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V-22“鱼鹰”再次被限制飞行,动力系统“硬伤”未获根源性解决

时间:2023-10-08   浏览量:674

2月4日,美国海军、美国空军和美国海军陆战队发布联合声明:根据五角大楼V-22项目办公室建议,V-22被限制飞行。这一限制于2月3日生效。

不过并不是所有的V-22都被停飞,而是一部分动力系统被认为存在安全隐患的V-22将被停飞。这些V-22在更换发动机相关部件后将会重新投入使用。

而那些经过检查、被认定为不存在相关隐患的V-22,将继续用于训练和执行任务。

“鱼鹰”曾数次被停飞

此前的2022年8月,美国空军特种作战司令部曾下令无限期停飞其管辖范围内所有的52架V-22“鱼鹰”倾转旋翼机。

当时在对机组人员进行针对性培训后,这一停飞令在两周半之后被解除。从2022年6月到8月,V022机队连续两次出现涉及动力系统的严重故障——自2017年至今,此类严重故障一共出现了5次。

V-22倾转旋翼机装备了美国的3个军种,包括美国海军陆战队、美国空军、美国海军。

这几次动力系统故障引发的事故均未导致人员伤亡。但在2022年该机停飞前,V-22的确发生过数次致命的坠毁事故,分别导致9人、4人、5人死亡——这些事故毫无疑问也很大程度上为美军停飞V-22施加了压力。

不过,V-22的三个不同军种的用户对于这类故障的态度并不一致——相比起美海军和空军,美国海军陆战队对此的态度淡定得多:不停飞,继续用,尽管他们是因V-22事故伤亡最多的军种。海军陆战队表示,他们从2010年就已经知道相关故障的存在,但是他们已经对飞行员进行了针对性培训,以避免此类故障引发严重后果。

根源:离合器硬结合

2022年8月后,媒体披露了V-22动力系统故障的部分信息。

美军发现,V-22面临着一个被称为“离合器硬结合”的问题:由于一些当时尚未查清的原因,V-22发动机与减速器之间的离合器会出现打滑。

这种现象通常出现在进入机动飞行、动力系统承受负载迅速增大的情况下。而美国海军陆战队对于这类故障的主要应对措施之一,就是要求飞行员在起飞后不久,保持悬停状态并认真检查仪表状态,确认相关结构在进行机动飞行前不会打滑。类似的措施还包括起飞时暂停两秒钟,然后再提升功率等。

在V-22的布局中,发动机分别布置在机身两侧的最远端,而且涉及从垂直起降-悬停-平飞的状态变化——这意味着,V-22是各类双发飞行器中,对于动力失衡,尤其是失去单侧动力最敏感的类型:一旦一侧失去有效动力,V-22往往难以避免彻底失控的结果,而且难以挽救。

在这种背景下,为了避免单发失效带来的失控坠毁,V-22特别在两侧发动机舱之间设置了传动轴,传动轴连接着两侧螺旋桨减速器——即使是一侧失去动力,另一侧的发动机依然能带动两个减速器驱动两副螺旋桨工作,避免V-22进入剧烈的失衡乃至失控状态。

正是基于这个设计,V-22在一侧动力出现离合器打滑以后,动力负荷就会被立刻转移到另一侧。虽然大多数情况下,打滑的离合器会在几毫秒的极短时间内重新结合,并导致动力负荷迅速转移回来。但是这种动力负荷的瞬间变化,会使V-22由于巨大的扭矩出现严重的机身姿态倾斜,并迫使机组人员选择迅速迫降,以避免潜在的机毁人亡事故。

2022年8月之前,由于事故原因尚未查清,无法确定离合器硬结合的根源来自于设计缺陷、机械制造、或相关的软件控制功能缺陷,一个可行的办法就是直接更换发动机和变速箱——即便暂时没有造成人员伤亡,或对机体造成无法挽救的损失,但由于更换变速箱和发动机的费用达到250万美元(单机价格),在美军制度下,这些故障依然足以被定义为A级事故。

在此类故障多次出现后,以美国空军特种作战司令部、V-22联合项目办公室为代表的美国军方,与贝尔公司、波音公司、罗罗公司等相关企业展开了联合调查,分析事故原因并寻求改进措施。

不过其后美军公开的应急解决方案表明,V-22的供应商们一直没有给出能够“根治”这一问题的方法。

美军的应急解决方案

根据媒体披露的有限信息,导致V-22离合器硬结合的故障部件主要是衬套组件——该组件是直接连接发动机轴的关键结构。

而相关数据统计分析显示,这些连接发动机轴与减速齿轮箱的衬套组件,其实际使用时间长短与离合器硬结合概率之间,存在显著的正相关关系。

目前美军对于相关的衬套组件给出了更严格的使用时间限制:衬套组件达到或者超过这一时间标准的V-22将被停飞,直到更换新的部件为止。

美军没有公开更详细的信息,包括衬套组件的具体使用时间限制,以及目前到底有多少V-22需要更换衬套组件,仅仅表示:

更换的衬套组件可以使用数年时间,然后根据具体的飞行小时数进行再次更换。

这种缩短衬套组件使用时间、加大部件检修更换频率的措施,是典型的应急处理手段。而细究根源,这一问题究竟为何出现,依然机理不明。而自从2022年夏天以来,V-22离合器硬结合事故不断增加,显然是这一应急措施全面推行的关键原因。

根据公开信息,目前V-22联合办公室至少计划了24项工作内容,将围绕着V-22离合器硬结合现象展开,以深入研究故障的机理,并致力于完全重新设计相关的组件。


参考资料