故障，产生的效应不仅仅是没有推力了那么简单，更重要的是，不仅没有推力了，直径那么大的发动机反而是很大的阻力。

像波音777这样的只有两台发动机的客机，一旦一台发动机失去动力，那么一台发动机有推力、另一台发动机有阻力，就必然会让飞机受到一个很大的力矩作用，这样飞机就会变得很难操作，降低飞机安全迫降的可能性。

↑单发失效之后的波音777科技↑

所以，在发动机发生故障之后，一定要让发动机进入风车状态，因为风车状态，转子的转速会远远低于正常的工作转速，不会造成发动机进一步的损伤，而且可以尽可能地降低发动机产生的阻力，让飞机可以正常着陆。

发动机的安全性设计

可千万不要小看这个“风车状态”，事实上它涉及到一个非常新的航空发动机设计技术，叫做“安全性”设计。简单说，这种设计要求，当发动机遇到非常罕见的事故之后，一定不能阻碍飞机的正常飞行，所以这种设计不是说让飞机或者发动机不坏，而是顺着我们设计好的方式坏。

比如说著名的GE90发动机，这台发动机巨大的风扇后有两处轴承来约束风扇的转动，那么请问，这两处的支承结构是设计更不容易坏好呢？还是更容易坏好呢？

↑GE90发动机风扇后的两处轴承↑

你一定会想：那还用说嘛，当然是越不容易坏越好，最好是造的特别结实，不管你怎么折腾绝对不坏才最好。

但是安全性设计可不是这么想的。

要知道，一旦发动机发生故障，一般最先出问题的就是轴承，而轴承一旦抱死，就意味着转子无法再转动，但这个时候发动机的转动还有巨大的惯性，所以可能直接造成断轴，这样的话涡轮就会飞转，很容引发更严重的事故。另外，轴承抱死之后，发动机就不能进入风车状态了，同样会给飞机的迫降造成严重的威胁。

所以安全性设计就要求，这两个的支承结构一定要相对容易坏一些，这样一旦发生事故，只要轴承抱死，那么巨大的旋转惯性会把整个风扇后面的支承结构给“拧断”，这样转子反而能够“自由”了，不会造成更严重的事故。

不要看就是这么一个小小的细节，背后的考虑，实际上远比你想象的复杂得多，也反直觉得多。