作者 喬善勛

12月3日，東方航空一架空客330客機(jī)在執(zhí)行上海至香港的721號(hào)（MU721）航班，在萬米巡航時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)突然遭遇葉片脫落的故障。從曝光的視頻中可以看到，客艙內(nèi)有明顯晃動(dòng)感。所幸，飛行員臨危不懼緊急備降廈門。

飛行記錄顯示，飛機(jī)在大約9點(diǎn)半左右時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)突發(fā)意外，位置大約在泉州市西面。當(dāng)時(shí)飛機(jī)飛行高度在34100英尺，約合10400米。隨后，飛機(jī)開始緊急下降，并在10點(diǎn)左右降落在廈門高崎機(jī)場(chǎng)。

飛機(jī)落地后，地面人員得以一窺發(fā)動(dòng)機(jī)受損全貌，發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)風(fēng)扇葉片受損。

涉事的是一架注冊(cè)號(hào)B-8970的空客A330-300型客機(jī)，機(jī)齡6.5年，搭載2臺(tái)羅·羅遄達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)。在2017年6月交付予東航。

然而這并不是A330型客機(jī)搭載的遄達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)第一例巡航中發(fā)生故障的案例。其中最典型的當(dāng)屬2017年亞航A330發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片故障事件。

2017年6月25日，亞航旗下一架注冊(cè)號(hào)9M-XXE的A330-343X從西澳大利亞州珀斯飛往馬來西亞吉隆坡。

飛機(jī)起飛大約1小時(shí)后，機(jī)組成員突然聽到一聲金屬爆炸聲，機(jī)身開始劇烈振動(dòng)，并向機(jī)組成員發(fā)出ENG 1（左側(cè)）失速警告。機(jī)組在完成相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障程序，并開始單發(fā)返回珀斯。

雖然飛行員嘗試通過改變飛機(jī)的高度和空速來減少飛機(jī)振動(dòng)，但機(jī)身在返航途中仍繼續(xù)振動(dòng)。飛機(jī)在珀斯安全著陸后，地面人員發(fā)現(xiàn)左側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)風(fēng)扇葉片大約有3/4部分丟失。

圖、亞航9M-XXE號(hào)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)受損圖

9M-XXE號(hào)機(jī)搭載的是遄達(dá)772B-60型發(fā)動(dòng)機(jī)，這屬于一款三轉(zhuǎn)子、高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，下圖所示藍(lán)色為風(fēng)扇、黃色為中壓壓氣機(jī)、橙色為高壓壓氣機(jī)。

編號(hào)為41778的發(fā)動(dòng)機(jī)被送到香港航空發(fā)動(dòng)機(jī)服務(wù)公司進(jìn)行檢修，葉片殘片則被送往英國(guó)羅羅的實(shí)驗(yàn)室。發(fā)動(dòng)機(jī)檢查顯示，沒有內(nèi)部或外部火災(zāi)的證據(jù)，也沒有異物損壞的證據(jù)。而受沖擊和尖端摩擦影響，剩余的風(fēng)扇葉片有二次損壞痕跡，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣罩也受到損壞。風(fēng)扇軸沿著長(zhǎng)度彎曲約13毫米。

序列號(hào)RGF35538的風(fēng)扇葉片生產(chǎn)日期在2009年12月至2010年2月之間，沒有返工記錄。在2014年9月11日進(jìn)行相控陣超聲波檢查。該葉片裝機(jī)后運(yùn)營(yíng)共運(yùn)營(yíng)3602個(gè)周期，從檢查到發(fā)生故障運(yùn)營(yíng)1099個(gè)周期。

隨著渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比越來越大，極大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和成本，但同時(shí)也需要應(yīng)用采用復(fù)雜空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的更長(zhǎng)、更寬的風(fēng)扇葉片，這些葉片重量還必須輕，以確保風(fēng)扇葉片故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能承受較大的不平衡力，并確保不發(fā)生不包容事件。這也就要求葉片具有足夠的強(qiáng)度，以承受高空氣動(dòng)力載荷、低循環(huán)和高循環(huán)疲勞載荷和異物損壞。

為了實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度和低重量，工程師給出的辦法是使用具有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的寬弦空心鈦葉片。遄達(dá)700風(fēng)扇葉片在制造過程中使用三塊鈦合金板來組成葉片的外部面板和內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)，鈦合金的超塑性使其能夠形成內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)和葉片的形狀。制造過程包括在高溫下將三塊鈦合金板擴(kuò)散粘合在一起。然后通過在高溫下使用惰性氣體在金屬模具之間對(duì)擴(kuò)散粘合結(jié)構(gòu)的空腔進(jìn)行充氣來最終成型。

圖、斷裂面示意圖，凸板內(nèi)表面疲勞裂紋萌生點(diǎn)

對(duì)失效的風(fēng)扇葉片進(jìn)行紫外線掃描并沒有發(fā)現(xiàn)有機(jī)污染痕跡，這排除了吞鳥事件。但是發(fā)現(xiàn)了疲勞裂紋區(qū)域，大約位于葉片前緣的中弦處。疲勞似乎是在面板內(nèi)表面薄膜與面板結(jié)合的銳角處開始的。失效葉片剩余部分的照片確定了導(dǎo)致葉片失效的應(yīng)力裂紋的起始點(diǎn)。

裂紋最初沿著弦向方向傳播，然后向外翼型表面?zhèn)鞑ァＪＳ嗟臄嗔驯砻嫦鄬?duì)較鈍且有角度；這與韌性超應(yīng)力失效一致。起始點(diǎn)附近斷裂的放大圖，顯示疲勞裂紋從凸板內(nèi)表面擴(kuò)展。藍(lán)色十字表示裂紋萌生點(diǎn)，紅色區(qū)域是初始弦向擴(kuò)展區(qū)域，黃色箭頭表示一般擴(kuò)展方向。

制造商進(jìn)行的試驗(yàn)表明，如果在之前的相控陣超聲波檢查時(shí)存在這種大小的裂紋，它本應(yīng)被檢測(cè)到。因此得出結(jié)論：裂紋很可能更小，低于當(dāng)時(shí)的最低標(biāo)準(zhǔn)。由于宏觀區(qū)的存在，裂紋可能能夠更快地?cái)U(kuò)展。

共性問題還是孤例？

此前，羅·羅曾報(bào)告7起遄達(dá)700風(fēng)扇葉片故障事件，第一起發(fā)生在2006年8月。前6起葉片故障事件歸因于制造問題，其中大多數(shù)與在超塑性成型過程中使用不正確的氣體或空氣進(jìn)入葉片腔有關(guān)，導(dǎo)致葉片材料內(nèi)層的性能發(fā)生變化。這些變化使它們更容易過早失效。隨后的風(fēng)扇葉片故障并未發(fā)現(xiàn)此類制造問題。

羅·羅公司的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，最近的三起葉片故障（包括亞航這一次）均歸因于疲勞裂紋，該裂紋起源于內(nèi)膜和凸面板之間形成的銳角。

羅·羅還審查了故障葉片設(shè)計(jì)，雖然遄達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片都具有相同的寬弦、空心結(jié)構(gòu)，但只有遄達(dá)700葉片遇到了疲勞裂紋問題。研究顯示，遄達(dá)700葉片應(yīng)力相對(duì)較高，再加上小銳角半徑的應(yīng)力集中效應(yīng)，從而在拐角處引發(fā)裂紋，最終導(dǎo)致葉片失效。

2013年7月15日，羅·羅發(fā)布非改裝服務(wù)公告 (NMSB) 其指出問題：在風(fēng)扇葉片斷裂事件發(fā)生后，建議進(jìn)行在役超聲波檢查，以緩解類似事件發(fā)生。

發(fā)動(dòng)機(jī)制造商羅·羅采取了多項(xiàng)安全措施，包括修訂2017年10月發(fā)布的服務(wù)公告RB.211-72-AH465，將檢查間隔從2400個(gè)周期減少到1200個(gè)周期。

東航721號(hào)航班危險(xiǎn)嗎？

從曝光的視頻來看，對(duì)于普通乘客的視覺沖擊還是蠻大的。但從安全的角度來看，需要科學(xué)對(duì)待此類問題，但也不用過度擔(dān)心。

1、成熟、專業(yè)的飛行員都會(huì)接受單發(fā)飛行訓(xùn)練，即使一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，他們也能將飛機(jī)平安降落。

2、發(fā)動(dòng)機(jī)在適航取證的時(shí)候，都需要通過包容性測(cè)試，以免發(fā)生非包容性失效造成次生災(zāi)害。

721號(hào)航班是否遭遇鳥擊？

在飛行過程中發(fā)動(dòng)機(jī)吸入異物，例如吞鳥，但是在萬米高空鳥擊很罕見。鳥類通常飛行高度在2133米，但在6000米以上也有鳥類活動(dòng)，最高的鳥擊事件發(fā)生在11000米。污染物檢測(cè)能第一時(shí)間確定或排除鳥擊事件。

如何科學(xué)看待721號(hào)航班事件？

亞航A330事件暴露出羅·羅遄達(dá)700風(fēng)扇葉片在復(fù)雜制造過程中，出現(xiàn)的一個(gè)多年來未意識(shí)到潛在問題。事故調(diào)查顯示，對(duì)于關(guān)鍵零部件制造商和監(jiān)管制造商的監(jiān)管機(jī)構(gòu)來說，建立快速識(shí)別核心問題的系統(tǒng)并采取措施來降低風(fēng)險(xiǎn)非常重要。

這起事件是一個(gè)很好的例子，說明制造商如何通過快速積極的行動(dòng)，通過信息、服務(wù)公告和服務(wù)信函，向運(yùn)營(yíng)商和維護(hù)提供商傳達(dá)工程解決方案和技術(shù)信息。它還展示了監(jiān)管機(jī)構(gòu)如何與制造商合作，并通過包括適航指令在內(nèi)的通信納入強(qiáng)制性安全解決方案。

對(duì)于什么原因造成721號(hào)航班意外，我們還需要等待詳細(xì)的事故調(diào)查報(bào)告。

從目前曝光的信息來看，東航721號(hào)航班和2017年亞航A330發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片脫落故障有類似性，建議重點(diǎn)關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片疲勞裂紋，建議局方要求航空公司對(duì)搭載遄達(dá)700型發(fā)動(dòng)機(jī)的A330客機(jī)進(jìn)行專項(xiàng)排查；

建議羅·羅加強(qiáng)此類故障研究，并提出系統(tǒng)性解決方案。

相信通過各方努力，能很好彌補(bǔ)721號(hào)航班所暴露出的問題，讓未來的天空更安全。