波音再陷事故危机
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波音公司(Boeing)787梦想客机(Dreamliner)轻薄的塑料外壳是个工程学奇迹,用模具将碳纤维和环氧树脂塑成巨大的桶型部件,然后放入大熔炉在高达350度的温度下烧制而成。
然而,尽管这一轻型混合物节省燃油的性能深受航空公司的喜爱,但最近发生在伦敦希思罗机场一架787客机的火灾,首次验证了修复严重损伤的难度和高昂成本。
现在正值波音的关键时期,公司急于展示,像787这样的碳复合材料飞机,即使有重大损伤,也能与老式铝制机型修复得同样快、同样有效。一架飞机每停飞一天,就会让航空公司损失数万美元。
调查人员认为,起火的原因相当简单,就是紧急发射器的一根电线扭曲,但造成的损失却绝不简单。高温削弱了机身后部顶端一块10英尺(约合3米)区域的支撑结构,烧坏了外壳顶部的油漆。这是新的梦想客机迄今为止所受到最严重的损伤。
航空专家表示,波音将把受损部分切割下来,然后用胶水,或者很可能是螺栓,把一块由多层复合材料板构成的大补丁,固定到这架使用不到一年的锃亮的新飞机上。
圣迭戈航空顾问汉斯·W·韦伯(Hans W. Weber)说,“这有点像《歌剧魅影》(Phantom of the Opera),里面那家伙戴着面具,掩盖他半边脸没了的事实。”
波音还需要安装新的复合材料支架,其中一些可能将由强度更高的钛制成,目的是固定住补丁,并巩固飞机的结构强度。假如破损更严重,波音还可以把容纳机身后部大部分结构的23英尺长的桶状外壳整体取下,简单地换上新外壳。
不过复合材料专家怀疑,此次这样做的可能性不大。拥有这架飞机的是埃塞俄比亚航空公司(Ethiopian Airlines)。
波音表示,正准备把各种维修方案提交给该航空公司,不会公开对此进行讨论。波音的工程师正通过计算机模型分析花费,以及其他一些需要权衡的因素,比如支架增加的重量将在多大程度上削弱波音宣称的787省油量。
波音高管表示,随着逐步增加其他机型上复合材料部件的应用,公司多年来一直在开发相关的维修技术,而且许多技术与铝制机型采用的维修方法类似。
波音首席执行官小W·詹姆斯·迈克纳尼(W. James
McNerney Jr.)上周称,“我们感觉很踏实,我们知道如何应对这一问题,以及可能出现的多数其他结构问题。”
然而,一些分析人士似乎没那么有信心。2011年底以来,波音公司交付了70架梦想客机。分析人士认为,埃塞俄比亚航空公司飞机起火提出了一些未知问题,可能导致维修工作比其他已交付飞机的维修复杂得多。
波音透露,公司曾在少数几架787上进行过规模较小的复合材料修复,这些飞机的破损源于雷击,或是被机场服务车或机修工具撞击。
波音希望在接下来的数十年里卖出数千架这样的飞机,鉴于这种创新型喷气机对波音的未来至关重要,纽约州华盛顿港航空顾问罗伯特·曼(Robert Mann)说,“此刻,他们会不惜采取任何措施,来显示飞机是可以修复的。我们会知道,波音公司需要多长时间来修复飞机,不过老实说,我们也许永远不会知道维修的成本。”
复合材料给航空机械师带来了新的挑战,他们需要新的维修工具和技巧。和铝制飞机不同,碳结构不会产生明显的凹陷,需要特殊的超声波探测器来辨别受损部位,而目前正缺少受过相关培训的机械师。
为了应对这些担忧,波音已经发明了新的维修工具包,以修复常见的损伤,比如行李车撞上飞机时产生的损伤。
为了减少复杂维修的需要,并缩短维修时间,波音已经设计了一些备件,能够用螺栓固定到特定部位,这些都是其他机型上易于受损的部位。其中包括机鼻附近的损伤,由于驾驶员在跑道上拖着机尾滑行导致的损伤,以及客舱门或货舱门附近由服务车碰撞导致的损伤。
华盛顿大学(University of Washington)运输飞机结构先进材料卓越中心(Center
of Excellence for Advanced Materials in Transport Aircraft Structures)主任、机械工程学教授马克·塔特尔(Mark Tuttle)说,“现在已经有完善的维修技术,用来维修复合材料的结构,不过,公平地说,这些得到认可的技术只适用于修复较小的部位。”
对于细微的剐蹭,机械师能够用环氧树脂和便携式鼓风机产生的热量,把新的复合材料层粘合到破损部位。其他破损可能需要铸模、特殊的切割工具、真空封接或小型熔炉和螺栓,才能把新复合材料层固定就位。
当损伤更严重时,最大的问题就来了,比如埃塞俄比亚航空公司这架飞机的损伤。专家说,在这种情况下,鉴于受损范围较大,受损部位位于机尾正前方的关键区域,在那里垂直尾翼连入机身,波音必须拿出一个定制的维修方案。
空客(Airbus)在制造A350客机时采用了有点不一样的方式。它没用采用波音青睐的桶型构造,而是使用40英尺乘60英尺的复合材料板打造机身的各个部位。空客认为,这种工艺使维修更加容易。
不过,随着技术的改进,以及航空公司优化其能力,拆卸并替换机身特定部位受损部件,最终,机身是采取桶状构造还是以复合材料板打造,也许并没有太大区别。
不过此刻,所有人都会把注意力放在这架埃塞俄比亚客机上,关注波音如何处理这一次维修。
航空顾问韦伯说,“对于航空业和航空公司而言,这是一次极其重大的考验。”
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