波音787现质量问题,波音底裤还剩下多少?

作者:张仲麟
本文转载自:科工力量(ID:guanchacaijing)
在737MAX已经停飞一年半之际,EASA(欧洲航空安全局)与加拿大民航局开始审定修改后的737MAX。对波音来说,这是737MAX复飞之路上一个重要的里程碑,如果顺利通过EASA与加拿大民航局的独立审定,那么对于737MAX的全球复飞将会有极大的帮助。
然而世事难料,就在737MAX的复飞逐渐出现曙光时,波音目前的主力畅销机型波音787却爆出了制造时的质量问题。根据报道,有8架在2019年生产的波音787由于飞机蒙皮以及后机身结构件组装的工艺问题而被停飞,且都是已经交付航空公司的飞机,涉及到美联航与新加坡航空。
正所谓祸不单行,在波音787面临蒙皮及机身组装问题时,进一步的调查表明波音787的水平尾翼缝隙过大,带来了相当的安全隐患。
根据波音的数据,目前波音总共交付了981架波音787系列,根据FAA的预测,可能有八百多架波音787受到影响,而这些都是由波音的南卡罗莱纳州北查尔斯顿工厂制造的。目前有8架飞机因为制造质量问题而停飞,是否需要更大范围的停飞需要看这8架飞机的检测评估结果。但结合目前的信息以及FAA与波音的声明,毫无疑问波音787在生产制造环节出现了问题。
工艺缺陷
导致8架波音787停飞的问题有两个:一个是飞机机身后段两个结构件之间的垫片没有安装到位,使得飞机后部机身的结构强度不足。而另一个问题是波音787的机身所使用的材料是碳纤维复合材料,在给复合材料的机身安装蒙皮前需要对凸起的棱条进行处理,使其变得光滑,可以使蒙皮完美贴合在机身表面。但波音787在制造时并没有进行处理,使得蒙皮装上了不平整的机身,令蒙皮强度下降。这些问题(尤其是结构件之间垫片没有安装到位)会导致机身强度下降,并造成机身的复合材料发生脱层。
波音787现质量问题,波音底裤还剩下多少?
在将飞机蒙皮装上机身之前,需要先打磨机身表面,使之光滑干净(本文图片由作者收集,下同)
对于机身大量使用复合材料,且全机使用复合材料比例高达50%的波音787来说,复合材料发生分层是个不容忽视的问题。由于复合材料是由一层层的碳纤维粘合而成,一旦发生了分层会导致材料强度下降。而如果没有及时对复合材料的分层进行处理,分层会逐渐蔓延开来,整体强度进一步削弱,最终导致复合材料整体失去强度,发生断裂。
波音787现质量问题,波音底裤还剩下多少?
复合材料断层的发生与发展
波音787现质量问题,波音底裤还剩下多少?
波音787机身复合材料使用占比为50%
根据FAA对涉事缺陷波音787的调查,由于组装时的工艺缺陷使得机身后段结构件强度不足,导致飞机无法满足限重要求。值得一提的是,FAA这里所说的“无法满足限重要求”,是飞机最基本的重量限制。由于飞机飞行中可能会遭遇各种极限情况(如超重、重着陆、大过载动作等),飞机的限重会留有相当的冗余。但由于波音在机身结构件组装时垫片工艺所存在的问题,使得飞机最基本的限重要求的结构强度也无法满足。
类比一下就是:一辆车子码表上显示最高速度120公里每小时,实际极限情况下可以开到150公里每小时,但是由于制造缺陷,这车开到100公里每小时就爆缸了。而具体到波音787上,实际的极限载重限制应该是规定的载重限制的150%,但目前的涉事波音787连100%都无法达成。而且出现问题的部位是飞机机尾结构耐压部位与非耐压部位的连接处,也即分段47与分段48的位置。
波音787现质量问题,波音底裤还剩下多少?
图中波音787分段即为本次所涉及的分段47
对于熟悉各类空难的航空爱好者来说,这个分段的位置可以说是非常眼熟了。人类航空史上死亡人数第二多的日航123空难,就是由于飞机机尾同样位置的隔压舱在修复时偷工减料强度不足,导致在长期飞行后金属疲劳破裂而导致的。如果波音787的机尾结构件强度问题没有及时发现并解决,那极有可能出现相似的事故。
波音787现质量问题,波音底裤还剩下多少?
日航123由于机尾隔压舱修补时强度不足导致飞行中破裂,造成空难
迟迟不处理的风险
早在2012年,波音787就已经被爆出由于机身后段结构件之间的垫片没有正确安装,导致机身复合材料发生脱层。当时波音中国公司对采访的《广州日报》记者表示(见《波音梦幻飞机“赶工”赶出毛病?》2012年2月9日),这一机身复合材料“脱层”现象在“短期”不存在安全隐患,而且波音787由于使用了大量的新技术,本身就存在相当的风险。
然而摆在面前的事实是,2012年时认为“短期内不存在风险”,但8年的时间怎么也算不上“短期”。而从2019年产的全新波音787依然存在这一问题来看,这八年(或者说七年)间,波音并没有采取有效措施来解决垫片安装问题。
波音公司在面对赶工导致质量缺陷的疑问时表示:“我们做的任何一款飞机,始终秉持的宗旨就是交付最高质量的飞机,这是波音一直以来的标准。”“在飞机的安全性上,波音从来就不会马虎,从下线到投入运营,要进行各种各样的试飞。飞机安全绝不是可以开玩笑的东西。”在2012年这些话或许还能勉强说服将信将疑的人,然而在八年后因737MAX连续两起空难导致全球停飞,并由此爆出大量波音丑闻的现在,回头再看这句话只感觉到莫大的讽刺。
就算问题被曝光、引起FAA的重视,并且已经有部分波音787停飞的情况下,波音对于这一事件的态度依然有些“轻描淡写”。波音发言人对此次发生的问题称,由于出现的两个问题都集中在一个区域(机身后部),将对2019年产的波音787都开展检查,并将尽快让被停飞的8架波音787恢复飞行,并称修复这些问题“只需要大概两周的时间”。
嗯,结构件安装的缺陷问题只需要两周就能解决,波音果然天下无敌啊!
当然出现这样的问题并非偶然,问题波音787都是在波音位于南卡罗莱纳州北查尔斯顿工厂所生产的。关于这家波音总装厂的问题笔者在以前的文章中已经详细说明,本文不再赘述,作为一家充斥着瘾君子,管理混乱的飞机总装厂,发生什么都不会让人意外。
而值得注意的是,哪怕在第一起波音737MAX空难发生之后的2019年1月,波音还在计划削减质检员岗位。根据《西雅图时报》的报道,当时波音准备在2019年与2020年分别削减450个质检岗位,两年共900个。而削减质检岗位的原因是,波音所使用新技术与高科技工具“成功地证明了”不需要那么多的质检岗位,只需要偶尔进行质检检查。或许这就解释了为何2019年生产的这八架(甚至可能更多)的波音787结构件存在问题了。
在撰写本文时,笔者与国内某著名民机制造厂的航空工程师探讨了波音此次结构件垫片处理工艺问题,他无法想象组装线上的质检人员从未发现过问题,并且这问题能被发现8年之久但FAA却毫无反应。甚至跳过抛光步骤直接安装机身蒙皮,在国内飞机制造厂这是完全无法理解、绝无可能发生的离谱事件。而FAA在这八年间对这一问题无动于衷,更是让这位航空工程师感到震惊,毕竟这样的事在中国民航局的监管下是绝对没有任何可能发生的。
波音737MAX的烂摊子还没收拾完又遇到波音787的结构件问题,不知波音还有多少资本可以挥霍?

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