波音公司(Boeing)及其供應商柯林斯宇航(Collins Aerospace)目前正致力于對波音737新一代(NG)飛機的短艙進行設計更改,以應對FAA對導致機身嚴重損壞的兩起發動機風扇葉片的失效予以響應的強制要求,但原定于今年的修復時間尚不明確。
從FAA和NTSB的書面往來信函中看到,FAA擬頒布3份適航指令(AD),要求對CFM 國際公司CFM56-7B的進氣道、風扇罩和尾噴管實施改裝,包括短艙或發動機罩上的所有零部件。
在一封日期為4月2日但近期才公開的信函中寫道:“FAA正在與波音公司合作,以確保設計更改針對的是每一結構區域處風扇葉片撞擊的最關鍵位置”。FAA補充道:“波音公司后續將發布3份服務通告(SB),其中包含針對每一區域的改裝說明。當波音公司發布這些SB時,FAA還將頒布一份AD的NPRM,以強制要求采取各項糾正措施。”
信函中提到,進氣道和風扇罩的SB“預計”于7月份準備就緒,尾噴管的更改緊隨其后。但是參與這項工作的一位內部人士告訴《航空周刊》,明年之前并不會完成任何設計更改,時間計劃調整的背后原因尚不得而知,波音、柯林斯及FAA均不予置評。
波音737 NG飛機的發動機進氣道和風扇罩均由柯林斯宇航設計并提供,該公司隸屬于雷神科技(Raytheon Technologies)。對于尾噴管,波音公司負責設計,Doncasters公司負責制造。
《航空周刊》數據顯示,如果被其他局方采用,該要求將影響全球機隊中近6800架各類型號的737NG飛機。737NG的商業生產已于2019年結束,除了737-800的某型別仍在生產中,用以改裝成供美國和其他幾個國家使用的P-8海上巡邏機。FAA在信函中寫道:“其正在與波音公司合作,以確定重新設計的風扇罩結構是否適合安裝于改裝成P-8飛機的737-800飛機上。”
NTSB于2019年11月建議更改短艙組件,波音公司在對兩起安裝CFM56-7B發動機的西南航空737-700事故進行調查后同意了這些更改。第一起事故,是2016年8月于佛羅里達州彭薩科拉附近的西南航空3472航班(SWA3472),飛機遭受撞擊,導致左機翼上方的機身處出現5×16英寸的洞。風扇罩完好無損,客艙未被擊穿。第二起事故,是2018年4月西南航空1380航班(SWA1380),引發連鎖反應,導致機艙釋壓和一名乘客死亡,這是自2009年以來第一起美國定期干線客運航空公司的乘客死亡事故。
在這兩起事故中,風扇葉片在靠近根部位置斷裂,碎片首先向前旋轉飛出,引發連鎖反應,并導致發動機進氣道部分脫落。碎片致使機翼和機身受損,以及機艙釋壓。
在SWA1380事故中,調查人員確認,發動機左后處的一大塊風扇罩碎片擊中了左側機身并破壞了舷窗,然而包括柯林斯工程師在內的一些人對NTSB的某些結論提出了質疑。柯林斯在2019年7月提交給NTSB的一份報告中寫道:“NTSB的調查并沒有最終確定,風扇罩碎片擊中舷窗并直接導致舷窗脫落。”這與彭薩科拉的那起事故截然不同,在那起事故中,碎片撞擊了機身某處靠近舷窗的位置,然而舷窗并沒有脫落。”
無論事件的具體細節如何,兩起事故均對發動機外部造成了嚴重損壞,引發關注。
NTSB分析發現,在SWA1380事件中,主尾噴管雖與發動機連接,但“呈現出360度周向彎曲”,并有多處撕裂。調查人員確認,并沒有碎片擊穿發動機結構,這意味著,葉片失效在技術層面上是包容的。
NTSB將SWA3472事故歸類為非包容失效。雖然最終報告中詳細描述了包容環和發動機內部的損壞、以及從進氣道和尾噴管飛出的碎片,但并沒有討論擊穿發動機結構的碎片。
西南航空的事故,以及近期發生的另外幾起類似的飛行中發動機失效,均出現葉片斷裂,導致發動機短艙和機身嚴重損壞,這使得NTSB敦促局方對發動機和飛機的匹配開展重新檢查。對西南航空的調查,集中凸顯出將最新技術和建模方式應用于發動機失效分析的巨大變化。
在近30年前對737NG進行審定時,對發動機失效損傷模式進行建模,嚴重依賴在試驗過程中的試錯。例如,CFM56-7發動機研制過程中的臺架試驗(1994年),其試驗結果直接導致波音公司重新設計了進氣道包容增強裝置。
但波音公司的推進器結構專家Torben Syberg在2018年SWA1380的聽證會上解釋說,分析建模方式的進步已經改變了這一過程,新型的計算機模型,增強了對葉片在撞擊階段的物理特性的理解。通過試驗驗證模型進行預測,而不是單純等待從試驗中獲得經驗數據。這種新的建模方式有助于精確定位需要關注的型號問題。例如,此次評估的737NG就是唯一受影響的機隊。
為了解決將來的設計問題,NTSB需撰寫大量法規和指導材料,目前該工作也已經重新啟動。FAA在4月份寫給NTSB的信中提到:“風扇葉片脫落事件后,FAA將繼續審視與發動機短艙和包容機匣完整性相關的飛機級和發動機級的審定要求和指導材料。我們將一如既往地支持發動機和飛機制造商,評估目前的工業實踐,分析并解決風扇葉片失效事件。我們一直專注于確定飛機制造商所需的關鍵數據,以解決與風扇葉片失效相關的飛機級危險”。
(陳金莉 涂杰譯自AW&ST)