澳航QF32航班A380嚴(yán)重受損事件

1、澳航QF32航班A380嚴(yán)重受損事件一起發(fā)動(dòng)機(jī)非包容性故障報(bào)告人：崔莫含PPT制作：常赫資料收集：胡興報(bào)告整理：李永廣 1.事發(fā)經(jīng)過2021年11月4日澳航的A380客機(jī)注冊號(hào)：VH-OQA執(zhí)行倫敦新加坡悉尼的QF32航班任務(wù)。飛機(jī)由新加坡起飛時(shí)，機(jī)上載有440名乘客及26名機(jī)組成員，大約在02:01UTC，當(dāng)飛機(jī)以463km/h的速度爬升到7 000英尺，飛越印度尼西亞巴丹島時(shí)，突然傳出了爆炸聲，1min后，ECAM飛機(jī)中央電子監(jiān)控系發(fā)出了43條說明飛機(jī)多個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的信息，隨后又出現(xiàn)10條信息，機(jī)組人員隨即啟動(dòng)了ECAM系統(tǒng)處理程序。但在處理過程中，大局部問題無法恢復(fù)原有功能，飛機(jī)處于難

2、以控制的狀態(tài)圖1. 當(dāng)事航班ECAM顯示圖片由機(jī)組提供2.事故處置起初，ECAM發(fā)出的是2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪過熱警告，30秒后，在02:02:00，ECAM報(bào)告2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)火警，正當(dāng)機(jī)組選擇對其進(jìn)行關(guān)車時(shí)，ECAM報(bào)告2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)失效。隨后，飛機(jī)折返回新加坡樟宜機(jī)場，在準(zhǔn)備備降過程中，機(jī)組人員發(fā)現(xiàn)，只有3號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的反推裝置可以使用，1、4號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)只能在低工況狀態(tài)下工作，所有前緣縫翼均失去控制，副翼和擾流板的使用也受到了限制，只有主起落架的防滑剎車系統(tǒng)可以控制，前輪轉(zhuǎn)向也受到限制。ECAM系統(tǒng)還提示，在前機(jī)輪著陸之前，飛機(jī)無法實(shí)現(xiàn)最大程度的剎車制動(dòng)，可能導(dǎo)致飛機(jī)沖出跑道。由于飛機(jī)空中應(yīng)急放油系統(tǒng)失效，

3、飛機(jī)油箱中的燃油依然較多，飛機(jī)著陸總重比規(guī)定值超出50t之多。機(jī)組人員用1/4號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)維持飛機(jī)左右推力對稱，著陸后只能用3號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的反推裝置來減小飛機(jī)速度。在機(jī)組人員的精心操縱下，于03:46:47，這架損壞嚴(yán)重、難于控制的A380在距機(jī)場跑道盡頭150m跑道長4000m處平安停住。此時(shí)，飛機(jī)左翼油箱仍然向下漏油，而主起落架的溫度已升至900以上，為防止漏下的燃油碰到灼熱的起落架引發(fā)火災(zāi)，救火人員立即向漏油處噴灑了泡沫滅火劑。當(dāng)所有乘客平安撤離后，1號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)仍然在運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)組人員采取各種方法仍無法將其停車。后來消防人員向發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)噴灑泡沫滅火劑才將其停車如圖2所示。圖2 消防人員向1號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)噴灑泡

4、沫滅火劑3.飛機(jī)受損情況事故發(fā)生時(shí)，位于左機(jī)翼內(nèi)側(cè)的2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的中壓渦輪盤突然爆破，斷塊以很大的離心力打穿渦輪機(jī)匣與發(fā)動(dòng)機(jī)短艙如圖3所示，一塊斷塊穿透左翼前緣，對機(jī)翼前緣結(jié)構(gòu)、前翼梁和上外表造成了損傷如圖4、5所示。一小塊渦輪盤還穿透了左翼與機(jī)身之間的整流罩，打到機(jī)身結(jié)構(gòu)以及飛機(jī)的電纜如圖6所示，電纜受損進(jìn)而影響到了液壓系統(tǒng)、起落架系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)。斷塊還擊中左翼下外表，使得2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)油箱和左翼內(nèi)部油箱的燃油發(fā)生泄漏。2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的吊架、1號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)身左側(cè)龍骨梁的連接部件和左翼縱墻也受到了損傷，此外飛機(jī)機(jī)身左側(cè)也發(fā)現(xiàn)了剩余碎片。由此造成多處飛機(jī)結(jié)構(gòu)以及多個(gè)系統(tǒng)受損：液壓綠系統(tǒng)處于低壓力、流速

5、慢狀態(tài)，黃系統(tǒng)的4號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)油泵發(fā)生故障，飛控系統(tǒng)發(fā)生故障，由此導(dǎo)致飛機(jī)縫翼不起作用，副翼只能局部控制，擾流板控制效果減弱，起落架控制和指示系統(tǒng)出現(xiàn)問題，剎車系統(tǒng)出現(xiàn)問題，發(fā)動(dòng)機(jī)防冰和大氣數(shù)據(jù)傳感器出現(xiàn)問題，空中 圖3 受損的2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī) 圖4 被打穿的左機(jī)翼 圖5 受損的左機(jī)翼結(jié)構(gòu) 圖6 被打斷的導(dǎo)線束圖7 受損的引氣管應(yīng)急放油系統(tǒng)出現(xiàn)故障，飛機(jī)重心不合理，自動(dòng)推力控制和自動(dòng)著陸系統(tǒng)失效，1號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)斷開連接，左翼引氣系統(tǒng)漏氣，1號(hào)和2號(hào)交流電總線系統(tǒng)相關(guān)部件失效等。4.故障原因分析發(fā)生事故的A380客機(jī)裝有4臺(tái)羅羅Rolls-Royce公司的遄達(dá)Trent900發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)是專為A3

6、80研制的，其涵道比8.78.5，總壓比3739，推力為310360kN，采用三轉(zhuǎn)子的總體布局：單級(jí)大直徑的風(fēng)扇由5級(jí)低壓渦輪驅(qū)動(dòng)，8級(jí)中壓壓氣機(jī)由單級(jí)中壓渦輪驅(qū)動(dòng)，6級(jí)高壓壓氣機(jī)由單級(jí)高壓渦輪驅(qū)動(dòng)。在QF32航班發(fā)生事故后，調(diào)查人員在印度尼西亞的巴丹島上找到了破損的發(fā)動(dòng)機(jī)中壓渦輪盤的殘骸如圖8、9所示。該渦輪盤的輪緣和輪心發(fā)生了周向形變，說明曾經(jīng)受到了 圖8 落入民居的渦輪盤殘片 圖9 渦輪盤殘片極大的離心力，斷面顯示了輪心位置的載荷超過了設(shè)計(jì)極限，并且斷裂是從輪心想輪緣的方向開展的，其形貌與進(jìn)行輪盤超轉(zhuǎn)破壞試驗(yàn)中輪盤破裂后的斷口相像，說明該中壓渦輪盤是在大魚設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速較多的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)爆破的

7、。對殘骸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分解檢查，發(fā)現(xiàn)裝在高壓/中壓渦輪間承力框架內(nèi)的高壓渦輪后滾棒軸承與中壓渦輪前滾棒軸承支座如圖10所示上的一個(gè)滑油短管有疲勞斷口如圖11所示。該短管是安裝滑油噴嘴前的粗油濾用的，這是羅羅公司研制的發(fā)動(dòng)機(jī)中常用的設(shè)計(jì)。 圖10 高/中壓渦輪間承力框架內(nèi)的軸承座 圖11 滑油短管斷口處對斷裂的滑油短管斷口處進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)斷裂處有明顯的疲勞條帶，其斷口屬于典型的疲勞斷裂。另外，對短管的尺寸進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)此短管加工時(shí)，未能保證管子外壁與內(nèi)孔同心，造成管壁沿圓周壁厚不一致，其最薄處比設(shè)計(jì)值小0.5mm，形成強(qiáng)度較低的局部薄弱區(qū)。在發(fā)動(dòng)機(jī)不斷開車、停車中，由于在薄弱區(qū)存在的某些因素，例如有

8、劃痕或毛刺等，出現(xiàn)了初試裂紋，在繼續(xù)工作中，裂紋逐漸開展最后導(dǎo)致斷裂，滑油由此斷裂處流入圖10所示的被稱為“緩沖腔的A腔。當(dāng)泄漏至A腔的滑油到達(dá)一定量時(shí)，滑油在高溫作用下自燃，滑油燃燒時(shí)的溫度很高，對中壓渦輪軸加溫，使中壓渦輪軸的強(qiáng)度大大降低，最終將軸扭斷。中壓渦輪軸扭斷后，中壓壓氣機(jī)與中壓渦輪斷開，中壓渦輪轉(zhuǎn)子失去負(fù)荷，但燃燒室仍然在工作，高溫高能的燃?xì)饫^續(xù)流向中壓渦輪工作葉片，使中壓渦輪轉(zhuǎn)子加速直至飛轉(zhuǎn)，中壓渦輪盤在極大的離心力作用下爆破，斷塊在極大的離心力作用下?lián)舸C(jī)匣與短艙，形成了危害極大的非包容的中壓渦輪盤爆破故障。如果在遄達(dá)900發(fā)動(dòng)機(jī)中，設(shè)置防止中壓渦輪轉(zhuǎn)子飛轉(zhuǎn)的措施，那么不會(huì)發(fā)

9、生此次對飛機(jī)造成嚴(yán)重危害的故障。5.事故結(jié)果此次事故中受損的A380在新加坡停場大修，歷時(shí)18個(gè)月耗資1.39億美元，包括更換四臺(tái)新發(fā)動(dòng)機(jī)、維修左翼，以及大量的地面和飛行測驗(yàn)，與2021年4月重新投入運(yùn)營。修理時(shí)間之長與耗資之大，可以看出該飛機(jī)承受了難以置信的損壞，也是民航史上少有的飛機(jī)嚴(yán)重受損但無人員傷亡的事件。在2021年11月10日, 歐洲航空平安局EASA頒發(fā)一部緊急適航指令，要求使用遄達(dá)達(dá)900系列發(fā)動(dòng)機(jī)的航空公司對其進(jìn)行一系列頻繁而嚴(yán)格的測試，包括地面慢車，第一級(jí)低壓渦輪和封嚴(yán)的漏氣檢查，以及中高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空氣緩沖腔和滑油管的檢查。然而，在當(dāng)月22日，EASA以調(diào)查尚未完成為由要求

10、暫不執(zhí)行局部條款，包括地面慢車檢查和低壓渦輪的檢查。當(dāng)月18日，空客宣布它可能會(huì)尋求羅爾斯·羅伊斯對在澳航事件后造成的發(fā)動(dòng)機(jī)重新分配所造成損失的補(bǔ)償。在當(dāng)年12月3日發(fā)布的，對于QF32航班發(fā)動(dòng)機(jī)故障的班初步調(diào)查報(bào)告中，澳大利亞運(yùn)輸平安局大致表達(dá)了已經(jīng)采取的行動(dòng)，包括發(fā)出了一個(gè)解決瑞達(dá)900潛在問題的平安建議。平安建議涉及到一個(gè)可能影響平安的制造上的問題：一些高壓滑油管的埋頭直孔沒有對齊。這可能導(dǎo)致油管疲勞開裂、滑油滲漏、滑油起火，以及發(fā)動(dòng)機(jī)故障。澳航稱，按照羅爾斯·羅伊斯公司在發(fā)動(dòng)機(jī)故障之后建議的推力限制嚴(yán)重減少了有效載荷，使得其運(yùn)營的航線無利可圖。6.參考資料1.In-flight uncontained engine failure Airbus A380-842, VH-OQA. ATSB Transport Safety Report