运气加技术,美国1架客机右发动机爆炸,仅靠单发返航
当地时间2月20日,由丹佛国际机场飞往夏威夷的一架波音777-200客机,在起飞后不久右发动机爆炸。
●机上乘客透过舷窗拍摄的右发动机燃烧的画面。
该航班在13点30分返回丹佛机场安全着陆,距离起飞仅仅26分钟。
该航班隶属美国联合航空公司,航班号为UA328。
》波音777是美国波音公司研发的中远程宽体双发客机。
波音777在形体、航程上仅次于波音747-400,是目前世界上最大的双发客机。
由于该飞机采用两台发动机,所以燃油效率以及经济性比波音747要好很多,在完成相同运力和相同航程的情况下,比波音747-400可以节约20%的燃油。
正因为经济性的原因,现在世界上的主力客机都是双发的。
4发客机不仅仅是比双发客机燃油消耗高,而且由于多了两个发动机,维修也比较困难。
像波音747以及空客A380这种4发客机,逐渐要被市场给边缘化了。空客A380目前只有120多个订单,项目目前处于亏损状态。而波音777已经卖出去1400多架。
》然而双发客机有一个问题,发动机只有一个备份。
如果一个发动机坏了,依靠另外一个发动机能不能让飞机安全返航,这就是设计上必须考虑的事情。
飞机的发动机短舱有两种布置方式,一种就是布置在主翼的下面,吊在那里。目前,这是所有的主力客机采用的发动机布置方式。
还有一种是放在尾部,图154、波音727以及我国生产的ARJ21,就是采用这种方式。
发动机放在飞机的尾部,推力接近于飞机的中轴线,单发失效的时候,产生的不平衡力矩比较小,飞机比较容易控制。
缺点是布置太高,维修比较困难,而且不能布置太大的航空发动机。
目前双发翼下布局的客机是主流,但是它的问题就是单发失效的时候操纵比较困难。
本次事故中的波音777右航发在空中停车,结果就是正常工作的左发动机会产生一个偏航力矩。
这个力矩是非常大的,它等于发动机的推力乘以到飞机中轴线的垂直距离。
一旦遇到这种情况,飞机的机组就需要使用飞机机翼上的操纵面来抵消这个力矩。
》飞机的操纵面实际上有很多。
主翼上有前缘襟翼、后缘襟翼,垂尾上也有舵面,水平尾翼也可以偏转。
一些比较小的民用飞机,以及以前的飞机,没有电传操作系统和控制计算机,控制这些操纵面的工作,完全需要有经验的机组完成。
不同类型的飞机的各种开关、手柄和程序的名称可能不同,但是基本原理保持不变。
当引擎失效的时候,第1步要关闭那个损坏的发动机。这些步骤通常如下:松开自动油门,停止自动推力控制,将损坏的发动机上的推力减小到怠速。
燃油控制开关转到关闭位置,阻止燃油流向发动机。断开相应发动机的电气、液压、气动和燃油系统。
为了防止一个马大哈把那个正常工作的发动机关掉,每一个动作都必须两名机组人员进行,一个操作,一个在旁边看着。
》1台发动机停机,则另1台发动机的推力会增加,以阻止空速衰减。
这进一步加重了偏航力矩。
这通常由飞行员通过舵踏板手动纠正。每当速度、推力、高度、机头指向发生调整时,飞行员都需要确保飞机处于控制状态。
虽然采取了各种措施,但是由于发动机的推力和操作面的力,很难做到完全平衡,这个时候飞机如果水平飞行,仍然会有一定的偏航。
每偏航一段时间,机组就要通过倾斜飞机机翼,利用空气在机翼上下翼面造成的推力差来抵消发动机的偏航力矩,来改回原来的航路。
这个时候飞机的飞行,就有一点蛇形机动的样子。
》双发飞机遇到单发失效,没有办法维持正常航程。
但是4发飞机遇到单发失效的情况,不仅可以从机场起飞,而且还可以完成原来的航程。
曾经有一架波音747飞机,从美国飞往英国执行跨大西洋航程,在空中有一架发动机失效,飞机仍然按照原来正常的航程完成了这趟旅行。
双引擎飞机单发失效能够改出,并且安全返回机场的事故,一般会出现在高空。
如果刚刚起飞离地不久,就出现单发失效,机组不会有足够的时间去处理,仓促间稳定飞机状态可能会失败,飞机很有可能坠毁。
波音777按照技术手册上的操作要求,单发失效能够完成正常改出的高度是1500英尺。
现代化的飞机都有电脑控制系统,在单发失效情况下,控制比较容易。
按照技术要求,波音777可以在单发失效的情况下,用另外一个发动机飞行330分钟。
本次出现事故的波音777-200装备的发动机是普拉特惠特尼的发动机,据说这种发动机的故障率比较高,今后可能会全部采用GE的发动机。