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时间:2018-04-25 19:15来源:中国航空网 作者:中国航空
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发动机非包容性转子爆破,是指发动机转子部件在高速旋转时断裂,产生不同尺寸的碎片。这些高能碎片击穿发动机机匣,沿不同的角度飞射出去,从而损坏周围结构、系统设备、管路线路等。

这类的发动机转子失效形式,就称为 “非包容性转子爆破”,简称 “转子爆破”。

发动机转子爆破,是飞机高能转子失效的一种,另外两种常见的高能转子失效还包括 APU 非包容性转子爆破,和 RAT 转子爆破。

 


当飞机发动机发生转子爆破时,意味着发动机某些轮盘和叶片可能发生断裂。它产生的碎片可能穿透邻近结构、燃油箱、机身、系统设备和飞机上的其他发动机,对飞行安全和乘客生命造成极大风险。

尽管 CCAR33.75 和 CCAR33.94 条款中都有对碎片包容性的要求,且发动机制造商也在竭力减小非包容性转子爆破发生的概率,但根据实际航线运营经验,发动机转子爆破事件仍然不断发生(上面就是典型示例)。

因为很难完全消除转子爆破对飞机造成的损坏,所以 CCAR25 部要求飞机制造商必须采取措施,把转子爆破造成的危害减至最小。

转子爆破相关适航条款

与发动机非包容性转子爆破,这项特定风险相关的适航条款有 CCAR/FAR/CS 25.903(d)(1)、25.1309(b)、25.365(e)(1)、25.963(e)(1)、25.1189(g) 和 25.571(e)。

这些条款的内容摘要如下:

 


开展转子爆破分析的思路

发动机转子爆破特定风险分析,是特定风险分析 (PRA, Particular Risks Analysis)中极为重要的一项工作。

一般可根据发动机和各系统的安装位置,来分析转子爆破的影响区域和碎片飞射路径。

对于翼吊发动机的常规布置,转子爆破影响范围通常包括中机身、两侧机翼、发动机吊挂、其他发动机等。

转子爆破会产生大碎片和小碎片。大碎片具有无限能量,分析时可采用 “无限穿透” 的假设(有人说高能碎片击穿机身,就像刀切豆腐一样 easy,一点都不为过)。

而小碎片具有有限能量,通常增压舱蒙皮、铝制机翼蒙皮、吊挂结构等,均可抵挡小碎片。

对于发动机转子爆破,FAA 发布了咨询材料 AC20-128A。在开展发动机非包容性转子爆破特定风险分析时,应考虑如下假设:

 

1、无论转子大碎片来自发动机风扇、压气机、低压涡轮还是高压涡轮,其具有的能量假设为无穷大。因此转子大碎片可摧毁其飞射路径上的所有管路、电缆和未加防护的结构,并且不会改变其原始轨迹。但认为防护挡板和受撞击的发动机能够阻挡大碎片;

2、在考虑转子大碎片对飞机的影响时,假设只有一个碎片作用于机体;

3、系统设备或元器件一旦被碎片碰到,即认为已经失效了。换言之,被转子爆破碎片击中的设备,其失效概率为 1;

4、机组人员均在正常工作状态下。

 

根据 AC20-128A,发动机转子爆破特定风险分析,可以按照如下步骤进行:


1、根据发动机转子参数,建立发动机转子爆破碎片模型;

2、根据转子爆破碎片模型确定影响范围,及受影响的系统和设备;

3、受影响的系统考虑和采取设计预防措施,尽量降低转子爆破风险。设计措施主要包括隔离、阻挡和冗余:尽量将系统设备布置在影响区域之外,尽量依靠结构件对系统设备进行阻挡保护,或者采取冗余设计并确保冗余设备不会同时受转子爆破损坏;
 
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本文链接地址:从美国西南航空B737发动机失效事件,了解发动机转子爆破(2)

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