汪永琴

（中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

航空裝備機械故障是指在航空器的設計、制造、維護或操作過程中出現的故障，導致飛行安全受到威脅或損害的事件。這些事故可能由多種原因引起，包括設計缺陷、材料疲勞、制造錯誤、不當維護、操作失誤等，由于航空器的復雜性和嚴格的要求，機械故障可能會導致災難性后果，危及機組人員的生命安全。對航空裝備機械故障的特點進行充分的研究和分析，掌握航空裝備機械故障發(fā)生的規(guī)律，即使在出現危險的情況下，也可以采取有效的應急、應對措施，將風險降至最低，保障人民的生命財產安全。

1 航空裝備常見的機械故障

直升飛機機械故障是指在直升機的設計、制造、維護或操作過程中，機械部件出現功能失效、損壞、斷裂、磨損等問題，從而導致直升機無法正常工作或者引發(fā)安全風險的情況。機械故障可能涉及直升機的各個系統(tǒng)和組件，常見的機械故障包括：（1）發(fā)動機故障。包括發(fā)動機失效、燃料供應問題、點火系統(tǒng)故障等。（2）傳動系統(tǒng)故障。涉及主減速器、尾減速器、中間減速器、傳動軸等部件的故障，可能導致動力傳遞中斷或異常。（3）旋翼系統(tǒng)故障。包括主旋翼槳葉損壞、操縱故障、尾槳故障、自傾故障等，可能影響直升機的操縱性和穩(wěn)定性。（4）控制系統(tǒng)故障。涉及飛行控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)及舵面操作系統(tǒng)故障，可能導致操縱困難和飛行不穩(wěn)定。（5）起落架故障。包括起落架無法放下或收上、支撐結構損壞等，可能影響直升機的著陸和地面操作。（6）液壓系統(tǒng)故障。包括液壓泄漏、液壓元件故障等，可能導致操縱系統(tǒng)無法正常工作。

2 航空裝備機械故障主要特點

2.1 老舊飛機事故多

老舊直升機事故的發(fā)生率相對較高，這主要是由于老舊直升機在使用年限、技術水平和維護保養(yǎng)方面存在一些潛在問題。首先，老舊直升機可能經歷了長時間的使用，其零部件和系統(tǒng)可能已經磨損、老化或失效，增加了機械故障的風險。比如，長時間的使用會使得直升機的結構和材料發(fā)生疲勞，如金屬疲勞，導致零部件的

裂紋、變形或失效，進而影響飛行安全。長時間的運行會導致直升機各個機械部件的磨損，如軸承、齒輪、液壓元件等，這些磨損可能影響系統(tǒng)的正常工作，甚至導致故障。直升機的零部件會隨著時間的推移而老化，包括密封件、管路、電線等，老化的零部件可能失去原有的彈性和密封性能，引發(fā)故障。

其次，老舊直升機的技術水平可能相對滯后，隨著科技的不斷進步，航空器設計和制造技術也在不斷改進和更新，老舊直升機可能無法滿足現代飛行安全標準和要求，其結構性能和飛行特性可能與新型直升機相比有所差距。另外，老舊直升機的維護保養(yǎng)可能存在挑戰(zhàn)。隨著時間的推移，原始設備制造商可能不再提供支持和備件，維修團隊可能面臨零部件供應、技術支持和維護手冊等方面的問題，導致維護不到位或者使用非原廠配件，進而增加機械故障的風險。例如，2018 年，美國紐約州一架老舊直升機在起飛后不久墜落，造成5 人死亡，調查結果顯示，事故與壓氣機葉片脫落有關。2019 年，英國諾?？丝ひ患芾吓f直升機在飛行中失去控制并墜毀，造成4 人死亡，調查發(fā)現，事故與維修記錄不完整和老化零部件有關。2020 年，巴西圣保羅州一架老舊直升機在執(zhí)行任務期間墜毀，導致4 人死亡，調查結果顯示，事故與操縱系統(tǒng)的故障有關。這些事故均是因為飛機老舊問題而引發(fā)的機械原因事故。

2.2 發(fā)動機質量出現問題

直升機發(fā)動機質量問題如果存在，很容易導致機械故障的發(fā)生，發(fā)動機作為直升機的核心部件，其性能和可靠性對飛行安全具有至關重要的影響。發(fā)動機質量問題可能導致動力輸出不穩(wěn)定、功率下降或完全失效，嚴重影響直升機的飛行性能和控制能力，可能導致事故。也可能導致關鍵零部件的失效，如傳動軸、軸承、葉片等，這些故障可能引發(fā)其他連鎖反應，導致直升機無法正常運行。

此外，發(fā)動機質量問題還會導致不平衡或振動加劇，不僅會給直升機本身帶來損壞，還會對操縱性和飛行穩(wěn)定性產生負面影響，增加事故的風險。發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定或過熱，會引發(fā)火災或爆炸，危及直升機及其乘員的安全。

常見的發(fā)動機質量問題包括：（1）零部件制造缺陷。材料不合格、制造過程中的錯誤或疏忽，以及加工或裝配不當等問題，導致關鍵零部件的強度不足或尺寸不準確，從而影響發(fā)動機的性能和可靠性。（2）磨損和腐蝕。由于長時間使用或環(huán)境因素，發(fā)動機零部件可能出現磨損、腐蝕或氧化，降低零部件的功能性能并增加故障的風險。（3）油液問題。發(fā)動機的油液是保持正常運行所必需的，但存在油液泄漏、污染或循環(huán)不暢的問題可能會對發(fā)動機產生負面影響，不正確的油液供應和循環(huán)可能導致零部件磨損、潤滑不良或過熱等問題。（4）燃料供應問題。燃料是支持發(fā)動機燃燒的重要因素，燃料供應系統(tǒng)的故障可能導致燃燒不穩(wěn)定、推力減小或完全失效。例如，燃油泵、噴嘴或供應管道的故障可能會引發(fā)嚴重的性能問題。（5）冷卻系統(tǒng)問題。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的故障可能導致溫度過高，從而影響發(fā)動機的正常運行。例如，冷卻液泄漏、冷卻器堵塞或循環(huán)不良可能會導致發(fā)動機過熱并降低性能。

近年來，因為發(fā)動機質量問題而引發(fā)的直升機事故不在少數，如2015 年，英國諾?？丝ひ患苤鄙龣C在飛行中遭遇發(fā)動機火災，迫降時撞擊地面，造成4 人死亡，初步調查表明，事故與發(fā)動機故障有關。2016 年，美國夏威夷一架直升機在飛行中發(fā)生發(fā)動機故障，導致迫降并起火，造成所有5 名機上人員喪生。

2.3 危險性作業(yè)事故多

危險作業(yè)通常指直升機在復雜、高風險環(huán)境下執(zhí)行任務，例如，懸崖救援、建筑施工、森林火災撲救等。危險作業(yè)通常要求直升機在狹小的空間、惡劣的天氣條件或高海拔等復雜環(huán)境中操作，這些環(huán)境會增加直升機受到的外部力量和挑戰(zhàn)，使得機械故障的風險增加。危險作業(yè)可能需要直升機進行高負荷運輸、吊裝或長時間飛行，這對發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和旋翼等關鍵部件帶來更大的應力，容易引發(fā)機械故障。危險作業(yè)還經常要求直升機頻繁地進行起降、短時間內完成多次任務，限制了對飛機的維護和檢查時間，增加了潛在的機械故障風險。此外，危險作業(yè)中常存在障礙物如樹木、塔吊、電線等，以及與其他物體或地面的接觸風險，如果直升機與障礙物或其他物體發(fā)生碰撞，可能會導致關鍵部件損壞或失效。

例如，2018 年印度尼西亞南蘇拉威西省，一架直升機在進行輸送人員的懸崖救援任務時墜毀，起火并爆炸，機上13 人全部遇難，據初步調查，機械故障可能是導致事故的原因之一，2019 年，美國阿拉斯加州巴里羅瓦地區(qū)，一架直升機在執(zhí)行石油勘探任務時，發(fā)動機出現故障導致失控，事故造成3 名機組人員喪生。這些事件僅是近年來發(fā)生的一些例子，強調了直升機危險作業(yè)中機械原因事故的風險和重要性。為了減少這類事故的發(fā)生，各個環(huán)節(jié)都需要加強安全措施，包括飛行員培訓、機械維護和檢查、作業(yè)計劃和風險評估等。此外，及時報告和調查事故，分享經驗教訓也能提高整個行業(yè)的安全意識和措施。

3 航空裝備機械故障的預防措施

3.1 加強對航空裝備的設計與管理

首先，確保直升機的結構設計滿足或超過適用的航空標準和規(guī)范要求，通過使用先進的分析工具和技術，進行強度和應力分析，以驗證直升機在飛行和負載條件下的結構安全性。進行疲勞壽命分析，考慮到直升機在運營過程中的振動、載荷和循環(huán)次數等因素，保證直升機的結構和部件在規(guī)定的使用壽命內具有足夠的疲勞強度。其次，選擇適當的材料以滿足直升機的設計需求，包括強度、韌性和抗腐蝕性能，進行適當的材料處理和熱處理，以確保材料的性能和可靠性。再次，在設計過程中考慮安全防護措施，例如，合理設置防護罩、保護蓋、防火措施等，確保直升機在發(fā)生事故或故障時，能夠最大程度地減少乘員和設備的損失。同時，進行系統(tǒng)級的集成設計，考慮到各個系統(tǒng)之間的相互作用和航空裝備的整體性能，采用冗余設計，確保在部分系統(tǒng)故障的情況下，直升機仍能保持安全運行。另外，借助先進的技術和工具，例如，計算機輔助設計、仿真和虛擬測試等，提高設計的精度和可靠性，利用數字化技術和物聯(lián)網等手段，實時監(jiān)測和獲取直升機的數據，以優(yōu)化設計和維護過程。

3.2 提高航空裝備的生產質量

首先，確保所有生產過程符合適用的航空工業(yè)規(guī)范和標準，包括材料選擇、零部件加工、裝配和測試等方面。其次，建立和執(zhí)行完善的質量管理體系，例如，ISO9001 等認證，制定質量控制計劃和檢驗程序，確保每個生產環(huán)節(jié)都受到嚴格監(jiān)管和控制。使用先進的檢測和測試設備，確保產品的質量和符合要求，包括非破壞性檢測（NDT）、尺寸測量、強度測試等方面的設備。再次，提供必要的培訓和技能提升機會，確保生產人員熟悉標準操作程序并具備正確的生產技能，持續(xù)教育和培訓有助于提高工人的專業(yè)素質和意識。同時與供應商建立緊密的合作關系，確保零部件的質量可靠，對供應商進行評估和審核，并建立長期合作伙伴關系，以確保零部件的一致性和穩(wěn)定性。另外，收集和分析生產過程中的數據，以識別潛在的問題和改進機會，建立反饋機制，及時糾正生產中的缺陷和問題，并采取措施防止再次發(fā)生。定期進行內部審核和評估，確保生產過程符合質量管理要求，參與外部認證和審核，通過國際認可的認證機構對產品和流程進行審查。

3.3 強化航空裝備的維修管理

首先，制定完善的維修計劃，包括定期檢查、保養(yǎng)和維修等活動，根據制造商的建議和要求，制定適當的維護時間表和程序。采取預防性維修策略，例如，定期更換易損件、潤滑部件等，通過定期檢查和維護，及時※※發(fā)現并解決潛在的故障問題。其次，建立合理的備件管理系統(tǒng)，確保所需的備件供應充足，并按照標準和規(guī)范進行存儲和使用，遵循制造商的建議和供應商的指導，選擇符合要求的備件。再次，建立完善的維修記錄和文檔管理系統(tǒng)，記錄維修歷史、維修操作和使用情況等信息，以便追蹤裝備的維護歷史和問題解決情況。另外，使用先進的數據分析技術和監(jiān)測系統(tǒng)，實時收集和分析裝備的運行數據，通過監(jiān)測設備的性能和健康狀態(tài)，可以進行預測性維修和故障排除。

4 結語

總而言之，隨著信息時代的來臨，經濟全球化、一體化的迅速發(fā)展，航空裝備將在政治、軍事、經濟領域扮演越來越重要的角色，所以加強航空裝備的故障分析與研究，總結經驗教訓，尋找客觀規(guī)律，逐步完善整個生產管理體系，健全預防和應急處置機制，有效地把控風險，不斷提高飛機裝備的可靠性和安全性，更好地服務社會的發(fā)展。