2016年日本全日空（ANA）航空公司的B787遭受了3次遄达1000中压涡轮工作叶片腐蚀断裂的重大故障，分別是二月一架由东京飞往吉隆坡、三月一架由河内飞往东京的国际航班及八月一架由东京飞往福岗的国内航班，三次事件中飞机均安全着陆无人员伤亡。全日空是B787的首家用户，共拥有50架B787，所用发动机均为罗罗公司的遄达1000发动机。

    在三次事件后，罗·罗称由于中压涡轮工作叶片的涂层早于预定的寿命而脱落掉块，使工作叶片直接与高温燃气接触，遭受到硫的腐蚀而断裂。为此，罗罗公司更改了设计，计划用三年时间对ANA的50架B787的100台发动机的中压涡轮工作叶片更换新设计的叶片，新设计的叶片己于2016年？完成。

    在这三次事件后，由于要更换叶片使飞机停飞，造成全日空取消了300多个航班，为此罗罗公司仅为前面9个取消的航班就向ANA支付了53万美元补偿金。当时英国证劵公司Liberum分析师就表示罗·罗公司不太可能在遄达1000发动机上挣到钱，特别是ANA的B787遄达1000的故障事件，更是使得这一“钱景”越发渺茫。

    罗·罗公司在全日空事件后，并未发觉事态的严重性，曾有人提出全日空出现的问题会不会在其它公司的飞机中出现，罗·罗公司发言人称，“出现的问题只限于全日空机群中的一小部分，我们正紧密地与全日空合作解决这些问题不会对航班造成更大冲击”。

    但事与愿违，随后，多家航空公司用遄达1000为动力的B787接连不断地出现中压涡轮工作叶片腐蚀断裂的事件。更为严重的是，由于罗·罗缺少中、低压涡轮工作叶片备件，不能及时为故障发动机提供更换叶片，也沒有足够数量的备用发动机为受影响的飞机拆换发动机。航空公司的B787遄达1000发动机只要出现类似故障，飞机只能扒地停飞，有的公司只能抽调其它型飞机来完成B787原定的航班任务。

    就在ANA出事的几周后，英国维珍大西洋航空公司的B787出现了类似事件，使该公司取消了一百多个航班。

    ANA事件后的一年即2017年下半年，像多米诺效应一样，连续不断地多家航空公司先后出现了受遄达1000发动机的影响而停飞B787的事件。当时全球有213架装遄达1000发动机的B787，其中101架为亚太地区用户所拥有。

    先是7月泰航停飞了6架机群中的4架B787。泰航的6架B787平均使用寿命仅2.6年。泰航停飞B787后，星空联盟与罗·罗就停飞造成损失的赔偿开展了会谈。

    到了年底，数以万计的旅客在圣诞节与新年间的出行由于多家航空公司取消由B787执行的航班而受到影响。

    英航取消了在圣诞节与新年中由伦敦飞往卡塔尔的多哈、美国的圣菏西与阿联酋的迪拜的多个航班。

    12月6、7日两天内，新西兰航空公司的两架B787由于遄达1000发动机出现严重故障均返回奥克兰机场，并造成大量航班取消。

    6日一架由奥克兰飞往布宜诺斯艾利斯的B787起飞后驾驶员感到一台发动机工作不正常，在发动机未停车下返回奥克兰，无人员伤亡。隨后，该飞机还继续执行航班任务。

    7日晨，另一架B787执行由奥克兰飞往日本的NZ99航班，机上载有268名乘客与14名机组人员，起飞不久后，乘客突然感到飞机大振，并伴有大的碰撞声，瞬间电力中断，一台发动机停车，飞机用一台发动机返回奥克兰机场，无人员伤亡。但对故障发动机检查后，发现低压涡轮末级工作叶片全部被打坏，情景令人见而生畏，见图9与图10。由于罗罗提供不了备用发动机来更换受损严重的发动机，此飞机只能扒地取消它的所有航班，这是新西兰航空公司B787机队首次由于发动机问题而取消航班的。

图9、低压涡轮工作叶片受损情况

    分析图9、10的照片，末级低压涡轮叶片是由于前方甩出的碎片打伤的，否则不会是全部叶片的损伤基本一致即既有打伤也有烧蚀。显然这是由于中压涡轮中某一两片叶片腐蚀断裂，断片在往后流出的过程中，流过1-5级叶片时，不断打坏这5级的叶片，而这些被打坏的断片，又打伤后面的叶片，使得随级增加损伤越来越大，最后流进末级时，打坏更严重。好在叶片断片质量轻，承受的离心力小，所以沒有造成非包容的严重故障。

    从ANA的损伤起的各航空公司遄达1000遭受的中压涡轮工作叶片腐蚀断裂的故障，其涡轮内部的损伤情况应基本与此相同，这也说明罗·罗沒有这么多（包括中压、低压1至6级共7级）备用叶片供各航空公司更换叶片，只得将飞机停飞。

    遄达1000中压涡轮工作叶片腐蚀断裂的故障，造成多家航空公司的B787飞机大面积停飞的严重事件，在世界民用航空史上也属罕见的。

    罗·罗公司的三转子大涵道比涡扇发动机的第一个型号RB211-22B于1972年4月装在L1011三发客机投入使用后，在-22B的基础上发展了多个衍生改进型，在1998年投入使用RB211-524G/H-T推力比-22B的高40%，耗油率则降低了15%，随后发展了遄达系列发动机，有遄达700、800、900、500到1000。

图10、低压涡轮工作叶片受损情况

    从RB211-22B到遄达1000，发动机基本结构型式基本未变，只是风扇直径、中压压气机级数（RB211系列中为7级，遄达系列中为8级）与低压涡轮级数不同，但是不断引进先进技术包括气动、结构、材料、涂层、控制与制造等，使得发动机循环参数（涵道比、总压比）与性能（推力、耗油率、排放与可靠性）大大提高。只是到了遄达系列的最后型号遄达XWB才脱颖而出，其基本结构才有大的改动。

    遄达1000是遄达系列较新的衍生改进型，不仅继承了其前各型号的优点，而且加入了21世紀新发展的许多新技术，按道理讲，它应该是一型性能先进、工作可靠与寿命长的发动机，但是事与愿违，在投入使用前、后发生了那么多的严重故障，不仅使罗罗的信誉受到打击，而且经济损失巨大，还对B787安全飞行带来极大的隐患。从事航空发动机工作的我们，应从中吸取其经验教训。

    归纳起来，遄达1000发生的这些故障中，有的是设计不够严谨，例如低压转子刚性转子连轴器大螺母拧紧力设计值不恰当，造成发动机内滑油失火、中压涡轮轮盘破裂击穿机匣窜出发动机；中压压气机1级叶片榫根前端应力设计值过大等。

    有的是釆用的新工艺新涂层没有经过严酷的试验考核而带来的，例如中压涡轮工作叶片涂层过早脱落，造成叶片叶身与高温燃气接触而腐断裂的重大故障；中传动机匣中的锥型齿轮采用了原想改善工作条件的化学腐蚀工艺造成齿轮失效的故障等。

    新工艺、新材料与新凃层的釆用应特别注意，因为航空发动机工作条件太恶劣而多变，在一般设备上能用，并不表明在航空发动机上能安全长期使用。

    例如，GE公司关于3D打印技术加工零件的研究工作己进行多年，而且还投资建厂生产，最近宣传广泛的是它的ATP（先进涡轮螺旋桨发动机）中，三分之一的零组件是用3D打印技术生产的。但是在大涵道比涡轮风扇发动机中，却非常严谨，只是在LEAP发动机上，燃油喷嘴采用了3D打印技术生产（据说还是经过FAA审定同意）；目前正在试飞并将于2020年投入使用的GE9X中，也只是燃油喷嘴与低压涡轮工作叶片是采用3D打印技术生产的。

    至于用于涡轮叶片上的隔热涂层，更要认真对待。早在上世纪80年代，普惠公司的PW2037（用于B757）发动机高压涡轮叶片采用了性能比较好的涂层，但在使用一段时间后，发现凃层过早脱落，于是普惠不得改用原来的凃层，为用户免费更换叶片。遄达1000中压涡轮叶片断裂引起多架B787大面积停飞就是涂层脱落引起的。

    隔热涂层一方面要能耐高温，与基体材料（叶片）有牢靠的粘合性，另方面膨胀系数还要与基体材的膨胀系数基本一致，如果膨胀系数相差较大，每一次工作就会在涂层与基体材料间产生剪切力，多次工作后会使涂层疲劳断裂、掉块。往往设计人员对膨胀系数的影响不太注意，造成凃层过早损坏。

更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等方面的国内外最新动态，我们网站会不断更新。希望大家一直关注中国腐蚀与防护网http://www.ecorr.org

责任编辑：王元

《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事
投稿联系：编辑部
电话：010-62313558-806
邮箱：fsfhzy666@163.com
中国腐蚀与防护网官方 QQ群：140808414