破坏公差
破坏公差
定义
损伤容忍度,或检查安全,在20世纪70年代发展成为一种设计理念,作为对结构恶化的故障安全原则的改进。
损伤容限方法的原理是,虽然疲劳和腐蚀会在飞机结构中产生裂纹,但这一过程是可以理解和控制的。一个关键因素是制定一项全面的检查方案,以便在裂缝影响飞行安全之前发现裂缝。也就是说,损伤容忍度结构被设计成能够承受裂缝而不会发生灾难性故障,直到在计划的检查中发现损伤并修复或更换受损部分为止。
不幸的是,历史表明,在实践中,这是一个不完美的解决方案。
意外及事故
以下事件包括损害容忍度作为促成因素:
2013年7月12日,一架无人和无动力的波音787-8飞机在当天早些时候抵达伦敦希思罗机场后,远程停在那里起火。一项调查发现,火灾的源头是紧急定位发射机(ELT)内锂金属电池的失控热失控。调查结果提出了15项安全建议,其中除一项外全部提交给联邦航空局。
2013年1月7日,日本航空公司一架波音787-8飞机从东京成田机场起飞,抵达波士顿后,乘客和机组人员几乎立即离开飞机,电池起火。飞机的主要结构完好无损。调查发现,APU锂离子电池的一个电池单元内部短路,导致电池不受控制的热失控,导致烟雾和火灾释放。故障的起源是由于系统设计缺陷和型号认证过程未能检测到这一点。
2011年9月26日,美国联合航空公司一架由芝加哥飞往丹佛的波音757-200客机在正常能见度下降落在目的地35R跑道时,在减速时发生左引擎鸟击。受影响的发动机在飞机离开跑道时熄火,在接到报告称发动机冒烟后被关闭。在拖到指定的航站楼登机口供乘客下机之前,飞机被停了下来,剩余的发动机也关闭了。185名乘客中没有人受伤,但受影响的发动机严重受损,有明显证据表明,发动机的一些碎片撞击了飞机机身。
2013年11月10日,一架飞兆SA227飞机在最后进近时,在大约500英尺的高度突然停止提供任何动力,但仍在继续工作。机组人员没有及时发现发生了什么,以避免飞机失去控制,然后撞击地形,起火并被摧毁。调查发现,发动机部件过早故障是导致发动机故障的原因,并注意到一些飞行员可能认为,该型号飞机的发动机配备的负扭矩感应系统总能探测到动力损失引起的高阻力。
2011年10月24日,瑞安航空(Ryanair)一架波音737-800飞机在夜间遭遇意外强烈风暴后首飞,机组人员发现起飞后需要对方向舵进行大量修剪才能继续飞行。在顺利返回陆地后,发现了之前未被发现的舵总成损坏,这归因于风暴的影响。调查发现,当时要求的飞行前检查无法检测到损坏,并注意到发生的风速远远高于适用的认证要求所预期的风速。
2013年7月2日,大韩航空一架波音777-300飞机在飞越白令海时,一个GE90-115B发动机在飞行中被自动关闭。机组人员在俄罗斯阿纳德尔作了一次平安无事的备降。韩国航空和铁路事故调查委员会(ARAIB)将此次事件的调查职责委托给了美国国家运输安全委员会(NTSB),后者确定故障原因为制造工艺缺陷,可能影响近200台类似发动机。
2013年1月16日,当全日空一架波音787-8在国内航班上爬升到高度320时,一个主电池故障警报信息伴随着飞行甲板上的燃烧气味。立即启动备降,并宣布进入紧急状态。20分钟后飞机在高松着陆,紧急疏散完成。调查发现,热跑道在其中一个电池单元疑似内部短路后损坏了电池,并得出结论,认证低估了这种单个电池单元故障的潜在后果。
2010年7月3日,一架AW139直升机起飞后,在香港维多利亚港上空爬升350英尺时,尾桨脱落。完成了向自动旋转的过渡,随后进行了可控的开沟。所有乘客都获救了,但一些人受了轻伤。失败完全归咎于制造缺陷,但制造商没有采取纠正措施或监管行动,直到第二年在卡塔尔(非致命)和巴西(致命)发生了两起类似事故,调查发布了两项临时安全建议,之后对制造过程进行了全面审查,导致了许多变化。
2006年7月27日,诺斯特姆航空公司的一架庞巴迪CRJ200飞机在夜间由巴塞罗那飞往瑞士巴塞尔的定期客运航班上,起飞约14分钟后,在经过高度235时,左侧引擎突然故障并起火。飞机返航时,有迹象显示发动机的火焰一直持续到着陆前三分钟。飞机一停下来,机长就下令使用右手出口疏散,并在临时停机坪的陪同下迅速采取行动。在疏散过程中,48名乘客没有受伤,唯一受损的是受影响的发动机。
2009年4月1日,邦德直升机公司一架欧洲直升机公司AS332 L2超级美洲狮的机组人员在从米勒海上平台飞往海拔2000英尺的阿伯丁的途中失去了对直升机的控制,当时主旋翼齿轮箱发生了突然的灾难性故障,在不到20秒的时间里,带有主旋翼叶片的轮毂与直升机分离,导致直升机以垂直高速坠入海中。撞击摧毁了直升机,16名乘客全部遇难。调查结果提出了17项安全建议。
2010年1月29日,一架皮拉图斯PC-12/45型飞机执行从德比飞往西澳大利亚库努努拉的医疗后送飞机的空中作业,在夜间VMC爬升到高度180时,出现发动机故障的迹象,并开始空中返航,在此期间发动机完全故障。随后的6海里滑翔下降和进近最终成功着陆,飞机完好无损,所有四名乘员都没有受伤。
2010年11月4日,澳洲航空(Qantas)一架空客A380客机从新加坡起飞时,其中一个劳斯莱斯Trent 900引擎突然出现故障,导致机身和部分系统严重受损。在机组人员作出适当反应(包括飞机可控性检查)后,飞机返回新加坡。故障的根本原因被发现是一个未被发现的部件制造故障。飞行失败造成的复杂情况超过了目前预期的这类事件造成的二次损害。
2008年12月22日,一架由拉斯维加斯飞往纽约肯尼迪国际机场的波音757-200客机在设定起飞推力时,右侧引擎突然失灵,飞机被迫停在跑道上接受消防检查。消防人员观察到右侧发动机舱底部有一个洞,并看到里面有光,因此他们通过打开的减压门向发动机舱内排放了一个消防瓶。在没有任何相反迹象的情况下,这一行动被认为扑灭了任何火灾,然后飞机用剩余的可用发动机滑行回登机口,供乘客下机。263名乘客中没有人受伤,但受影响的发动机严重受损。
2008年1月29日,一架庞巴迪BD700环球快线私人客运飞机从加州范奈斯飞往卢顿,在正常白天能见度下降落在目的地时,出现了一个轮胎故障,导致飞行控制系统严重二次损坏,机翼局部结构损坏。飞机停在跑道上,四名乘客没有受伤。
2005年3月6日,一架由加拿大Transat航空公司运营的空中客车A310-300客机从巴拉德罗古巴飞往魁北克市,起飞17分钟后,在VMC白天巡航,高度350,在佛罗里达群岛上空,这时机组人员听到一声巨响,感觉到一些震动。飞机进入荷兰滚,最终控制在高度偏移后手动飞行。在下降过程中,可能在途中转移,荷兰辊的强度减弱,然后停止,机组人员决定返回巴拉德罗。在降落时发现方向舵控制输入无效,在滑行并在指定停车位置关闭后,发现飞机方向舵不见了。在此次活动中,一名机组人员背部受轻伤,但271名乘客中没有其他人受伤。