根据《航空周刊》(aviationweek)等媒体报道,近期在波音777X的第4架测试样机(注册号为N779XZ)的维护检查中,波音公司发现该机至少有一个推力连杆出现裂纹。该机自2021年11月从西雅图波音机场转移到西雅图潘恩机场后,一直没有再飞行过,处于“休眠状态”。
黄框中为发动机的连杆。
发动机连杆是用来连接发动机与飞机承力结构的关键结构部件,它需要承受发动机的自重、作业产生的推力和其他载荷。由于需要工作在温度相对较高的区域,而且频繁遭遇冲击和振动,发动机连杆通常会采用钛合金材料制造,以在耐高温性能、重量、强度、抗冲击能力等指标中获得最佳的平衡。出于强化安全冗余的考虑,一般发动机会采用双连杆设计,在极端场景下即使一根连杆断裂,另一根依然能保障飞机安全完成降落。
就像飞机的其他主要受力结构一样,发动机连杆出现预期外的裂纹缺陷在航空史上并不罕见。设计不匹配、原材料有缺陷和制造过程存在失误等情况,都有可能引发发动机连杆裂纹。
设计不匹配,该情况多见于一型飞机有多种发动机可以选配的情况。由于部分发动机型号重量和推力更大,连杆设计与之不匹配,就会产生裂纹等缺陷。波音767飞机在早期就曾经遭遇过该缺陷,该机可以选配的三种发动机包括通用的CF-6-80C2系列,普惠公司的PW4052/56/60/52系列,罗罗公司的RB211-524系列。由于RB211采用了更复杂的三转子结构,在重量上要高10%左右,因此在数月内连续发生了好几起裂纹缺陷。
GE-9X发动机剖面展示,后段上部可见发动机连杆。
同时,钛合金承力结构又具有另一个特性,就是它的力学相关性能,特别是寿命,对于加工瑕疵极为敏感。这一点通常更多见于钛合金叶片上。一旦叶片表面遭遇哪怕看似细微的划痕,使表面组织的完整性受到了破坏,叶片的寿命就会急剧降低。而对于连杆类的结构而言,相较于表面,可能存在的焊接部位往往是更难于检测到细微缺陷的高危环节。
单纯从技术角度而言,解决连杆裂纹并不是特别困难的事情。但是从管理层面上看,任何一件能够装机的航空结构部件,都是从原材料阶段开始就有可追溯的来源和相应的书面材料记录,其制造过程和质量验收,乃至最终在主机厂商的安装施工,都是在大量严格的程序监督和测试审查下进行的。
如果发动机连杆这样的主要部件出现明显缺陷,按照现代航空产业的严格安全观念来看,基于同一体系下的其他产品(也就是一架飞机上所有的东西)可靠性都有待怀疑。要排除这种怀疑,就需要花非常高昂的时间和金钱代价,对大量环节进行重新认证。
基于这一点来看,除了巨额的经济亏损外,波音777X交付的进一步延期恐怕也很难避免,只是具体时间长短的问题。
这对于近年来陷入低谷期的波音,显然不是什么好消息。波音777X是波音现阶段最重要的产品之一,目前已经积压了大约500架订单。但由于各种因素,该机型的交付已经多次延误,从最早的2020年一直推迟到此前宣布的2025年。在又爆发出发动机连杆裂纹缺陷后,现在甚至不能排除波音777X要在2026年才能交付的可能性。
空客A350-1000
在飞行员培训和地面维护体系上,从波音转向空客,显然需要付出更大的成本。但如果波音777X继续延误,那么会有更多的客户会宁可付出更大成本也要选择空客的机型,而这将进一步加深波音面临的困境。
排版:蓝风
文案 |策划:候知健
编审 | 监制:武晨、王兰
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持续近一个月,波音工人大罢工对美国制造业影响几何?
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