2019 年發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械類 SDR 千時(shí)率按型號(hào)分布。
2019 年國(guó)內(nèi)民航發(fā)動(dòng)機(jī)空停情況
2019 年按照CCAR-121 部運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)共發(fā)生空停事件 11 起，其中非機(jī) 械類原因造成 1 起空停，為 TRENT700發(fā)動(dòng)機(jī)遭遇鳥擊。
設(shè)計(jì)制造原因造成 8 起空停，分別為 PW1100G 發(fā)動(dòng)機(jī) 3 起，2 起為低 壓渦輪 (LPT )3 級(jí)葉片斷裂導(dǎo)致，1 起為主齒輪箱滑油泵驅(qū)動(dòng)齒輪斷裂導(dǎo)致；TRENT700 發(fā)動(dòng)機(jī) 2 起，均為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度 (EGT) 指示 系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致；V2500 發(fā)動(dòng)機(jī) 1 起，為廠家裝反高壓壓氣機(jī) (HPC) 3 級(jí)孔探堵頭造成 HPC 3 級(jí)葉片斷裂導(dǎo)致；LEAP-1B 發(fā)動(dòng)機(jī) 1 起， 為徑向傳動(dòng)軸 (RDS) 軸承失效導(dǎo)致；CFM56-7B 發(fā)動(dòng)機(jī) 1 起，為啟動(dòng)機(jī)金屬屑污染發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)導(dǎo)致。
機(jī)械原因造成 2 起空停，分別為V2500 發(fā)動(dòng)機(jī) 1 起，為引氣和性能下降等一系列問題導(dǎo)致；CFM56-5B 發(fā)動(dòng)機(jī) 1 起，為液壓機(jī)械組件HMU故障導(dǎo)致。
2019 年按 CCAR-121 部運(yùn)行的各型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)空停數(shù)量和原因分布。
PW1100G 發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障
1. LPT 3 級(jí)葉片斷裂
PW1100G 發(fā)動(dòng)機(jī) LPT 3 級(jí)葉片采用鈦鋁合金，強(qiáng)度較差，在離心載荷下 抗撞擊能力不足，受到撞擊時(shí)會(huì)斷裂。截至目前，全球機(jī)隊(duì)已發(fā)生幾十起葉片 斷裂事件，并導(dǎo)致多起空停。
廠家調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分 LPT 3 級(jí)葉片斷裂與渦輪中介機(jī)匣 (TIC) 活塞封嚴(yán) 磨損掉塊撞擊葉片有關(guān)。廠家已發(fā)布 SI 299F-19B，要求對(duì) TIC 封嚴(yán)執(zhí)行在翼孔探檢查，并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)返廠執(zhí)行 SB 72-0111 和 SB 72-0118，將強(qiáng)度較差的鈦鋁合金葉片改裝為強(qiáng)度更高的鎳基合金葉片，以及將 TIC 封嚴(yán)更換為帶涂層的新構(gòu)型封嚴(yán)；廠家還發(fā)布了SB 72-0003（空 客SB A320-72-1037），推廣減推力起飛，以減少振動(dòng)模態(tài)疊加導(dǎo)致 TIC 變形并與 活塞封嚴(yán)相磨問題。2019 年11 月29 日， FAA 發(fā)布 AD 2019-25-01，要求更換受影響的 LPT 3 級(jí)葉片。2019 年 12 月 16日，EASA 發(fā) 布 AD 2019-0304， 禁止在受影響飛機(jī)上同時(shí)安裝兩臺(tái)沒有完成 SB 72-0111 改裝的發(fā)動(dòng)機(jī)。2019 年 12 月 25 日，CAAC 發(fā)布 CAD 2019-A320-26，要求執(zhí)行減推力改裝和禁止同時(shí)安裝兩臺(tái)沒有完成SB 72-0111 改裝的發(fā)動(dòng)機(jī)。
2. 主齒輪箱失效
PW1100G 發(fā)動(dòng)機(jī)全球機(jī)隊(duì)已發(fā)生17 起主齒輪箱失效事件，造成 15 起空 停、2 起中斷起飛。廠家調(diào)查認(rèn)為，根本原因是主齒輪箱內(nèi)部整體驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī) (IDG)/ 主滑油泵(MOP) 驅(qū)動(dòng)齒輪在發(fā)動(dòng)機(jī)特定轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生共振導(dǎo)致齒輪斷裂。
廠家于 2019 年 6 月發(fā)布 SB 73-0037 和 SB 72-0129， 要求在翼升級(jí) EEC 軟件版本至 FCS 5.0，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)在共振轉(zhuǎn)速下的運(yùn)行時(shí)間，并結(jié)合發(fā) 動(dòng)機(jī)返廠完成齒輪更換；FAA 頒發(fā)相應(yīng) AD 2019-0393，要求受影響發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行 EEC 軟件升級(jí)和齒輪更換。
國(guó)內(nèi)發(fā)生的 1 起主齒輪箱失效導(dǎo)致空停事件為 EEC 軟件升級(jí)之后全球的 第一起空停，說明 EEC 軟件的升級(jí)并不能避免滑油泵驅(qū)動(dòng)齒輪失效，還是要通過更換齒輪最終解決。
LEAP-1B 發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障
LEAP -1B 發(fā)動(dòng)機(jī)的典型故障主要是其徑向傳動(dòng)軸（RDS）軸承失效。
LEAP -1B 發(fā)動(dòng)機(jī)全球機(jī)隊(duì)由于RDS 軸承保持架早期失效已導(dǎo)致多起空停和非計(jì)劃換發(fā)事件，廠家調(diào)查發(fā) 現(xiàn) RDS 軸承磨損 / 失效的原因?yàn)檩S承保持架和軸承內(nèi)滾道之間的滑油供油不足，由于缺少油膜潤(rùn)滑，保持架和內(nèi)滾道之間發(fā)生磨損。在磨損前期會(huì)產(chǎn)生 AISI4340 銀鍍層金屬屑；磨損后期保持架鉚釘失效后，RDS 軸承結(jié)構(gòu)損傷造成滾珠磨損，傳輸齒輪箱 TGB 磁堵、 滑油碎屑監(jiān)控系統(tǒng) ODMS 會(huì)出現(xiàn)大量 M50 軸承材料金屬屑，導(dǎo)致滑油濾旁通燈亮，機(jī)組通常需按檢查單人工關(guān)車。
2019 年 5 月 17 日，廠家發(fā)布 SB72-0222 R7，要求對(duì) TGB 回油濾進(jìn)行重復(fù)檢查；在南航、東航和廈航前期探索的基礎(chǔ)上，廠家在該版本 SB 中引入對(duì) RDS 軸承的孔探檢查，以確認(rèn)軸承保持架的變色、磨損情況。對(duì)于該項(xiàng)檢查措 施，F(xiàn)AA 和 EASA 分別于 6 月 7 日和 5 月 24 日發(fā)布 AD。同時(shí)，廠家發(fā)布 SB 72-0258、SB 72-0271，對(duì) RDS 軸承的重新設(shè)計(jì)，一方面是改善軸承保持架和軸承內(nèi)滾道之間的油膜建立，將軸承內(nèi)滾道的潤(rùn)滑方式由 4 個(gè)凹槽改為傳統(tǒng)軸承的 8 個(gè)小孔，增強(qiáng)對(duì)內(nèi)滾道的直接滑油供給，同時(shí)增加保持架的寬度，加強(qiáng)支撐的同時(shí)減小應(yīng)力；另一方面，通過改進(jìn) RDS 分流器和滑油噴嘴，加大對(duì) RDS 軸承的滑油供給。通過相同極限條件下的臺(tái)架試驗(yàn)，與老構(gòu)型軸承相比， 新構(gòu)型軸承保持架未出現(xiàn)變色、磨損的問題。
雖然隨著波音 737MAX 飛機(jī)的停飛，該機(jī)型裝配的 LEAP -1B 發(fā)動(dòng)機(jī)也 停止運(yùn)行，但是當(dāng)波音737MAX 恢復(fù)運(yùn)行后，其發(fā)動(dòng)機(jī)問題將更為敏感和重要， 因此對(duì)于 LEAP -1B 發(fā)動(dòng)機(jī)問題和缺陷的跟蹤、改進(jìn)仍需進(jìn)行。
總結(jié)
從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，國(guó)內(nèi)民航業(yè)仍將保持高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，機(jī)隊(duì)規(guī)模也會(huì)持續(xù)不斷增長(zhǎng)。在航空器和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種問題，新型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的引進(jìn)也將帶來新的故障，其在運(yùn)行中顯現(xiàn)的設(shè)計(jì)制造缺陷問題亟需解決。后續(xù)將持續(xù)關(guān)注 PW1100G、LEAP -1B 發(fā)動(dòng)機(jī)等新型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)，跟蹤相關(guān)問題的解決措施和改進(jìn)方案，保障國(guó)內(nèi)民用航空的飛行安全和持續(xù)健康發(fā)展。
王志立 / 中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院
