導(dǎo)讀:波音787客機(jī)動力遄達(dá)1000發(fā)動機(jī)的高壓渦輪葉片必須承受的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于制造它們的鎳合金的熔點。這對于其制造商英國羅爾斯-羅伊斯公司(簡稱羅羅)來說,這是一個嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn),這相當(dāng)于試圖阻止冰塊在廚房的沸湯中融化。羅羅工程師們的解決方案就是讓冷卻空氣從葉片上的冷卻孔中流出,形成隔絕高溫燃?xì)馇腋采w葉片表面氣膜。這是一種非常聰明的方法,不幸的是,隨著發(fā)動機(jī)功率和效率的提升,這種方法也遇到了一些意想不到的問題。 最近幾個月,因為遄達(dá)1000發(fā)動機(jī)葉片的退化速度比預(yù)期的要快,英國航空公司,挪威航空航天飛機(jī),維珍航空等運(yùn)營的波音787飛機(jī)已經(jīng)停飛進(jìn)行檢查和維修。而且隨著對航空發(fā)動機(jī)性能要求越來越高,這類問題在行業(yè)中正變得越來越普遍。 處理這類問題的費(fèi)用也在增加。上周,羅羅公司重新估算了徹底解決遄達(dá)1000發(fā)動機(jī)各種問題的成本為24億英鎊(約合31億美元),這對羅羅公司實現(xiàn)重新復(fù)興造成了新的挑戰(zhàn)。 在過去的一個世紀(jì)中,很少有發(fā)明能比航空發(fā)動機(jī)做得更多,它們使人們旅行得更快,更遠(yuǎn),而且非常安全。像去年西南航空公司的一個航班發(fā)動機(jī)故障,出現(xiàn)葉片打碎飛機(jī)機(jī)窗造成乘客死亡事故非常罕見,而波音737MAX客機(jī)的兩起致命事故也證明與航空發(fā)動機(jī)無關(guān)。 新型航空發(fā)動機(jī)投入巨大,不斷采用創(chuàng)新的設(shè)計制造技術(shù)和新型材料,使得其不僅性能越來越先進(jìn),同時也變得更加“安靜”,讓航空乘客的旅途正變得更加舒適。 然而,這些創(chuàng)新也使得航空發(fā)動機(jī)技術(shù)更接近其技術(shù)極限,并且導(dǎo)致可靠性問題先后涌現(xiàn)出來。AgencyPartners公司的尼克-坎寧安(NickCunningham)表示:“通過推動功率和效率到達(dá)極限,推進(jìn)系統(tǒng)的其他地方開始出現(xiàn)問題。” 羅羅公司的問題似乎最為嚴(yán)重,大約有40架由遄達(dá)1000發(fā)動機(jī)提供動力的波音787客機(jī)停飛。但這也是一個全行業(yè)的問題。去年,由于普惠公司為空客最暢銷客機(jī)A320neo配備的齒輪渦輪風(fēng)扇(GTF)發(fā)動機(jī)問題修復(fù)和升級,發(fā)動機(jī)供應(yīng)短缺,導(dǎo)致空客的生產(chǎn)陷入混亂。最近,由于美國通用電氣GE9X發(fā)動機(jī)部件過早磨損,也使得波音777x寬體客機(jī)的首飛被推遲到明年。 這些可靠性問題使得航空公司被迫停飛客機(jī)并調(diào)整飛行時間表,甚至不得不租賃更換飛機(jī),并告知發(fā)動機(jī)制造商支付賠償。 9月份,阿聯(lián)酋航空公司的老板蒂姆-克拉克(Tim Clark)曾憤怒的表示,制造商交付的飛機(jī)沒有達(dá)到承諾的水平。他說:“請讓我們從第一天開始就可以使用機(jī)身和發(fā)動機(jī)。如果無法做到,就不要生產(chǎn)它們?!?/p> 科學(xué)技術(shù)還不是唯一考驗發(fā)動機(jī)制造商的事情。由于空客公司和波音公司競爭白熱化,雙方在短期內(nèi)都迅速將數(shù)架新型噴氣式客機(jī)推向市場,這迫使航空發(fā)動機(jī)制造商們不得不迅速提高產(chǎn)量,交付產(chǎn)品。此外,新興經(jīng)濟(jì)體市場帶來了巨大的航空需求,但一些獨(dú)特的環(huán)境問題如塵土飛揚(yáng)或霧霾等特殊工業(yè)環(huán)境污染也給發(fā)動機(jī)運(yùn)營帶來了更多壓力。 一方面,發(fā)動機(jī)制造商們不敢錯過苛刻的生產(chǎn)目標(biāo)以痛失市場,另一方面,由于趕進(jìn)度導(dǎo)致發(fā)動機(jī)投入后出現(xiàn)故障也會讓發(fā)動機(jī)面臨市場失敗。JLS咨詢公司總監(jiān)John Strickland表示:“航空發(fā)動機(jī)的制造商通常一直會遇到棘手的問題,但在過去40年里,我從未見過他們像最近這樣遇到如此長的問題清單?!?/p> 本月,印度威脅要對國內(nèi)航空Indigo公司運(yùn)營的數(shù)十架空客A230neo客機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制停飛,除非該公司在明年1月底之前升級或更換現(xiàn)有普惠發(fā)動機(jī),該警告之前,印度航空公司發(fā)生了幾起發(fā)動機(jī)空中停車事件。 漢莎航空公司的子公司瑞士航空公司于10月將旗下的空客A220機(jī)隊進(jìn)行了短暫停飛一天半,以便在連續(xù)發(fā)生的三起A220客機(jī)引擎故障后(上周從法國森林中回收一次此類事故造成的殘骸),對普惠發(fā)動機(jī)進(jìn)行額外檢查。從那時起,加拿大監(jiān)管機(jī)構(gòu)命令同一類型的飛機(jī)在指定高度以上不能全功率運(yùn)行。 花旗銀行的調(diào)查顯示,大約70%的航空公司和租賃公司表示,發(fā)動機(jī)問題引起的停飛是一個關(guān)鍵問題。一些公司正在尋找混合型機(jī)隊,以減少因一型發(fā)動機(jī)故障全部停飛的風(fēng)險。這是一種審慎保守的做法,但它比使用單一類型發(fā)動機(jī)成本更高。 發(fā)動機(jī)制造商面臨的風(fēng)險主是可靠性問題,這使他們失去了市場份額。羅羅公司的遄達(dá)1000發(fā)動機(jī)出現(xiàn)問題后,新西蘭航空公司在今年早些時候?qū)⒉ㄒ?87客機(jī)的可選動力訂單轉(zhuǎn)為采購GE公司的GEnx發(fā)動機(jī)。Indigo航空公司也選擇了CFM國際公司(GE和賽峰集團(tuán)的合資公司)下了200億美元的訂單,而不是繼續(xù)從普惠公司購買(普惠聲稱這一決定與價格有關(guān))。 當(dāng)然,這些問題也并未影響所有新技術(shù)。到目前為止,羅羅公司用在空客A350客機(jī)上的遄達(dá)XWB發(fā)動機(jī)已被證明非常可靠。普惠齒輪渦扇發(fā)動機(jī)最核心的齒輪傳動箱也如預(yù)期般的表現(xiàn)良好,GTF發(fā)動機(jī)并沒有大的顛覆性問題,畢竟其開發(fā)成本高達(dá)100億美元。 但是,除了航空公司的航班時刻表以及制造商的自豪感和獲利能力之外,現(xiàn)在航空發(fā)動機(jī)制造商們還不得不面臨抑制碳排放的環(huán)保壓力。與汽車業(yè)一樣,航空航天業(yè)也正在為劃時代的抑制碳排放而努力。航空業(yè)占溫室氣體排放量的2%~3%,而且未來幾年飛機(jī)的交付量將抵消發(fā)動機(jī)效率的提高。羅蘭-貝格(Roland Berger)的一項研究發(fā)現(xiàn),到2050年,航空業(yè)的份額可能上升到10%~25%。 與汽車制造商不同,航空公司缺乏可行的技術(shù)替代方案。生物燃料具有潛力,但全電動大型商用飛機(jī)可能還有數(shù)十年的路程。 發(fā)動機(jī)制造商也正在研究更高效的航空發(fā)動機(jī)設(shè)計。羅羅公司表示,其超扇發(fā)動機(jī)Ultrafan技術(shù)與第一代遄達(dá)發(fā)動機(jī)相比,可將燃油消耗量提高25%。從技術(shù)的角度來看,將行星齒輪傳動等創(chuàng)新技術(shù)快速推向市場是必不可少的,但急于發(fā)展可能會適得其反。立體研究公司(Vertical Research Partners)的Rob Stallard表示:“我的感覺是,歐洲的輿論發(fā)展速度比技術(shù)要快?!?/p> 坎寧安甚至不那么樂觀。他說:“在政治動力趨向于更大程度脫碳的那一刻,燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)已經(jīng)推出歷史舞臺了,航空發(fā)動機(jī)不可能在這里得到更好的發(fā)展。” 相關(guān)閱讀: 【行業(yè)新聞】GE航空為CH-53K“種馬王”交付第一批量產(chǎn)型發(fā)動機(jī) 【行業(yè)新聞】普惠慶祝GTF發(fā)動機(jī)驅(qū)動的A320neo系列客機(jī)在華達(dá)到100架 原創(chuàng)文章,轉(zhuǎn)載請注明來自@兩機(jī)動力控制 |
|
來自: 兩機(jī)動力控制 > 《待分類》