根据内部消息,执行MH370的这架波音777于2012年的8月份在上海浦东机场滑行起飞时,曾与另一架东航空中客车340-600的客机发生碰撞,航班号MU346,机身编号B6055,MH370的机翼翼尖撞到了MU346的水平尾翼并将其撞折,当时的照片如图。该事件造成当时在同一跑道需要起飞的若干架次飞机临时从其他的跑道起飞。
造成MU客机的尾翼被撞折,可见撞击力度之大。MH客机的翼尖虽未折断,但大家知道,大型客机的翼展是很大的,翼尖发生碰撞,翼根所承受的力矩会非常大,这很有可能造成机翼重要承力部位(如翼梁或纵墙)出现裂纹。
这种裂纹如果检测得当,及时维修,应该不会造成太严重的后果。但是,如果未能及时检出或者维修有失误的话,那就极为危险了。
为什么?因为机翼属于典型的循环应力部件。
在空中时,机翼为飞机提供升力,此时翼梁受到向上的弯矩,上缘条受压,下缘条受拉;
在地面时,是机身在担着机翼的重量,此时翼梁受到向下的弯矩,上缘条受拉,下缘条受压。
用夸张一点的方式画出来,机翼在空中和地面分别为下面两种状态(沿飞机机身的中轴线看过去):
稍有理工科常识的人都应该明白“金属疲劳”这个事儿,好吧我解释一下,你拿一个铜片铁片铝片随便什么片,想直接撕裂是很难的,但如果你来回弯折它,一会儿就会从弯折处断裂。
这就是循环应力导致的金属疲劳。而机翼所受的就是循环应力。
金属疲劳断裂的原因是疲劳裂纹的萌生和扩展。飞机在设计中肯定会考虑这一点,因此在正常寿命周期内肯定是不至于让原发疲劳裂纹扩展到危害飞行安全的程度。
但是这架飞机的机翼曾经受过碰撞。前面说了,碰撞过程不可避免地会产生裂纹(即使碰撞当时没产生宏观裂纹,塑性变形也使滑移带易于萌生疲劳裂纹),如果没能正确地检测或维修,那么这裂纹在碰撞至今这一年多的时间内会随着循环应力而日渐扩展,最终断裂。
此外,马来西亚地处热带,又靠海,在湿热、高盐环境下,还存在着缝隙腐蚀和腐蚀疲劳等问题,这会进一步加快裂纹的扩展。
2002年,台湾中华航空公司CI611航班在执行台北到香港飞行任务时在台湾海峡上空解体。最终确认的事故原因为,该机22年前曾于一次着陆时擦伤机尾,维修时未按规定更换破损蒙皮,而是用一块铝板将破损部位覆盖。众所周知飞机在高空飞行时机舱是要加压的,因此机舱本身在反复的起降过程中就像气球一样反复充放气,也要受循环应力作用。最终,金属疲劳使擦伤所致裂纹在20多年的时间内逐渐扩展至2米多长,最终导致断裂,使得机身解体。
此次MH370航班事故最大的可能性就是右机翼断裂。机翼一旦断裂,飞机会立即失去平衡,进入无法挽救的螺旋等状态,飞行员会承受强烈的超重,立即失去意识。更何况,一旦飞机被撕开一个口子,在那么高的速度下,气流极有可能直接将结构完整性被破坏的飞机撕得四分五裂。这也就是为什么飞行员没有发出求救信号的原因。
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