發動機嚴重故障帶來的經驗和教訓-發動機故障導致F-22首飛推遲

美國第四代戰鬥機F-22「猛禽」01架於1997年4月9日出廠,原計劃在完成一系列地面試驗後,於5月27~29日首飛。

但在地面試驗中,出現燃油油箱漏油與輔助動力裝置的滑油壓力降低、溫度上升的兩個故障。經排除後於6月中旬進行發動機開車試驗,開車試驗情況比較好,但在試車後進行例行的檢查時,通過孔探儀發現右側的F-119 PW 100發動機中,三級風扇及第1級高壓壓氣機的工作葉片有被外物撞擊的輕微傷痕。

在飛機上無法修復這些葉片,只得將該發動機從飛機上卸下,換上一台新發動機,因而進一步延誤了首飛日期。

經檢查,飛機生產中殘留於機體內的鉚釘頭、斷片等飛機的「多餘物」,在發動機工作時,被發動機吸入,成為發動機的「外來物」而打傷葉片,是造成飛機首飛延誤的原因。

在對飛機內腔進行了細緻、全面的再檢查後,於6月18日恢復了地面試車。F-22戰鬥機最後於1997年9月7日進行了具有歷史意義的首飛,比預計日期晚了100餘天。

經驗與教訓

上述造成飛機停飛的事件,都是由於發動機的嚴重故障而造成的。故障出自世界最著名的、實力最強的 GE公司、普惠公司和羅·羅公司的產品。這三家公司在推進技術方面的發展已經成熟,並在世界上處於領先地位。

他們研製發動機時,不僅設計精益求精,而且還進行了廣泛的試驗,包括大量地面與高空性能試驗,而且也充分考慮外場使用情況,進行許多模擬外場使用條件下的性能、強度、振動、耐久性和可靠性試驗,其中包括零、部件及整機試驗。

為此,用於發動機研製、發展的費用一般需要10億美元以上。

為什麼基礎這麼好的發動機還會出現令人吃驚、影響非常大的故障呢?

這是因為發動機工作條件惡劣多變,使用條件複雜,雖然擴展了試驗內容,增大了試驗苛刻度,加長了試驗時間,但是,模擬終究不等於千變萬化的實際條件,所以仍會出現一些影響極大的故障。

因此,要不斷吸取世人的寶貴經驗和教訓,並且要充分認識和真正理解航空發動機的發展,永遠是一個設計、製造、試驗、使用、失敗、修改、再製造、再試驗……

直到出現一台滿意的發動機的過程。而且,還要在實際使用中,不斷接受考驗,暴露問題,更好地改進設計的摸索和反覆的過程,這個過程的任務是相當艱巨的。為此,應由上述幾起造成飛機全面停飛的嚴重事件中,吸取經驗和教訓。

發動機的故障經常引起影響飛行安全的事件,所以,必須認真研究發動機的故障並進行失效分析,這是技術性強,難度大的一項十分重要的工作。

做好這項工作,必須以現代科學技術理論作指導,廣泛採用新技術、新設備,掌握借鑒國內外有關信息和技術經驗,充分吸取國內外在飛行實踐中用巨大代價,甚至用生命換來的經驗教訓,不斷地改進提高發動機性能和設計製造水平,促進航空發動機技術水平不斷地向前發展。

另外,也希望關心我國航空事業發展的同行們以及各級領導對發動機研製工作的艱巨性有所認識,對我國自行研製的發動機除了大力支持外,也要有能承受出現某些大故障的心理準備,不要出現某些故障,就失去信心。

當前,我國仍然是發展中的國家,用於發展研製發動機的經費、研製設備、試驗裝置以及相應的技術水平等與美、英等國相比差距很大。但是,正如上述列舉的那些故障事例說明的那樣,被人們公認的世界一流的發動機公司,研製的譽滿全球的發動機,在使用較長時間(超過幾百萬小時)後,仍然會出現一些影響非常大,涉及面非常廣的故障,想到這一點,我們就應該對我國研製的發動機給予充分的理解。

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