波音公司(Boeing)及其供应商柯林斯宇航(Collins Aerospace)目前正致力于对波音737新一代(NG)飞机的短舱进行设计更改,以应对FAA对导致机身严重损坏的两起发动机风扇叶片的失效予以响应的强制要求,但原定于今年的修复时间尚不明确。
从FAA和NTSB的书面往来信函中看到,FAA拟颁布3份适航指令(AD),要求对CFM 国际公司CFM56-7B的进气道、风扇罩和尾喷管实施改装,包括短舱或发动机罩上的所有零部件。
在一封日期为4月2日但近期才公开的信函中写道:“FAA正在与波音公司合作,以确保设计更改针对的是每一结构区域处风扇叶片撞击的最关键位置”。FAA补充道:“波音公司后续将发布3份服务通告(SB),其中包含针对每一区域的改装说明。当波音公司发布这些SB时,FAA还将颁布一份AD的NPRM,以强制要求采取各项纠正措施。”
信函中提到,进气道和风扇罩的SB“预计”于7月份准备就绪,尾喷管的更改紧随其后。但是参与这项工作的一位内部人士告诉《航空周刊》,明年之前并不会完成任何设计更改,时间计划调整的背后原因尚不得而知,波音、柯林斯及FAA均不予置评。
波音737 NG飞机的发动机进气道和风扇罩均由柯林斯宇航设计并提供,该公司隶属于雷神科技(Raytheon Technologies)。对于尾喷管,波音公司負责设计,Doncasters公司负责制造。
《航空周刊》数据显示,如果被其他局方采用,该要求将影响全球机队中近6800架各类型号的737NG飞机。737NG的商业生产已于2019年结束,除了737-800的某型别仍在生产中,用以改装成供美国和其他几个国家使用的P-8海上巡逻机。FAA在信函中写道:“其正在与波音公司合作,以确定重新设计的风扇罩结构是否适合安装于改装成P-8飞机的737-800飞机上。”
NTSB于2019年11月建议更改短舱组件,波音公司在对两起安装CFM56-7B发动机的西南航空737-700事故进行调查后同意了这些更改。第一起事故,是2016年8月于佛罗里达州彭萨科拉附近的西南航空3472航班(SWA3472),飞机遭受撞击,导致左机翼上方的机身处出现5×16英寸的洞。风扇罩完好无损,客舱未被击穿。第二起事故,是2018年4月西南航空1380航班(SWA1380),引发连锁反应,导致机舱释压和一名乘客死亡,这是自2009年以来第一起美国定期干线客运航空公司的乘客死亡事故。
在这两起事故中,风扇叶片在靠近根部位置断裂,碎片首先向前旋转飞出,引发连锁反应,并导致发动机进气道部分脱落。碎片致使机翼和机身受损,以及机舱释压。
在SWA1380事故中,调查人员确认,发动机左后处的一大块风扇罩碎片击中了左侧机身并破坏了舷窗,然而包括柯林斯工程师在内的一些人对NTSB的某些结论提出了质疑。柯林斯在2019年7月提交给NTSB的一份报告中写道:“NTSB的调查并没有最终确定,风扇罩碎片击中舷窗并直接导致舷窗脱落。”这与彭萨科拉的那起事故截然不同,在那起事故中,碎片撞击了机身某处靠近舷窗的位置,然而舷窗并没有脱落。”
无论事件的具体细节如何,两起事故均对发动机外部造成了严重损坏,引发关注。
NTSB分析发现,在SWA1380事件中,主尾喷管虽与发动机连接,但“呈现出360度周向弯曲”,并有多处撕裂。调查人员确认,并没有碎片击穿发动机结构,这意味着,叶片失效在技术层面上是包容的。
NTSB将SWA3472事故归类为非包容失效。虽然最终报告中详细描述了包容环和发动机内部的损坏、以及从进气道和尾喷管飞出的碎片,但并没有讨论击穿发动机结构的碎片。
西南航空的事故,以及近期发生的另外几起类似的飞行中发动机失效,均出现叶片断裂,导致发动机短舱和机身严重损坏,这使得NTSB敦促局方对发动机和飞机的匹配开展重新检查。对西南航空的调查,集中凸显出将最新技术和建模方式应用于发动机失效分析的巨大变化。
在近30年前对737NG进行审定时,对发动机失效损伤模式进行建模,严重依赖在试验过程中的试错。例如,CFM56-7发动机研制过程中的台架试验(1994年),其试验结果直接导致波音公司重新设计了进气道包容增强装置。
但波音公司的推进器结构专家Torben Syberg在2018年SWA1380的听证会上解释说,分析建模方式的进步已经改变了这一过程,新型的计算机模型,增强了对叶片在撞击阶段的物理特性的理解。通过试验验证模型进行预测,而不是单纯等待从试验中获得经验数据。这种新的建模方式有助于精确定位需要关注的型号问题。例如,此次评估的737NG就是唯一受影响的机队。
为了解决将来的设计问题,NTSB需撰写大量法规和指导材料,目前该工作也已经重新启动。FAA在4月份写给NTSB的信中提到:“风扇叶片脱落事件后,FAA将继续审视与发动机短舱和包容机匣完整性相关的飞机级和发动机级的审定要求和指导材料。我们将一如既往地支持发动机和飞机制造商,评估目前的工业实践,分析并解决风扇叶片失效事件。我们一直专注于确定飞机制造商所需的关键数据,以解决与风扇叶片失效相关的飞机级危险”。
(陈金莉 涂杰译自AW&ST)