- 从电影感受航空文化(上)——从《飞机总动员2——火线救援》说开去
- 从电影感受航空文化(下)——从《飞机总动员2——火线救援》说开去
主角在例行的飞行训练中,发动机的主减速齿轮箱齿轮齿面崩落(图09),这导致了严重的发动机故障,影片用卡通的形式精彩地展现了飞机维护工程师“多蒂”(DOTTIE)是如何将滑油滤芯上的金属碎片收集,通过电子显微镜进行金相分析,以及通过化学实验来确定这些材料到底来自哪里的一个故障检查过程(图10系),镜头虽然只有短短的几秒,但是非常真实的描述了对于飞机发动机内部出现金属屑和其他异物的检查程序,飞机的发动机是很精密的部件,是飞机上最昂贵的部件之一,也是在飞机一生中最需要保养、检查和监控的部件,对发动机运行状态的管控主要是监控诸如燃油消耗率、滑油消耗率、发动机震动,推力或者扭力指标,发动机排气温度,启动时间,启动温度,运行循环和在翼飞行小时数等数据。

09 主角在训练中减速齿轮的出现损伤,这种镜头也就只能通过动画CG能表现了

10 机务工程师多蒂正在检查主角的滑油滤芯,此时她已经展开了滤芯的芯材,并使用清洁液来取得干净的异常碎屑

10 多蒂正在利用电子显微镜来检查这些碎屑,分析这些碎屑金相组织,以此判断碎屑的种类和来源

10 通过分析金属的金相组织,能够判断碎屑的种类和来源,但是为了更加准确,通过化学方法能够实现多重手段的互相印证,这证明飞机维修工作必须保持严谨的态度,这是对航空安全和维修质量的保证的必要手段
很多数据可以通过机载设备直接下载保存由工程技术部门处理,但发动机的机械运行状况则要通过人工检查燃油滤芯,滑油滤芯,磁探测堵头以及内窥孔探来进行,滑油滤芯和磁探测堵头堵都设计在飞机发动机的滑油系统管路里(图11),滑油系统在飞机上的作用有四个:润滑、冷却、密封、清洁,滑油往往会因为灰尘或者滑油高温炭化变色变脏,这都是正常和允许的,而且飞机上的润滑油会随着发动机的运转逐渐消耗,一般不更换,只需每天检查滑油的量,并按需添加新的就行。但是只要发现有其他类型的杂物等异常情况就必须谨慎检查,如果是有铁、钴、镍这样的碎屑就会被有磁探测堵头吸附住,而如果是其他金属或者材料的碎屑则通过滤芯来进行拦截。一旦发现异物,机务工程师务必查出这些材料的来源并确保排除相应故障,相应管路清洗完毕,否则就会发生类似影片最后的发动机齿轮箱彻底失效(影片中是咬死,图12)的故障,甚至导致机毁人亡的重大事故。所以机务工程师会经常检查发动机的磁堵和燃油滑油滤芯确保发动机内部运行正常,这种检查需要仔细的掰开滤芯的折叠成型多层过滤材料,不放过任何一个褶皱。为了确保安全,每次检查发动机磁堵和滤芯时都必须更换全新的密封圈和滤芯,当然这样的工作同样适用于在飞机液压系统的检查,笔者曾经维修一架飞机时就发现液压压力低,液压系统运行声响异常,检查油滤发现了大量的铝屑以及细小的轴承滚棒,判断是液压泵失效,液压泵拆下送附件维修部门检查后发现整个液压泵内部运行部件已经几乎完全损坏,此时光更换全新的泵是不够的,必须将该泵上下游相关的液压管路全部拆开检查清洗,确保内部没有杂物积存才重新安装这些管路和新的泵体,操作测试确保没有异常才行。

11 飞机维护手册中对于发动机滑油系统的描述,图中央最大的润滑组件上就安装有滑油供油滤(1个),回油磁堵探头(3个),磁堵一般都安装在回油管路上,以便于收集可能出现的异常材料,在磁堵之后就是回油滤(图右下角)这样两套油滤加三个磁堵足以保证发动机滑油系统在关键的工作区域是可靠的,而且能有效发现各种异常

12 发动机是飞机的关键部件,各种故障现象一定要重视,否则就会造成影片最后出现的发动机失效的严重后果
大家会看到关于发动机故障的维修方面主角和多蒂的争执,多蒂因为找不到备件坚持要限制发动机输出功率,而主角认为更换零件就行,他觉得通过订购A-G部件,这样周末就能进行更换,这里我们要解释一下,影片中主角所说的订购A-G部件在真实世界里叫做订购“AOG”(Aircraft On Ground——飞机趴窝啦,图13系)零部件,这不是某种特殊的航材,而是针对加急航材订货方法的一种专有称呼,这种航材采购方法比正常渠道的订购航材采购价格贵出3-5倍甚至更高昂的价格,是针对特别紧急的情况,是属于航材公司或者飞机制造厂给客户的一种特殊零备件服务(有点类似平信和特快专递的区别),正常的航材采购渠道会有1-3个月甚至更长的周期,但是费用比较低廉,运输方法也多采用成本较低的海运和陆运,而AOG订货的航材则几乎全部是空运,可以保证在全球范围的客户最慢1周就能拿到需要的航材,最快的当天就能拿到,因为AOG订货的零部件都是加急空运,采购成本大大提升,所以一般航空公司或者维修单位的航材采购都会尽量做好计划来通过正常途径采购航材,只有实在不得已才会安排AOG订货。

13 真实中的中国东方航空公司为保障世博会而专门设计的AOG航材处理表

13 主角说的订购A-G Parts这个事情在现实中就是订购AOG级别的航材,该级别的航材订货主要特点是服务快,让客户在最短时间拿到需要的航材,就是费用贵了很多,除非紧急情况,一般不会用这个级别的航材订购渠道
影片中主角是安装的PT-6涡轮螺旋桨发动机(图14),减速器是将高达2-3万转/分的涡轮转速降到数千转并将驱动力量传输给螺旋桨的重要部件,减速器内部的齿轮一旦出现齿面脱落(特别是咬合面脱落)的情况就绝对不能够再次启动发动机,因为只要那样做一定会导致更大的损失,必须停场检修,至于影片里主角的机务工程师“多蒂”还允许主角“带伤”飞行这个事在现实中是基本不可能发生的,虽然影片里给发动机一定的限制这样的事在实际中也有,只不过是出现在另外一种情况里:比如该发动机进入老龄期,发动机性能正常的衰退,发动机排气温度(EGT)接近规定最大运行极限的时候,飞机维护工程师就会明确给这台发动机予以使用的限制,并且通知运行控制以及飞行机组,确保安排装备这台发动机的飞机在配载方面不要过大,运行的起降机场高度不要太高,航线飞行高度不要过高等等的限制,这些限制都会提前通知飞行员,让他们按照限制来使用和监控发动机,确保飞机的飞行安全以及最大化的经济效益。一旦发动机运行EGT裕度不足,会立刻更换该台发动机。无论如何,绝对不会允许发动机带故障飞行。

14 PT6涡轮螺旋桨发动机的真实例子
现代的航空发动机都采用单元体设计,哪里坏了换哪里,PT-6涡桨发动机的减速齿轮箱就是一个单独的单元体,可以直接进行更换,可惜主角却一直找不到备件而无法再次参加比赛。影片是艺术加工产品,可以适当夸张,因此主角还得飞行,不然就“没戏”唱了,主角赌气的飞行引发了小镇机场的火灾事故(图15),一场大火虽然在大家齐心合力下得以扑灭,但是因为小镇机场消防能力不足直接导致机场运行合格证被取消(图16系),这一变故是非常符合实际的。任何一个机场要能够开始运行必须获得军方或者民航管理部门的审核和批准,特别是民航管辖的机场要能够开放运行都必须获得《民用机场使用许可证》,每一个在民航局注册的机场都有自己严格的运行管理程序,而这些运行管理程序中的应急处置章节是机场能否获得局方给予运行许可的关键因素之一。在这一章里,必须明确该机场的消防能力和处置预案符合《中华人民共和国消防法》和《机关团体企事业单位消防安全管理规定》而且必须明确指出消防设施的种类、数量、等级、消防人员的组织构成和人员数量以及每年实施消防应急救援演练的次数,这些都是机场运行合格审定的关键支撑资料,缺一不可,一旦缺失或者达不到规定的要求就会造成机场的使用许可证被吊销,这种限制在美国一样是有严格的法律条款来约束的。
