遄達1000發動機嚴重故障頻發，中壓壓氣機工作葉片斷裂致波音787單發降落

陳光/文

2016年11月26日，一架載有357人的斯庫特（Scoot）航空公司的B787-9執行由悉尼開往新加坡的航班任務，在悉尼起飛爬升過程中，駕駛員根據座艙指示儀錶發現右發即2號發動機低壓轉子振動值過大，但仍在規定範圍內，當飛機轉入水平飛行時，振動值變小，但駕駛員仍然關注振動值的變化，當時預感到右發可能有問題。

當飛機飛到新加坡機場降落時，機組成員聽到很大的一個「嘭」聲，同時發現右發己自動停車，在EICAS（發動機指示及告警系統）屏幕上出現「ENG TURB DAMAGE R」，表明右發渦輪已經損壞。有乘客反映發現發動機尾噴管噴出火焰，但副駕駛員到客觀察發動機時未發現火焰。

隨後飛機單發工作下安全降落，無人員傷亡，因此將此次故障定為是「事件（incident）」。右發已工作7196 小時 / 1797 循環，經返修後工作378小時/79循環。事件發生後，新加坡運輸安全調查局（TSIB）負責了這次故障的調查工作。

圖4、中壓壓氣機第1級

經地面維護人員檢查發現：中壓壓氣機第1級工作葉片及可變進口導流葉片中各有1片丟失，在發動機氣流流道中有許多碎片，多個風扇葉片前緣有輕微的撞擊痕迹，5片風扇葉片尾緣有明顯的撞擊損傷。

右發及飛機未查出受損現象在維修車間分解發動機後，發現在中壓壓氣機第1級除丟失一片葉片外，還有7片葉片在葉片根部榫頭側面處有裂紋，見圖4。裂紋是由後向前發展的，長度為30.5mm，見圖5。

圖5、工作葉片葉根處產生的裂紋

在7片有裂紋的葉片任意挑出3片，將裂紋打開進行顯微鏡的檢測，發現這3片葉片中，疲勞源在距葉根後端面1.5-2.0mm處。

中壓壓氣機中，2-6級葉片均被掉下的葉片斷片打傷（機械損傷），6-8級葉片還被鈦火燒傷（著火損傷），見圖6。在高壓壓氣機中，所有葉片的葉身均被打掉，僅在轉子上留有葉根的殘骸，見圖7。對這些損傷進行分析後，認為這些損傷不是由進入發動機的外物打傷的。

圖6、中壓壓氣機轉子受損情況

所有中壓壓氣機第1級工作葉片榫根與榫槽接觸的表面上均有明顯的磨蹭痕迹，如圖8所示，且中間磨蹭痕迹較深（圖8中黃線圈中）。磨蹭痕迹的深度及嚴重程度在葉根出現裂紋或沒有出現裂紋的葉片中沒有明顯的差異。磨蹭痕迹是在發動機發生振動時，葉片榫根與輪盤榫槽間相互摩擦產生的，估計是裝配間隙不合適造成的。

對中壓壓氣機第1級工作葉片榫根應力值進行核算，發現應力最大處接近裂紋起始點。

在發生這次事件時，已有多台同型號的發動機在羅羅公司的維修車間進行過大修，為此，羅羅對9台已修過的發動機進行撿查，結果發現有一台發動機的中壓壓氣機第1級工作葉片中有2片有裂紋，另外兩台發動機中各有1片有裂紋，這說明中壓壓氣機第1級工作葉片榫根在設計與製造中肯定存在問題。

圖7 、高壓壓氣機轉子中僅剩有殘留的葉根

在這次事件（2016年11月26日）後，又發生了兩起類似的故障，即：2017年6月10日同一航空公司的一架B787的發動機，發現一片中壓第1級工作葉片丟失；2017年7月27日還是這家航空公司的B787在爬升過程中，中壓壓氣機1級工作葉片出現故障，發動機停車後飛機安全降落。

顯然，中壓壓氣機第1級工作葉片榫根處產生裂紋是一起多發的故障，有些現象尚需羅羅公司作深入的研究分析工作，例如裂紋的產生是設計有缺陷還是生產過程中有某些不當之處。另外，飛機在爬升及巡航時低壓轉子振動不正常的原因以及裂紋產生和低壓轉子振動有什麼內在聯繫等，都需作進一步分析研究工作。

羅羅公司在與新加坡TSIB共同進行初步研究分析後，採取了以下的臨時措施：由於發動機裝在機翼下時，用孔探儀無法查到中壓壓氣機第1級工作葉片榫根處是否有裂紋，羅羅公司發展了一套超聲探測設備來檢查裂紋，並於2017年8月發布了(NMSB) 72-AJ814通告，要求用戶在檢查未發現裂紋時，再使用200飛行循環後再作一次檢查，但適航當局為安全起見，要求用戶將200飛行循環縮減至130飛行循環。

圖8、葉片榫根接觸面上的磨蹭痕迹

最後，新加坡TSIB建議，羅羅公司對遄達1000的中壓壓氣機1級工作葉片防止裂紋的發展在設計上開展工作（RA-2017-034建議），歐洲航空安全局EASA也有相同的要求。2018年初，羅羅已按TSIB的建議，重新設計了中壓壓氣機第1級工作葉片。

中壓壓氣機封嚴環損壞

2016年底，一架用遄達1000作動力的B787在起滑跑中，當速度達110-120千米/小時時，駕駛員察覺到一台發動機出現異常現象，於是拉停了該發動機，將飛機返回到登機口。

經地面人員對發動機進行檢查，發現是中壓壓氣機封嚴環前端損壞。事後羅羅公司稱，在其它發動機中也發現了多起這一故障，因此發布了服務通報，要求用戶用孔探儀對此處進行檢查。

EASA認為此部件的損壞，會造成發動機空中停車，影響飛機飛行安全，除要求羅羅修改設計，還發布了AD No. 2017-0017R2適航指令，要求航空公司在裝機狀態下，用孔探儀檢查此處。隨後美國聯邦航空局FAA也發布了類似的適航指令。由於發現此故障即時，並迅速釆取了預防揩施，幸未造成飛機停飛事件。

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