Насколько опасно падение капота двигателя?

Недавно произошел инцидент, когда во время полета отвалился капот правого двигателя Boeing 777 United Airlines:

Фотография двигателя без кожуха на земле

Все доступные статьи предполагают, что это была «своего рода» чрезвычайная ситуация, и они действительно совершили аварийную посадку…

Рейс United Airlines из Сан-Франциско в Гонолулу совершил аварийную посадку во вторник после того, как, как сообщается, крышка двигателя отлетела в середине полета.

... людей даже просили приготовиться к удару:

«Они сообщили нам, что нам нужно подготовиться к удару на случай жесткой посадки», — сказала она.

Кажется логичным, что отрыв капота может быть признаком потери структурной целостности вокруг двигателя (и самого двигателя?).

Другой проблемой может быть попадание мусора (особенно возле входного отверстия двигателя).

Насколько опасен такой случай отваливания капота двигателя?

Примечание : я понимаю, что двухмоторный самолет может продолжать полет после отказа одного двигателя, однако из-за снижения характеристик аварийная посадка имеет смысл.

Было бы нехорошо, если бы он ударился о хвост, но как только он отвалится, единственная проблема, которую я вижу, это то, что на этом двигателе нельзя использовать реверсивную тягу, он был бы выключен и просто вращался. Но я не вижу, чтобы это действительно можно было назвать "аварийной" посадкой...? (Или это означает, что реверс тяги вообще нельзя использовать из-за асимметрии)?
" Как опасно... " Я думаю, что это похоже на другие обстоятельства, когда точная причина и последствия неизвестны: единственное возможное решение - приземлиться в экстренном случае. Дальнейший наземный анализ покажет, насколько это было опасно, от просто отказа двигателя (безопасно) до возможности падения двигателя в повороте и повреждения крыла или фюзеляжа (наиболее критично).
Хм! Они бы заглушили этот двигатель??
Отвалившаяся часть называется капотом двигателя, а гондола — это вся конструкция под крылом, включая сам двигатель.
@Fattie, как и многие информационные агентства, вы, кажется, упускаете из виду тот факт, что двигатель также потерял две лопасти вентилятора, что является наиболее вероятной причиной потери корпуса.
Это не гондола. Это прикрытие. Гондола — это, по сути, двигатель, и когда он вылетает, он часто разрушает столько вещей , что самолет становится неуправляемым . Вот еще где ТПХТФ ...
@Harper Гондола - это крышка. Двигатель находится внутри гондолы. Чего не хватает на этом фото, так это всей передней части гондолы, включая капот.
Ну не здорово ...
Что касается обсуждения номенклатуры, несмотря на географические лингвистические различия, рассматриваемые детали являются частями капота двигателя (который представляет собой часть гондолы двигателя в целом). Чехлы двигателя относятся к защитному оборудованию типа «снимать перед полетом», например, брезентовым чехлам. При этом в средствах массовой информации любят использовать простой английский для описания капота как «крышки» двигателя, что и является его функцией: капот закрывает двигатель как часть гондолы.
Ваш вопрос подразумевает/подразумевает, что самолет просто потерял несколько некритических частей. Это не очень точное описание события. Основываясь на отсутствующих лопастях вентилятора, более вероятным описанием является отказ по крайней мере одной лопасти вентилятора, что привело к сопутствующим повреждениям, включая потерю кожуха. Это довольно жестокое событие — см. youtube.com/watch?v=wcALjMJbAvU и youtube.com/watch?v=l8jgGoTc1Fc . Это делает двигатель неработоспособным, и для 777 остается только один исправный двигатель.
Всякий раз, когда двигатель выходит из строя в полете, невозможно узнать, какой побочный ущерб может быть нанесен. Утечки топлива и неконтролируемые пожары становятся вполне вероятными. Лучшее, что может сделать экипаж, — это счесть это чрезвычайной ситуацией и посадить самолет на землю до того, как управляемая ситуация превратится в катастрофу.
@Harper Что ты имеешь в виду под TPHTF? Поиск Google возвращает этот вопрос и ссылку на книгу «Двухфазная теплопередающая жидкость», которую я сомневаюсь, что вы имеете в виду.
@Skyler Я имею в виду, что двухфазный теплоноситель попадает в вентилятор . За исключением этого случая, считается, что это сброс твердых отходов из лавы. Я позволю тебе посидеть с этой мыслью минуту. Так что, возможно, сюда можно добавить еще одно слово. Слово из четырех букв, которое я не могу здесь произнести. Слово, которое часто говорят, когда двигатель падает.
Вот обширное интервью с капитаном рейса, в котором обсуждаются различные вопросы: youtube.com/watch?v=J7_lzeY23dI

Ответы (4)

Я работаю в области безопасности авиационных двигателей, но не в компании, которая произвела двигатель, если вы упомянули.

Части, отваливающиеся от двигателей, — это нехорошо. Мы беспокоимся о том, что они могут ударить людей под самолетом. И, как упоминает Койовис, потеря гондолы или ее частей (похоже, в данном случае это был воздухозаборник и кожух вентилятора) может изменить аэроупругие свойства, тем самым вызывая вибрацию, которая неудобна для пассажиров или экипажа (уменьшая их способность выполнять их рабочие места) и создает дополнительные нагрузки на другие части двигателя.

Это неправда, поскольку мин утверждает, что причина или последствия неизвестны. Регулирующие органы требуют от производителей предоставления подробного (в тысячах страниц) анализа вида, последствий и критичности отказа (FMECA), который охватывает каждую часть двигателя, что может пойти не так, каковы могут быть последствия и что мы делаем. чтобы убедиться, что это не пойдет не так, или что последствия будут сведены к минимуму, если они это сделают. Хотя я не работаю над этим двигателем, я уверен, что разрушение конструкции и выпуск воздухозаборника находятся в FMECA.

По моему профессиональному суждению, по шкале отказов двигателей, определенных FAA (катастрофические, опасные, серьезные, незначительные), этот отказ был бы серьезным из-за того, что большая часть самолета отвалилась от самолета, способного поразить человека внизу, снижение в пределах безопасности, вызванных повышенной вибрацией, и повреждением критических частей (лопасти вентилятора) из-за попадания мусора, как указано в одном из других ответов.

Поскольку лопасть вентилятора была серьезно повреждена, пилоты, вероятно, заглушили двигатель (иначе вибрация была бы безумно высокой). Но, как вы упомянули, отключение одного двигателя не считается опасным — мы проектируем для такой ситуации. Тем не менее, многие пилоты предпочитают приземляться после отключения одного двигателя.

Одной из причин посадки после выключения одного двигателя является предотвращение выключения двух двигателей. Что было бы Плохо.
Мачта, согласен. Хотя мы тоже рассчитываем вероятность того, что это произойдет, а они очень низкие (как того требует регулятор)
Хороший ответ! Добро пожаловать в Av.se, и спасибо за взгляд изнутри на это. Я не знал о FMECA или о том, насколько тщательным должен быть анализ. Хорошая вещь!
« Это неправда, так как мин утверждает, что причина или последствия неизвестны »: Вы имеете в виду, что пилоты знали перед посадкой, каковы были причины аварии и каковы были точные удары по самолету? Я не следил за этим событием, но я был бы удивлен. Если вы имеете в виду анализ дефектов/отказов во время проектирования, то да, но это не моя точка зрения (и я полагаю, что никто не предсказал фактические последствия этой аварии с Трентом-900 во время проектирования).
Я также не работал над Trent 900, но это определенно правда, что каждый раз, когда в FMECA упоминается масляная труба, упоминается риск возгорания масла, вызывающего перегрев турбины, вызывающий разрыв диска и образование неудерживаемого мусора. Эта конкретная причина отказа масляной трубы, вероятно, была не в FMECA (поскольку FMECA рассматривает детали как спроектированные, и это была проблема качества, и я полагаю, что непредвиденная проблема)
Есть один рейс British Airways в Лондон. Взлетая в Лос-Анджелесе, они потеряли двигатель сразу после V1. Они продолжили взлет и смогли приземлиться... в Манчестере.
@Mast - ... старая шутка. Пилот несколько раз говорит по громкой связи: «Отказ двигателя, но у нас еще осталось X двигателей. Посадка будет отложена еще на 30 минут». Когда они остановились на одном паровозе, пассажир говорит: «Я очень надеюсь, что последний паровоз не заглохнет, иначе мы пробудем здесь всю ночь!»
@Harper Знаете ли вы, о каком рейсе вы говорите, поскольку полный рейс SEI из Лос-Анджелеса, вы, ЧЕЛОВЕК, неправдоподобен.
@TomMcW да, это двухэтапный процесс: сначала используйте Boeing, а затем — British Airways. Серьезно, раньше я думал, что это городская легенда, но есть источники получше, чем Snopes ... На самом деле это дело было расследовано AIB и FAA. Вердикт был таким же, как и по крену элеронов 707 ... «смотрите, просто больше так не делайте».
@Харпер Ааа. 747. SEI на квадроциклах немного отличается. Они регулярно выполняют паромные рейсы SEI, но с надлежащим планированием топлива. Импровизированный коммерческий рейс SEI... с пассажирами... над океаном? имхо довольно рискованно
@TomMcW Да, я думал, что это хорошая идея, пока не появился Галифакс. 3-двигательный 747 следует считать имеющим, как и «ЭТОПС 15». Я полагал, что BA заставит еще один Боинг-747 лететь из Лондона или Нью-Йорка и встретит его.
Насколько знакомым с FMECA должен быть типичный пилот? Я предполагаю, что осведомленность о некоторых основных режимах отказа самое большее, учитывая длину, которую вы упомянули.
Я сомневаюсь, что пилоты знают о FMECA. Если для смягчения последствий требуется, чтобы пилот что-то сделал, это будет указано в руководстве по двигателю и в эксплуатационных процедурах. В FMECA будет четко указано, в каком руководстве он содержится. И мы стараемся не полагаться на пилотов в решении наших проблем.
@moink Есть ли какой-нибудь учебник о том, как вы на самом деле оцениваете вероятности таких типов сбоев? Я физик и знаю теорию вероятностей, но понятия не имею, буду ли я применять ее к деталям двигателя.
@user19997744 user19997744 есть справочники по различным компонентам. например, для электроники Министерство обороны использует MIL-HDBK-217F: ПРОГНОЗ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
@user1997744 user1997744 Есть много книг по технике надежности. Вы также можете проверить reliawiki: reliawiki.org/index.php/Main_Page Для каждой части мы используем либо простой #failures/hour, либо #failures/cycle, либо подгоняем распределение Вейбулла к предыдущим сбоям, либо логнормальное инициирование взлома. / модель распространения трещин для критических деталей. Мы поддерживаем их модели для двигателей, находящихся в эксплуатации, и обновляем их по мере поступления данных об обслуживании. Для новых продуктов мы моделируем их на основе данных об обслуживании аналогичных деталей в аналогичных двигателях или используем стендовые испытания, испытания двигателей или данные о надежности поставщиков.

Авиация очень безопасна благодаря огромному опыту, накопленному за десятилетия. Отказы двигателя, такие как остановка двигателя, учитываются при летной подготовке и при проектировании самолетов. Безопасность обеспечивается при известных обстоятельствах с очень низкой терпимостью к ситуациям, выходящим за рамки нормы, как утверждает @corsiKa.

А вот отвалившийся капот двигателя — это конструктивная поломка с непредсказуемыми последствиями:

  • Какая часть обшивки отломилась?
  • На какие еще части конструкции воздействуют отколовшиеся кусочки?
  • Засасывает ли какая-либо часть капота двигателя двигатель? В данном случае похоже, что они были.

Типичный полнопилотажного тренажера уровня D имеет около 300 отказов, которые являются частью программы обучения пилотов. Это отказы, с которыми, как показывает опыт, можно справиться с помощью определенной процедуры. Около пятидесяти из них — это неисправности двигателя:

  • Запуск двигателя: горячий и зависший запуск, отказы пускового клапана, отказы зажигания.
  • Работа двигателя: заедание, вибрация, перегорание, помпаж.
  • Системы: давление масла, температура масла, перепуск масляного фильтра, утечка масла, перепуск топливного фильтра, нормальный режим EEC, ложная индикация EGT, пропадание сигнала РУД.
  • Реверс тяги: разблокирован в полете, не разблокируется после приземления, отказали датчики блокировки.

Обратите внимание, что большинство этих отказов связано с функцией двигателя, которая перестает работать или не запускается по команде. Только вибрационная неисправность может иметь отношение к структурному отказу, такому как сломанная лопасть вентилятора, но эффекты вибрации могут быть точно рассчитаны с помощью физического моделирования предсказуемым и определенным образом.

Из-за непредсказуемого характера разрушения конструкции капота двигателя существует высокая степень неопределенности в отношении того, что может и что не может произойти дальше после того, как капот отвалится; на ветру качаются куски конструкции, есть вибрации, вызванные... чем? Пилоты могут видеть последствия отказа приборов, но могут не знать точной ситуации. В случае Эль Аль 1862 :

В 18:28:45 капитан доложил: «Эль Аль 1862, потеряны двигатели номер три и номер четыре, двигатели номер три и номер четыре». Диспетчер и летный экипаж еще не осознали всю серьезность ситуации. Хотя летный экипаж знал, что двигатели потеряли мощность, они не видели, что двигатели полностью вышли из строя и что крыло было повреждено. Подвесной двигатель на крыле Боинг-747 с трудом виден из кабины, а внутренний двигатель на крыле вообще не виден. Учитывая выбор, сделанный капитаном и экипажем после потери мощности двигателя, голландская парламентская комиссия по расследованию, которая позже изучила аварию, пришла к выводу, что экипаж не знал, что оба двигателя оторвались от правого крыла.

Объявление чрезвычайной ситуации в случае с United B777 вполне оправдано. Они еще не падают с неба, но никто не знает, как долго это продлится...

Это также безопасно из-за очень низкой толерантности к деятельности, выходящей за рамки нормы. Конечно, никто не хочет, чтобы его задержали из-за 2000 с лишним проверок безопасности перед взлетом, одна из этих проверок не удалась. Я даже слышал, как пассажиры говорили что-то вроде «не знаю, почему они беспокоятся, все равно редко что происходит», что просто сбивает с толку — этого не происходит из-за ревностных правил техники безопасности.
«Но отваливающийся капот двигателя уникален». Это просто неправда.
Меня больше всего беспокоит всасывание деталей в компрессор, а затем отсутствие надлежащего впуска, поэтому двигатель будет работать в очень нестандартных условиях. Тяга будет ниже, а SFC выше, поэтому запланированный пункт назначения может быть не достигнут.
@Koyovis, Aviation Herald сообщает, что в среднем в год отваливается три капота. В авиационных масштабах это довольно обычное явление.
@Mark Они обрываются непредсказуемым образом и с непредсказуемыми последствиями.
@corsiKa: Верно, вещи редко случаются, потому что они надоедают. Такие пассажиры, прямо скажем, недалекие.

Это немного зависит от того, когда это произойдет. Например, у American Airlines 191 во время взлета полностью отказал двигатель (он буквально отвалился). Это вызвало значительные гидравлические повреждения и из-за уборки предкрылков на левом крыле привело к тому, что самолет перевернулся и разбился. Возможно, тот же самый инцидент на большей высоте можно было бы восстановить.

Инцидент с United произошел на крейсерской высоте и затронул только внешнее прикрытие. Непосредственная угроза состоит в том, что двигатель проглотил мусор. На фотографиях спереди вы можете видеть, что он полностью разрушил одну лопасть вентилятора и, возможно, частично повредил другую (вероятно, пилот отключил ее, предполагая, что компьютер не отключил ее автоматически). Вибрация в планере, вероятно, была результатом асимметричной потери аэродинамических частей (проблемной, но не опасной для жизни).

введите описание изображения здесь

По иронии судьбы, это произошло на маршруте на Гавайи, что означало , что самолет был сертифицирован ETOPS , а это означает, что он более устойчив к отказам двигателя, подобным этому.

Комбинация «самолет-двигатель» должна поддерживать целевое значение IFSD («Выключение в полете», определяемое как «Когда двигатель перестает работать (когда самолет находится в воздухе) и выключается, пусть и ненадолго, по собственной инициативе, по инициативе летного экипажа или по причине внешнее воздействие.») ставка на уровне или ниже 0,02 на 1000 моточасов для 180-минутного одобрения ETOPS.

В вашем ответе предполагается, что сначала сломалась гондола, внутрь попал мусор, а затем произошла потеря лопасти вентилятора. Хотя это возможно, также вполне возможно, что сначала вышла из строя лопасть вентилятора, и возникшая в результате вибрация вызвала повреждение гондолы. Потеря лопастей вентилятора вызывает СИЛЬНУЮ вибрацию.
Я бы сказал, что гондола не сломалась первой, потому что одна лопасть вентилятора сломалась в корне (и повредила соседнюю), а остальные довольно чистые. Попадание мусора приводит к повреждению передней кромки многих лопастей вентилятора.
Работая в тесном контакте с аэродинамическими крыльями и их производителями, я могу сказать, что более вероятно, что сначала сломалась лопасть, а повреждение гондолы произошло от вибрации. Как говорит @user71659, есть только два лезвия со значительными повреждениями. Кончики других лопастей, вероятно, также терлись о корпус из-за вибраций.
Судя по картинкам в сети, потерялась не только внешняя крышка, но и исходная геометрия воздухозаборников, обеспечивающая начальное сжатие. Это довольно серьезно, см. мой ответ для получения дополнительной информации;)

Несмотря на то, что уже есть принятый ответ, это хорошо, я хотел бы добавить свой 2. Источник: Мастера проектирования газотурбинных (реактивных) двигателей.

Это чрезвычайно серьезная проблема для полета. Та часть, которая «отвалилась», отвечает за впуск воздуха и начальную компрессию (до того, как он попадет на первую ступень компрессора). Такое изменение геометрии, скорее всего, изменит степень предварительного сжатия на впуске и сделает поток воздуха более турбулентным, что не очень хорошо для первой ступени. Мусор от повреждения гарантированно повредит первую ступень компрессора, что очень опасно, так как первый пластинчатый диск является самым тяжелым и, следовательно, легче всего может потерять равновесие и вызвать дальнейшее повреждение двигателя.

Подобное происшествие потенциально может вызвать серьезную нестабильность ротора двигателя и отправить диски компрессора первой ступени в полет через кабину.

К счастью, в гражданской авиации существует множество отказоустойчивых механизмов, которые автоматически выключают двигатель при выполнении определенных условий. Именно в этом случае я очень уверен, что двигатель автоматически отключился при критическом уровне вибрации.

Выключение двигателей в полете в такой ситуации - единственный разумный способ гарантировать, что дальнейшее повреждение не будет нанесено, поэтому все самолеты сконструированы таким образом, что допускает потерю до 50% двигателей. Так, в гражданской авиации самолеты средней и большой вместимости оснащаются как минимум двумя двигателями.

Однако, несмотря на то, что технически полет может продолжаться на оставшихся двигателях, отказ одного двигателя означает, что возможная недоработка при предполетных проверках, и экипаж должен выполнить процедуру аварийной посадки в ближайшем возможном аэропорту.

Стоит отметить, что команда «приготовиться к удару» может не иметь ничего общего с реальной ситуацией, так как является стандартной процедурой аварийной посадки и не представляет реальной возможности грубой посадки.