短命的莫扎特(下)

holycow

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& x( m- n% B, w7 B. F+ L4 {/ ~感谢@xlan1976 帮助核对技术名词的翻译

波音767最早用的发动机是JT9D，后来才用的PW4000。这两个发动机最大的区别就是JT9D是传统的控制，PW4000是全权数字控制FADEC。具体到反推的控制上，JT9D的反推手柄是直接通过线缆连到反推启动装置上的，而PW4000是通过一系列的电路和电磁阀来控制反推的启动和收回的。

1 g$ T- e3 ~4 G: K9 a9 Y; }# ~出事的767-300ER的反推是由两个串联的活门控制的：一个液压隔离活门，Hydraulic Isolation Valve，简称HIV，HIV控制下游管道中的液压；另一个方向控制活门，Direction Control Valve，简称DCV，控制液压作动器开启或收回反推。当HIV关闭时，DCV是没有液压的，因此无法开启反推，所以HIV实际上是起一个安全阀门的作用。

/ p: J( @) k  r控制HIV的是两个电路，任何一个电路闭合都可以打开HIV。一个是飞机主起落架，发动机油门杆和反推手柄组成的回路，当两个主起落架接地，发动机油门处于慢车位置，反推手柄拉动的情况下，这一电路闭合，打开HIV给下游管道提供液压，然后DCV开启反推。另一个是反推手柄和反推位置传感器组成的回路，如果反推手柄在收回位置而反推位置传感器反馈的实际位置不在收回位置，这一电路闭合，打开HIV，然后DCV收回反推。这第二个回路不要求飞机一定要接地，这样如果在空中反推意外开启，理论上也能收回来。

按照波音和普惠的理论计算，在这个设计下反推在空中意外开启属于“极端不可能(extremely improbable)事件”。什么叫extremely improbable？按照FAA的定义，极端不可能事件就是全世界所有波音767从服役到退役，发生这种事情的数学期望小于1；另外一个定义是一百亿飞行小时里面出不了一次。

# q6 S; G7 M4 o( Q3 i然而调查组发现，要让这个设计的安全机制失效，只需要两个部件失灵就可以了：如果反推位置传感器的误差超过允许范围，那么就算是反推收回的时候也会报个没有完全收回，那么第二个电路就会闭合，HIV开启；如果此时DCV短路，或者电磁阀被环境污染，由于DCV同时控制反推的开启和收回，那就有可能导致反推在空中意外开启了。泰国湿热的气候使DCV短路或被污染的可能性都大增，毫无疑问提高了DCV故障的概率。

* ?+ Q2 [. y2 X按照劳达航空的维修记录，这架莫扎特号的左发动机在出事前的五个月里麻烦不断，而且大部分的麻烦是出在反推上面。每一次维护都按照波音的手册排除了故障，然而短短几天之后，同样的故障信息又会再度出现。在事故以前三个星期，反推位置传感器的误差值超出了允许范围，机械师调整了传感器后故障排除。反推装置里面的液压作动器更是被换过很多次，最近的一次是在莫扎特号最后一次离开维也纳来远东以前换的。劳达航空的机械师准备这架飞机一回维也纳就对控制反推的电路接线做全面检查，谁想到这次离开维也纳竟是不归路。

以上解释了为什么反推会在空中开启，但还有一个问题：按照FAA的取证标准，飞机任何一个发动机的反推在空中意外开启，不应导致飞行员失去对飞机的控制。为什么莫扎特号在短短几秒钟内就完全失去了控制呢？
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: p5 U) a  q, G2 c% ^5 [0 l调查组追查当时767取证时的反推故障试验到底是怎么做的。结果发现当年的测试是在飞机处于进近和降落阶段，发动机已经在慢车的情况下空中打开反推，测试飞行员还能不能保持控制。FAA的想法是进近和降落阶段飞机速度慢，各控制面的气动效应小，如果这时候能控制住，那么飞机速度更快控制面气动效应更大时更加能控制住。所有人都没有想到飞机在上升，发动机处于爬升推力时反推打开会有什么后果，波音甚至都没有做风洞试验，只是简单地用低速试验下取得的数据外推来得到高速时的理论数据，证明飞机在高速下仍然可控；和后来风洞试验的结果相比，这个模型实在是差之千里。

# n: Z- M: S" E" A5 a# P3 ^$ D这次事件以后，波音和普惠大幅修改了PW4000的反推设计。先是增加了一个反推回收活门ARV(Auto-Restow Valve)，只管回收反推，反推位置传感器那一路电路连在这个专用的反推回收活门上，不再经过HIV和DCV，DCV现在只管开反推；然后是把容易被环境污染的电磁阀换成了马达驱动的阀门；最后是改动了反推位置传感器的设计。这次改动以后，波音767再没有出现反推空中开启的事情。
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波音767/PW4000发动机反推示意图，包括原设计和改动后的设计
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holycow

xlan1976 发表于 2013-3-27 19:31
嘻嘻，神牛的这一篇算是我见过的技术含量最高的一篇了写的非常好啊
不过呢，我还是想纠正点 ...

多谢支持。你手册里的系统图应该是改过以后的系统图了，改动之一就是把DCV和反推回收端断开。
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在出事以前五个月里，维护翻来覆去修不好的是两条PIMU信息：

EEC CH-B REVERSER RNG FAIL
6 b: `) K. \: a% ^) IEEC CH A/B REV CR-CHK FAIL
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holycow

xlan1976 发表于 2013-3-27 20:56
这里的EEC CH A/B是指的故障发生在EEC A或B通道，后面的单词代表发生故障的部件或系统， RNG FAIL表示信 ...

如果是Channel B Range Fail了，那几乎肯定会搞出Channel A/B Cross Check Fail的，是不是这样理解？

holycow

雪个 发表于 2013-3-28 15:18
奔着莫扎特这个名字进来的，结果一打开就看见满篇的HIV...

果然被HIV吓到了