[转帖] 从国外几起严重故障谈航空发动机研制的艰巨性

从国外几起严重故障谈航空发动机研制的艰巨性

引：航空快递货运公司 网站

1  国外几起严重飞行事件

1．1 B一1B轰炸机在海湾战争中却阵

    1．1．1风扇叶片甩脱使B—lB全面停飞
     1991年1月l 7日，海湾战争爆发时．在美国空军服役共有97架b-1轰炸机。这XIE飞机却因F101发动机故障全部趴窝．影响了正常的飞行。1990年10月初，一架B-lB轰炸机刚飞到1 800 m高度时，l号发动机突然起火，飞机紧急着陆。检查发现发动机第1级风扇转子的一片叶片断裂．造成锁住所有叶片的卡环损坏，导致这级全部叶片从轮盘上甩出。使发动机失火。为研究这一故障原因及处理意见，空军当局下令B一1B轰炸机在10月5日至17日
期间停飞待处理。刚刚结束“禁闭”期恢复飞行后，又有一架飞机在着陆后立即复飞的训练中，地面人员发现飞机的3号发动机失火，立即命令飞机紧急着陆，经检查又是第l级风扇叶片锁叶片的卡环损坏，使8片叶片甩离轮盘，造成风扇部件严重损坏，并引起发动机失火。因此，美国战略空军司令部再次下令，驻扎在4个空军基地的97架B一1B再次停飞到1 991年2月5日。此时海湾战争爆发，这一故障致使B一1B轰炸机未能参战。

    经过对故障的认真分析和试验研究，发现原设计的锁住叶片的卡环强度不够，是这两次事件的肇事原因。据统计，自1 986年6月29日第1架B-1B加入美国空军服役到1990年底，发动机累计工作时间超过10万小时，曾出现6次叶片甩离事件。

    1.1．2造成叶片甩脱事件的原因
     由于发动机风扇叶片工作一段时间后，叶片被吸入的细小沙石冲刷磨蚀，叶型略有变化因而改变了叶片的自然振动频率，在97％的风扇最大转速下叶片出现共振，振动应力很大。如果叶片存在一些缺陷．例如被外来沙石打出的小凹坑、锈蚀及加工中不注意留下来的某些划伤等，就会使叶片折断，转子上只要有l片叶片断裂，转子的平衡就被破坏，风扇转子就会产生高频振动．导致卡环断裂．造成更多的叶片从轮盘上甩出，结果引起发动机着火。

  1.1.3改进措施

  首先改进卡环的设计。将原来由不锈钢材料制造的厚度为l.6 mm的卡环．改用镍基合金制造，厚度加大到3.68mm.卡环厚度加大后，强度提高约2.5倍。更换材料使它的疲劳强度与耐腐性能均得到提高。新的卡环于1991年2月开始在飞机上换装．每天换装20台发动机(即5架飞机)．到8月底B-1B全部换装完毕。

    为解决叶片断裂问题，发动机生产厂家GE公司还对风扇转子做了改进设计。在风扇叶片根部加装减振块，以降低风扇叶片的振动应力(可降低l／3)，计划在两年内可以达到使用状态。在未采用减振块之前-飞机每次飞行后，地勤人员需要爬进进气道，目视检查每个风扇叶片是否被外物打伤，另外还要定期用涡流裂纹检测仪检查所有叶片。20世纪90年代后期，GE公司还采用激光冲击强化LsP对风扇叶片进行强化处理，以提高叶片的疲劳强度。

    l.2封严篦齿环断裂使350架F-16战斗机停飞
     从1 994年7月起，在不到两个月的时间内，先后摔了4架美国制造的F-1 6战斗机(埃及空军和以色列空军各摔两架)。在这么短的时间内，由于同一故障，连续摔掉4架飞机，这在航空史上是少有的，因而引起美国空军和发动机制造商GE公司的重视。

    F-1 6是一种单发单座轻型战斗机，主要用于空战，也可用于近距空中支援，1 978年底开始装备美国空军。它不仅是美国的主力战斗机，而且也是出口最多的战斗机。到1993年春，F-16订货达3 835架，其中2 203架为美国空军订货。

  1．2.1造成事故的原因

    经对事故调查、分折和研究，表明：造成4架F—1 6摔机的原因是该发动机高压涡轮后轴的封严蓖齿环断裂，断裂的碎片打坏低压涡轮．最终造成发动机损坏。1988年，一架B1-B轰炸机也是由于发动机(F101)的高压涡轮后轴封严环断裂而失事。这两型飞机的发动机虽然型号不同，但它们的核心机相同，损坏部位的结构也完全一样，当B-1B出事后，被认为是封严篦齿间隙留得不够而造成的。因此，从1989年起，新生产的发动机将此间隙加大了2倍。

    在这次连续摔了4架飞机后，再次进行故障分析，发现封严间隙过大，引起篦齿环裂纹，而轴上的减振卡环未能控制裂纹的扩展，这是造成失事的主要原因。再回顾过去几年中，几种装用了F101、F11O发动机的飞机失事事件中，有8架不同型号的飞机B-1B、F-14和F-1 6都是由
同一原因造成的。

  1．2.2改进措施

  针对上述情况，决定恢复到原来的间隙值，结构上也稍做些修改。例如，将原用的卡环形减振环改为减振衬套。这样，需生产新的高压涡轮后轴，并将发动机从飞机上拆下换轴，而受影响的不仅是F-1 6战斗机，还包括发动机结构相近的那些飞机，如B-lB、B-2和F-14．大约有500余台发动机需要换新轴。为此，从1994年底起．美国空军有150架F-16停飞，外国空军有200架F-16停飞，总共5架B-2轰炸机中有两架停飞，还有一些F-14D停飞。由
于发动机一个零件出故障，造成大批飞机停飞，这在航空史上也是少有的。

  1．3钛机匣着火造成f／A-18战斗／攻击机坠毁
1987年11月美国五角大楼宣布，在1987年一年内，美国海军损失的9架F／A-18战斗／攻击机中，有4架是由于F404发动机钛着火造成的。F／A-18于1978年11月首飞到1986年初，F404发动机已累积飞行达100万小时。在投入使用后的六七年时间内，从未发生过钛机匣着火问题。但是到了1987年却突然冒出来严重影响飞机飞行安全的重大问题。

  1.3.1着火原因

    由于F 404发动机的高压压气机前几级转子和机匣均采用钛合金制造，当发动机长期工作以后，压气机叶片受到外来物的冲刷磨蚀，叶型发生了变化，改变了它原有的自然振动频率，在发动机某些工况下，引发第1、3级转子叶片折断。折断后的断片卡在转子叶尖与机匣之间．随着转子旋转而在机匣内摩擦，产生大量的摩擦热，引起钛合金自燃着火。着火后．很快将叶片烧坏，机匣烧穿。火焰继续外窜，烧穿外涵的钛合金机匣及发动机短舱，烧坏飞机其他系统的设备，最终导致飞机失事。

  1.3.2防止钛着火的措施

  首先对转子叶片加强和调频。F404发动机着火事故发生后，首先修改了第1、3级转子叶片的设计，避免在使用时间很长以后，出现共振现象。另外．将钛制压气机机匣改用M152合金钢，外涵机匣由钛合金改为PMRl5复合材料。改用材料后，发动机重量仅增加了0．454 kg与F404核心机结构相同的CFM56发动机随后也将高压压气机机匣的材料由钛台金改为M152合金钢。

1．4涡轮叶片断裂造成F一15E战斗机停飞

    1993年4月6月，曾有两架F-15E在飞行中遇到了发动机第2级低压涡轮叶片断裂的严重故障。当时认为叶片铸造质量有问题。1 994年6月10日，一架F-15E在爬升时一台发动机的第2级涡轮工作叶片断裂．断片打穿发动机机匣．飞机紧急迫降在一民用机场。

    1994年8月17日，又一架F-l 5E在做科目训练飞行中，再次发生涡轮叶片断裂故障，断裂叶片被机匣包容住，未击穿机匣。在1994年发生上述两次事件后，重新对其进行了分析、研究，认为是飞机在低空高速飞行时，叶片上的振动与过大的气动负荷促使产生裂纹。因此，提出要严格限制飞机在低空的飞行速度，最大不能大于1020 km／h。另外，对于那些工作循环已超过200战术循环的发动机都需拆换。这样，有75架F-15E受到停飞的处置，占美国空军计划装备200架的88％。最终解决方法是将叶片和叶根加宽，相应地将轮盘的轮缘厚度也加宽．以降低叶片承受的应力值。这一改进使发动机重量增加5．9 kg。

  1．5风扇叶片断裂使200余架F-16C／D战斗机停飞

    1994年10月，一架F-16c／D战斗机，由于风扇叶片断裂而造成失事。1995年1月3日又一架F-16c／D战斗机(安装F110-GE-129发动机)在德国某空军基地的一次飞行中，由于发动机的一片风扇叶片断裂并甩出而失事。为预防再次摔飞机，美空军决定安装F110发动机的200余架F-16c／D战斗机立即停飞。以查找故障原因和解决办法。

  1．5.1故障原因
     经细致的排故和分析工作之后，认为两次事故都是由于发动机吸人外来物将风扇叶片打断造成的。风扇叶片的设计、制造和材料基本没有问题。

  1．5．2改进措施

    1 995年1月底宣布停飞的飞机恢复飞行。但是每架飞机复飞前．需对发动机的风扇叶片逐片用着色渗透法检查，查看叶片是否有裂纹存在。这项检查工作大约每架飞机需花费3 h，另外，还规定在每次飞行前后都要检查风扇叶片，检查范围比原规定还要大。而且还降低风扇
叶片允许的损伤程度等。

1.6  附件传动轴过热而失效使15架A330大型客机停飞

    1 997年5月中旬，正值香港回归祖国前夕，大批旅游人士前往香港参加世纪盛典之际，香港国泰航空公司、港龙航空公司于5月24日宣布他们分别将所有的11架、4架A330客机全部停飞。由于A330是一种大型双发客机，每架飞机可载客330余人，1 5架飞机停飞．影响数万名旅客的旅行计划。仅国泰航空公司在停飞的头6天内就取消了100个航班。两公司拥有的A330客机均装配罗·罗公司的遄达700发动机。

1.6.1故障情况

    装配遄达700发动机的A330客机于1994年底取得适航证。香港国泰航空公司于1995年3月开始使用，后来港龙航空公司也使用该机。1996年11月以后，这两家公司的A330客机发生过5次空中停车事件，都是由于传动附件机匣的垂直传动轴失效造成的：1996年11月国泰航空公司的A330于西贡起飞时爬升至最高点，发动机空中停车，飞机返回西贡着陆；1997年4月17日港龙航空公司的A330由香港飞往上海在途中停车；1997年5月6日，国泰
航空公司由香港飞往菲律宾的A330，在爬升中第2发动机停车迫降在启德机场,1997年5月9日，国泰航空公司的A330在飞行中停车；1997年5月12日，国泰航空公司的A330在曼谷起飞爬升中，一台发动机停车。

1．6．2故障原因分析

    经分析研究得出，附件机匣中支承与垂直传动轴啮合的锥齿的止推轴承润滑不足．工作中轴承温度过高，造成轴承与传动轴先期疲劳而失效，是引起空中停车的原因。在这几起停车事件中，在滑油回油管中的磁屑末检测器MCD中均发现了金属屑末。

    遄达700的附件传动箱是由法国伊斯帕诺．西札Hispano-Suiza公司生产的。该机匣的滑油系统设计不够完善，对该轴承的喷油嘴与轴承间有20 mm的缝隙，使轴承得不到充足的滑油，因而引起轴承温度变高。该公司巳用遄达800的设计对此做了修改，试验表明，改进后，轴承的工作温度由170℃降到120℃。附件机匣改装后，A330于1997年6月恢复航班飞行。

1．7飞机多余物造成F-22战斗机首飞延误

    美国第四代战斗机F-22“猛禽”01架于1997年4月9日出厂．原计划在完成一系列地面试验后，于5月27-29日首飞。但在地面试验中，出现燃油油箱漏油与辅助动力装置的滑油压力降低、温度上升的两个故障。经排除后，于6月中旬进行发动机开车试验，开车试验情况比较好，但在试车后进行例行的检查时，通过孔探仪发现右侧的F119-PW 100发动机中，三级风扇及第1级高压压气机的工作叶片有被外物撞击的轻微伤痕。在飞机上无法修复这些叶片，只得将该发动机从飞机上卸下，换上一台新发动机，因而进一步延误了首飞日期。

    经检查，飞机生产中残留于机体内的铆钉头、断片等飞机的“多余物”．在发动机工作时，被发动机吸入，成为发动机的“外来物”而打伤叶片，是造成飞机首飞延误的原因。在对飞机内腔进行了细致，全面的再检查后，于6月18日恢复了地面试车。F-22战斗机最后于1997年9月7日进行了具有历史意义的首飞，比预计日期晚了100余天。

2经验与教训

    上述造成飞机停飞的事件，都是由于发动机的严重故障而造成的。故障出自世界最著名的、实力最强的GE公司、普惠公司和罗·罗公司的产品。这三家公司在推进技术方面的发展已经成熟，并在世界上处于领先地位。他们研制发动机时，不仅设计精益求精，而且还进行了广泛的试验，包括大量地面与高空性能试验，而且也充分考虑外场使用情况，进行许多模拟外场使用条件下的性能、强度、振动、耐久性和可靠性试验，其中包括零、部件及整机试验。为此，用于发动机研制、发展的费用一般需要10亿美元以上。为什么基础这么好的发动机还会出现令人吃惊、影响非常大的故障呢?这是因为发动机工作条件恶劣多变，使用条件复杂，虽然扩展了试验内容，增大了试验苛刻度-加长了试验时间．但是，模拟终究不等于千变万化的实际条件，所以仍会出现一些影响极大的故障。因此，要不断吸取世人的宝贵经验和教训，井且要充分认识和真正理解航空发动机的发展，永远是一个设计、制造、试验、使用、失败、修改、再制造、再试验…直到出现一台满意的发动机的过程。而且，还要在实际使用中，不断接受考验．暴露问题，更好地改进设计的摸索和反复的过程．这个过程的任务是相当艰巨的。为此，应由上述几起造成飞机全面停飞的严重事件中，吸取经验和教训。

    发动机的故障经常引起影响飞行安全的事件，所以，必须认真研究发动机的故障并进行失教分析，这是技术性强，难度大的一项十分重要的工作。做好这项工作．必须以现代科学技术理论作指导，广泛采用新技术、新设备，掌握借鉴国内外有关信息和技术经验，充分吸取国内外在飞行实践中用巨大代价，甚至用生命换来的经验教训，不断地改进提高发动机性能和设计制造水平．促进航空发动机技术水平不断地向前发展。

    另外，也希望关心我国航空事业发展的同行们以及各级领导对发动机研制工作的艰巨性有所认识，对我国自行研制的发动机除了大力支持外，也要有能承受出现某些大故障的心理准备，不要出现某些故障，就失去信心。

    当前，我国仍然是发展中的国家，用于发展研制发动机的经费、研制设备，试验装置以及相应的技术水平等与美、英等国相比差距很大。但是，正如上述列举的那些故障事例说明的那样，被人们公认的世界一流的发动机公司，研制的誉满全球的发动机，在使用较长时问(超过几百万小时)后，仍然会出现一些影响非常大，涉及面非常广的故障，想到这一点，我们就应该对我国研制的发动机给予充分的理解。


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从国外几起严重故障谈航空发动机研制的艰巨性

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1  国外几起严重飞行事件

1．1 B一1B轰炸机在海湾战争中却阵

    1．1．1风扇叶片甩脱使B—lB全面停飞
     1991年1月l 7日，海湾战争爆发时．在美国空军服役共有97架b-1轰炸机。这XIE飞机却因F101发动机故障全部趴窝．影响了正常的飞行。1990年10月初，一架B-lB轰炸机刚飞到1 800 m高度时，l号发动机突然起火，飞机紧急着陆。检查发现发动机第1级风扇转子的一片叶片断裂．造成锁住所有叶片的卡环损坏，导致这级全部叶片从轮盘上甩出。使发动机失火。为研究这一故障原因及处理意见，空军当局下令B一1B轰炸机在10月5日至17日
期间停飞待处理。刚刚结束“禁闭”期恢复飞行后，又有一架飞机在着陆后立即复飞的训练中，地面人员发现飞机的3号发动机失火，立即命令飞机紧急着陆，经检查又是第l级风扇叶片锁叶片的卡环损坏，使8片叶片甩离轮盘，造成风扇部件严重损坏，并引起发动机失火。因此，美国战略空军司令部再次下令，驻扎在4个空军基地的97架B一1B再次停飞到1 991年2月5日。此时海湾战争爆发，这一故障致使B一1B轰炸机未能参战。

    经过对故障的认真分析和试验研究，发现原设计的锁住叶片的卡环强度不够，是这两次事件的肇事原因。据统计，自1 986年6月29日第1架B-1B加入美国空军服役到1990年底，发动机累计工作时间超过10万小时，曾出现6次叶片甩离事件。

    1.1．2造成叶片甩脱事件的原因
     由于发动机风扇叶片工作一段时间后，叶片被吸入的细小沙石冲刷磨蚀，叶型略有变化因而改变了叶片的自然振动频率，在97％的风扇最大转速下叶片出现共振，振动应力很大。如果叶片存在一些缺陷．例如被外来沙石打出的小凹坑、锈蚀及加工中不注意留下来的某些划伤等，就会使叶片折断，转子上只要有l片叶片断裂，转子的平衡就被破坏，风扇转子就会产生高频振动．导致卡环断裂．造成更多的叶片从轮盘上甩出，结果引起发动机着火。

  1.1.3改进措施

  首先改进卡环的设计。将原来由不锈钢材料制造的厚度为l.6 mm的卡环．改用镍基合金制造，厚度加大到3.68mm.卡环厚度加大后，强度提高约2.5倍。更换材料使它的疲劳强度与耐腐性能均得到提高。新的卡环于1991年2月开始在飞机上换装．每天换装20台发动机(即5架飞机)．到8月底B-1B全部换装完毕。

    为解决叶片断裂问题，发动机生产厂家GE公司还对风扇转子做了改进设计。在风扇叶片根部加装减振块，以降低风扇叶片的振动应力(可降低l／3)，计划在两年内可以达到使用状态。在未采用减振块之前-飞机每次飞行后，地勤人员需要爬进进气道，目视检查每个风扇叶片是否被外物打伤，另外还要定期用涡流裂纹检测仪检查所有叶片。20世纪90年代后期，GE公司还采用激光冲击强化LsP对风扇叶片进行强化处理，以提高叶片的疲劳强度。

    l.2封严篦齿环断裂使350架F-16战斗机停飞
     从1 994年7月起，在不到两个月的时间内，先后摔了4架美国制造的F-1 6战斗机(埃及空军和以色列空军各摔两架)。在这么短的时间内，由于同一故障，连续摔掉4架飞机，这在航空史上是少有的，因而引起美国空军和发动机制造商GE公司的重视。

    F-1 6是一种单发单座轻型战斗机，主要用于空战，也可用于近距空中支援，1 978年底开始装备美国空军。它不仅是美国的主力战斗机，而且也是出口最多的战斗机。到1993年春，F-16订货达3 835架，其中2 203架为美国空军订货。

  1．2.1造成事故的原因

    经对事故调查、分折和研究，表明：造成4架F—1 6摔机的原因是该发动机高压涡轮后轴的封严蓖齿环断裂，断裂的碎片打坏低压涡轮．最终造成发动机损坏。1988年，一架B1-B轰炸机也是由于发动机(F101)的高压涡轮后轴封严环断裂而失事。这两型飞机的发动机虽然型号不同，但它们的核心机相同，损坏部位的结构也完全一样，当B-1B出事后，被认为是封严篦齿间隙留得不够而造成的。因此，从1989年起，新生产的发动机将此间隙加大了2倍。

    在这次连续摔了4架飞机后，再次进行故障分析，发现封严间隙过大，引起篦齿环裂纹，而轴上的减振卡环未能控制裂纹的扩展，这是造成失事的主要原因。再回顾过去几年中，几种装用了F101、F11O发动机的飞机失事事件中，有8架不同型号的飞机B-1B、F-14和F-1 6都是由
同一原因造成的。

  1．2.2改进措施

  针对上述情况，决定恢复到原来的间隙值，结构上也稍做些修改。例如，将原用的卡环形减振环改为减振衬套。这样，需生产新的高压涡轮后轴，并将发动机从飞机上拆下换轴，而受影响的不仅是F-1 6战斗机，还包括发动机结构相近的那些飞机，如B-lB、B-2和F-14．大约有500余台发动机需要换新轴。为此，从1994年底起．美国空军有150架F-16停飞，外国空军有200架F-16停飞，总共5架B-2轰炸机中有两架停飞，还有一些F-14D停飞。由
于发动机一个零件出故障，造成大批飞机停飞，这在航空史上也是少有的。

  1．3钛机匣着火造成f／A-18战斗／攻击机坠毁
1987年11月美国五角大楼宣布，在1987年一年内，美国海军损失的9架F／A-18战斗／攻击机中，有4架是由于F404发动机钛着火造成的。F／A-18于1978年11月首飞到1986年初，F404发动机已累积飞行达100万小时。在投入使用后的六七年时间内，从未发生过钛机匣着火问题。但是到了1987年却突然冒出来严重影响飞机飞行安全的重大问题。

  1.3.1着火原因

    由于F 404发动机的高压压气机前几级转子和机匣均采用钛合金制造，当发动机长期工作以后，压气机叶片受到外来物的冲刷磨蚀，叶型发生了变化，改变了它原有的自然振动频率，在发动机某些工况下，引发第1、3级转子叶片折断。折断后的断片卡在转子叶尖与机匣之间．随着转子旋转而在机匣内摩擦，产生大量的摩擦热，引起钛合金自燃着火。着火后．很快将叶片烧坏，机匣烧穿。火焰继续外窜，烧穿外涵的钛合金机匣及发动机短舱，烧坏飞机其他系统的设备，最终导致飞机失事。

  1.3.2防止钛着火的措施

  首先对转子叶片加强和调频。F404发动机着火事故发生后，首先修改了第1、3级转子叶片的设计，避免在使用时间很长以后，出现共振现象。另外．将钛制压气机机匣改用M152合金钢，外涵机匣由钛合金改为PMRl5复合材料。改用材料后，发动机重量仅增加了0．454 kg与F404核心机结构相同的CFM56发动机随后也将高压压气机机匣的材料由钛台金改为M152合金钢。

1．4涡轮叶片断裂造成F一15E战斗机停飞

    1993年4月6月，曾有两架F-15E在飞行中遇到了发动机第2级低压涡轮叶片断裂的严重故障。当时认为叶片铸造质量有问题。1 994年6月10日，一架F-15E在爬升时一台发动机的第2级涡轮工作叶片断裂．断片打穿发动机机匣．飞机紧急迫降在一民用机场。

    1994年8月17日，又一架F-l 5E在做科目训练飞行中，再次发生涡轮叶片断裂故障，断裂叶片被机匣包容住，未击穿机匣。在1994年发生上述两次事件后，重新对其进行了分析、研究，认为是飞机在低空高速飞行时，叶片上的振动与过大的气动负荷促使产生裂纹。因此，提出要严格限制飞机在低空的飞行速度，最大不能大于1020 km／h。另外，对于那些工作循环已超过200战术循环的发动机都需拆换。这样，有75架F-15E受到停飞的处置，占美国空军计划装备200架的88％。最终解决方法是将叶片和叶根加宽，相应地将轮盘的轮缘厚度也加宽．以降低叶片承受的应力值。这一改进使发动机重量增加5．9 kg。

  1．5风扇叶片断裂使200余架F-16C／D战斗机停飞

    1994年10月，一架F-16c／D战斗机，由于风扇叶片断裂而造成失事。1995年1月3日又一架F-16c／D战斗机(安装F110-GE-129发动机)在德国某空军基地的一次飞行中，由于发动机的一片风扇叶片断裂并甩出而失事。为预防再次摔飞机，美空军决定安装F110发动机的200余架F-16c／D战斗机立即停飞。以查找故障原因和解决办法。

  1．5.1故障原因
     经细致的排故和分析工作之后，认为两次事故都是由于发动机吸人外来物将风扇叶片打断造成的。风扇叶片的设计、制造和材料基本没有问题。

  1．5．2改进措施

    1 995年1月底宣布停飞的飞机恢复飞行。但是每架飞机复飞前．需对发动机的风扇叶片逐片用着色渗透法检查，查看叶片是否有裂纹存在。这项检查工作大约每架飞机需花费3 h，另外，还规定在每次飞行前后都要检查风扇叶片，检查范围比原规定还要大。而且还降低风扇
叶片允许的损伤程度等。

1.6  附件传动轴过热而失效使15架A330大型客机停飞

    1 997年5月中旬，正值香港回归祖国前夕，大批旅游人士前往香港参加世纪盛典之际，香港国泰航空公司、港龙航空公司于5月24日宣布他们分别将所有的11架、4架A330客机全部停飞。由于A330是一种大型双发客机，每架飞机可载客330余人，1 5架飞机停飞．影响数万名旅客的旅行计划。仅国泰航空公司在停飞的头6天内就取消了100个航班。两公司拥有的A330客机均装配罗·罗公司的遄达700发动机。

1.6.1故障情况

    装配遄达700发动机的A330客机于1994年底取得适航证。香港国泰航空公司于1995年3月开始使用，后来港龙航空公司也使用该机。1996年11月以后，这两家公司的A330客机发生过5次空中停车事件，都是由于传动附件机匣的垂直传动轴失效造成的：1996年11月国泰航空公司的A330于西贡起飞时爬升至最高点，发动机空中停车，飞机返回西贡着陆；1997年4月17日港龙航空公司的A330由香港飞往上海在途中停车；1997年5月6日，国泰
航空公司由香港飞往菲律宾的A330，在爬升中第2发动机停车迫降在启德机场,1997年5月9日，国泰航空公司的A330在飞行中停车；1997年5月12日，国泰航空公司的A330在曼谷起飞爬升中，一台发动机停车。

1．6．2故障原因分析

    经分析研究得出，附件机匣中支承与垂直传动轴啮合的锥齿的止推轴承润滑不足．工作中轴承温度过高，造成轴承与传动轴先期疲劳而失效，是引起空中停车的原因。在这几起停车事件中，在滑油回油管中的磁屑末检测器MCD中均发现了金属屑末。

    遄达700的附件传动箱是由法国伊斯帕诺．西札Hispano-Suiza公司生产的。该机匣的滑油系统设计不够完善，对该轴承的喷油嘴与轴承间有20 mm的缝隙，使轴承得不到充足的滑油，因而引起轴承温度变高。该公司巳用遄达800的设计对此做了修改，试验表明，改进后，轴承的工作温度由170℃降到120℃。附件机匣改装后，A330于1997年6月恢复航班飞行。

1．7飞机多余物造成F-22战斗机首飞延误

    美国第四代战斗机F-22“猛禽”01架于1997年4月9日出厂．原计划在完成一系列地面试验后，于5月27-29日首飞。但在地面试验中，出现燃油油箱漏油与辅助动力装置的滑油压力降低、温度上升的两个故障。经排除后，于6月中旬进行发动机开车试验，开车试验情况比较好，但在试车后进行例行的检查时，通过孔探仪发现右侧的F119-PW 100发动机中，三级风扇及第1级高压压气机的工作叶片有被外物撞击的轻微伤痕。在飞机上无法修复这些叶片，只得将该发动机从飞机上卸下，换上一台新发动机，因而进一步延误了首飞日期。

    经检查，飞机生产中残留于机体内的铆钉头、断片等飞机的“多余物”．在发动机工作时，被发动机吸入，成为发动机的“外来物”而打伤叶片，是造成飞机首飞延误的原因。在对飞机内腔进行了细致，全面的再检查后，于6月18日恢复了地面试车。F-22战斗机最后于1997年9月7日进行了具有历史意义的首飞，比预计日期晚了100余天。

2经验与教训

    上述造成飞机停飞的事件，都是由于发动机的严重故障而造成的。故障出自世界最著名的、实力最强的GE公司、普惠公司和罗·罗公司的产品。这三家公司在推进技术方面的发展已经成熟，并在世界上处于领先地位。他们研制发动机时，不仅设计精益求精，而且还进行了广泛的试验，包括大量地面与高空性能试验，而且也充分考虑外场使用情况，进行许多模拟外场使用条件下的性能、强度、振动、耐久性和可靠性试验，其中包括零、部件及整机试验。为此，用于发动机研制、发展的费用一般需要10亿美元以上。为什么基础这么好的发动机还会出现令人吃惊、影响非常大的故障呢?这是因为发动机工作条件恶劣多变，使用条件复杂，虽然扩展了试验内容，增大了试验苛刻度-加长了试验时间．但是，模拟终究不等于千变万化的实际条件，所以仍会出现一些影响极大的故障。因此，要不断吸取世人的宝贵经验和教训，井且要充分认识和真正理解航空发动机的发展，永远是一个设计、制造、试验、使用、失败、修改、再制造、再试验…直到出现一台满意的发动机的过程。而且，还要在实际使用中，不断接受考验．暴露问题，更好地改进设计的摸索和反复的过程．这个过程的任务是相当艰巨的。为此，应由上述几起造成飞机全面停飞的严重事件中，吸取经验和教训。

    发动机的故障经常引起影响飞行安全的事件，所以，必须认真研究发动机的故障并进行失教分析，这是技术性强，难度大的一项十分重要的工作。做好这项工作．必须以现代科学技术理论作指导，广泛采用新技术、新设备，掌握借鉴国内外有关信息和技术经验，充分吸取国内外在飞行实践中用巨大代价，甚至用生命换来的经验教训，不断地改进提高发动机性能和设计制造水平．促进航空发动机技术水平不断地向前发展。

    另外，也希望关心我国航空事业发展的同行们以及各级领导对发动机研制工作的艰巨性有所认识，对我国自行研制的发动机除了大力支持外，也要有能承受出现某些大故障的心理准备，不要出现某些故障，就失去信心。

    当前，我国仍然是发展中的国家，用于发展研制发动机的经费、研制设备，试验装置以及相应的技术水平等与美、英等国相比差距很大。但是，正如上述列举的那些故障事例说明的那样，被人们公认的世界一流的发动机公司，研制的誉满全球的发动机，在使用较长时问(超过几百万小时)后，仍然会出现一些影响非常大，涉及面非常广的故障，想到这一点，我们就应该对我国研制的发动机给予充分的理解。


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