Accidente de Aviație Provocate de Malfuncția Sistemelor de Propulsie

Universitatea Politehnică București

Facultatea de Ingierie Aerospațială

Accidente de aviație provocate de malfuncția sistemelor de propulsie

-factorii determinanți ai evoluției istorice-

Coordonator:

Prof. dr. ing. Ștefan POPESCU

Hașegan Miron Bogdan/ Grupa 954

Management Aeronautic/Master

București

-2016-

Cuprins

Introducere. Evolutia istorica a motoarelor de aviatie

Motoarele propulsoare sunt un sistem complex de propulsie care colecteaza aerul printr-un sistem de admisie, il comprima, il incalzesc cu ajutorul camerelor de ardere care este apoi eliminat invartind turbina pentru a produce tractiune, cu o forta indeajuns de mare pentru a propulsa o aeronava in dirextia opusa. Cand aceste motoare au fost gandite in anii 1920 lumea nu a crezut ca acestea vor deveni o realitate, dar in 1941 primul motor reactiv a zburat in Anglia. Din acel moment acest tip de motor s-a schimbat intr-un ritm continuu, dar principiile de baza au ramas aceleasi.

In 1921 ideile pentru un motor cu reactie s-au bazat pe adaptări ale motorului cu piston si erau de obicei foarte grele și complicate. Aceste idei au fost rafinate în anii 1930, atunci când motorul cu turbină a condus la ideea motorul turboreactor data de Sir Frank Whittle al Marii Britanii. Sir Frank Whittle a fost un inginer de aviație englez și pilot, fiul unui mecanic, Frank Whittle a intrat în Royal Air Force ca ucenic. El s-a alăturat ca luptător escadronului RAF în 1928 și a devenit un pilot de teste în 1931. Tânărul ofițer avea doar 22 de ani, atunci când a vrut mai întâi să folosească un motor cu turbină cu gaz pentru a alimenta un avion. În timp ce de multe ori este considerat ca fiind tatăl sistemelor moderne de propulsie cu jet, tânărul Frank Whittle a încercat fără succes să obțină sprijin oficial pentru studiul și dezvoltarea ideilor sale. El a trebuit să persiste cercetarile sale din proprie inițiativă și a primit primul său brevet pentru turboreactoare în ianuarie 1930. Cu sprijin financiar privat, el a inceput constructia primului sau motor în 1935. Acest motor, care a avut un compresor centrifugal cu o singură treaptă cuplat la o turbină cu o singură treaptă, a fost cu succes testat pe banc în aprilie 1937; a fost doar un dispozitiv de testare de laborator, nu destinat utilizării la bordul unei aeronave, dar a făcut-o să demonstreze fezabilitatea conceptului motor turboreactoar. Motorul turboreactor modern utilizat pe multe avioane britanice și americane se bazează pe prototipul pe care Frank Whittle la inventat.

Jets Ltd., cu care Whittle a fost asociat, a primit un contract pentru un motor Whittle, cunoscut sub numele de W1, la 7 iulie, 1939. Acest motor a fost destinat pentru un avion experimental mic. În februarie 1940, Aircraft Company Gloster a fost ales pentru a dezvolta aeronava propulsata de motorul W1 – Pioneer. Primul zbor istoric al Pioneer a avut loc pe 15 mai, 1941, cu locotenentul de zbor PEG Sayer ca pilot.

Sir Whittles a fost cel care a condus Marea Britanie în era jeturilor cu primul zbor de succes. În același timp, germanii au proiectat si ei un motor cu reacție propriu și aeronave cu aceste motoare, acest lucru fiind unul dintre factorii care au tinut în viață Germania in al doilea război mondial. Cu progresele tehnologice, un turboreactoare prototip s-a construit cunoscut sub numele de "Heinkel He 178 "care a devenit operational in câteva escadrile germane, britanice, și in Forțele aeriene americane spre sfârșitul celui de-al doilea război mondial. Aceste jeturi au avut un rol important in aceste conflicte armate.

Hans Von Ohain a fost un designer de avion german care a inventat un motor cu reacție operațional. Hans Von Ohain a obținut doctoratul în fizică la Universitatea din Göttingen in Germania si apoi a devenit asistentul junior la Hugo Von Pohl, director al Institutului de Fizică. Constructor de aeronave german, Ernst Heinkel a cerut universitatii un asistent și Pohl l-a recomandat pe elevul său. Hans Von Ohain, investigha un nou tip de motor de aeronavă care nu avea nevoie de o elice. Avea doar douăzeci și doi de ani când a conceput ideea unui motor cu ardere ciclu continuu în 1933, Hans von Ohain a patentat un design de motor cu reactie similar in concept cu cel al lui Sir Frank Whittle, dar cu un aranjament intern diferit in 1934.

Hans Von Ohain alături de Ernst Heinkel au continuat cu dezvoltarea de concepte ale motoarelor cu jet. Un test pe banc a unuia dintre motoare care a avut succes a fost realizat în septembrie 1937. Un avion mic a fost proiectat și construit de către Ernst Heinkel pentru a servi ca un pat de testare pentru noul tip de sistem de propulsie – pentru Heinkel He178. Heinkel He178 zburat pentru prima dată la 27 august, 1939. Pilotul de pe acest prim zbor istoric de avion cu motor jet a fost zborul Căpitane Erich Warsitz.

Hans Von Ohain a dezvoltat un al doilea motor cu reactie îmbunătățit, El S.8A, care a fost arborat pentru prima dată pe 02 apr. 1941.

O urmatoare dezvoltare în industria jeturilor a fost depășirea barierei sunetului și de stabilire a operațiunilor normale de până la și dincolo de viteza sunetului. De asemenea bombardierele au reușit să ajungă și sa zboare la viteze supersonice (Silverstein 56-70). La sfârșitul lui 1950 aeronavele transcontinentale civilea au inceput sa foloseasca astfel de motoare Comet 4 și Boeing 707. La mijlocul anilor 1960 toate marile companii de producție jet au revizuit motoarele lor actuale cu noi materiale cum ar fi aluminiu de aeronave care le-a făcut mai ușoare și modificări de turbine astfel încât acestea ar putea comprima aerul la o presiune mult mai mare, astfel motorul poate produce mult mai multa tractiune. Primul avion supersonic de linie este Turbojet Twin Concorde care zboara la cu o viteza de peste două ori viteza sunetului fiind adus în serviciu regulat în 1976. Compania care domina Industria jet privata era Bombardier, care produceau turboreactoare cu flux dublu Learjet, care zburau pe o distanță de croazieră de 1880 mile marine.

În urmatoarea perioada, turboreactoarele vor continua să se dezvolte datorita progresele tehnologice făcute. Se folosesc aripi din grafit compozite, carcase de termoplastic

și Kevlar care au redus considerabil greutatea avioanelor moderne. Cu aceste și alte evoluții motoarele cu reacție incep sa produca mai multa tracțiune fără creșteri ale greutății sau dimensiune.

În viitorul apropiat va exista o reducere substanțială a zgomotului emisiilor de la motorul cu reacție, datorită unei schimbări în materiale și o reducere a vibrațiilor. Chiar acum industria jet are peste o mie de avioane operaționale la un moment dat, ceea ce constituie un risc mare a defecțiunilor și a accidentelor. Cu analiza computationala pentru defectiuni și noile materiale din

structurile interne ale motoarelor, există un risc de defecțiune mult mai mic decat in trecut.

Mulți factori au condus la preluarea puterii de catre jeturi, înlocuind avioane traditionale conduse de elic. Unele dintre motivele principale sunt viteza, economia de combustibil, si rezistenta motorului fata de motoarele bazate pe piston. Împreună cu noile tehnologii schimbarile sunt inevitabile in industria sistemelor de propulsie care devin din ce in ce mai rapide si mai sigure.

Performanță și fiabilitate motoarelor turboreactive de deterioreaza treptat pe durata de viață din cauza degradarii componentele din traseul gazelor cum ar fi ventilatorul, compresorul, camerele de ardere și turbina. Cauzele comune ale degradării componentelor din traseul gazelor includ depunerile de pe compresor, deteriorarea varfurilor palelor turbinei, coroziunea , deteriorarea sectiunilor calde. Aceste defecte fizice evoluează treptat pe o perioda lunga de timp si duc la degradarea parametrilor optimi ai motorului si a perfoarmanteor acestuia, cum ar fi eficienta termodinamica, capacitatea de compresie a componentelor. Degradarea performantelor cauzeaza in schimb schimbarea observabila macroscopic a parametriilor cum ar fi temperatura, presiunea, viteaza de rotatie si consumul de combustibil. Aceste mici defecte in sistemele motorului pot fi detectate prin masurarea schimbarilor acestor parametrii observabili cu anumite echipamente de recunoastere a modelului si cu un semnal procesat de diverse computere. Alaturi de acestea analizarea datelor ale schimbarii evolutiei graduale in traseul gazelor ofera una din cele mai puternice ustensile pentru monitorizarea degradarii componentelor motorului.

Astazi turboventilatoarele sunt atât de sigure ca rata medie de oprire a acestora în zbor este mai mică decât o dată în 10.000 de ore de zbor. Cu toate acestea, după revizuirea mai multor accidente care implică diagnosticarea greșită a defectiunilor motorului, FAA și si alte părți se întreabă dacă astazi echipajele de zbor se pregătesc în mod adecvat pentru aceste evenimente relativ rare, dar confuze si care pot produce foarte usor catastrofe.

Studiu privind malfunctia sistemelor de propulsie intre 1959-1996

La fel ca multe probleme în domeniul aviației, acestea au apărut în urma unui accident. Un avion American Eagle Jetstream 32 in 1994 pe cand se afla pe panta pentru o aterizare instrumentala pe noapte la Raleigh-Durham, i s-a aprin lampa IGN pentru motorul stâng ca urmare a unei stări de moment de cuplu negativ. Pilotul a interpretat greșit lumina care indica un defect al motorului si nu a urmat corect procedurile de urgenta si actiunile in cazul apropierii, aterizarii, ratarii si scoaterii din angajare cu un motor oprit. Aeronava s-a prabusit in padure la 4 mile inainte de pista, omorand pilotul, copilotul si 13 pasageri aflati la bordul acesteia.

Pe langa interpretarile si actiunile gresite luate de catre pilot NTSB a dat vina si pe companie pentru lipsa antrenamentului in cazul recunoasterii unei defectiuni de motor la viteze mici, asupra efectelor aerodinamice a tractiunii asimetrice din cauza unei elici in windmilling si a tractiunii mari a unui motor.

Aceste constatari au motivat  U.S. Aerospace Industries Association (AIA) si European Association of Aerospace Industries (AECMA) să efectueze un studiu aprofundat de accidente și incidente care implică defecțiuni ale motorului, și mai precis, acelea care implică reacției incorecta a echipajului. Studiul a acoperit astfel evenimentele desfasurate între 1959 si 1996 care implica avioane comerciale construite de peste 60.000 de pounds (27,216 kilograme). Totalul a fost de 79 de astfel de evenimente de aviatie, 34 dintre ele fiind accidente.

În timp ce majoritatea defecțiunilor motorului sunt în general recunoscute și tratate în mod corespunzător de către echipajele de zbor, studiul AIA / AECMA a constatat că, ocazional, piloții au dificultati in identificarea problemei și uneori reacționeaza inadecvat. În mod ironic, printre motivele pentru această deficiență citate in studiu a fost fiabilitatea turboventilatoarelor de astăzi; care dau defecte atat de rar incat o întreagă generație de piloți au puțina sau chiar deloc experiență în manipularea unei defecțiuni a motorului.

De asemenea, studiul a constatat dovezi care sugereaza ca transferul negativ de obiceiuri a fost un factor în incidentele revizuite. Acest lucru se întâmplă de obicei atunci când formarea si experiență care vine pe un tip de avion este inadecvată sau chiar contraproductivă atunci când este aplicată la altul. Potrivit lui James Reason, profesor de psihologie la Universitatea din Manchester Marea Britanie expert si lider mondial în eroare umană, situațiile de transfer de obicei negativ cresc șansele de eroare de cinci ori mai mult. Din păcate, problema este cel mai probabil să apară în timpul situațiilor de munca stresante, atunci când piloții revin la vechile obiceiuri.

Nu este deloc o surpriza ca peste 70 la uta din cazuri apar in fazele decolarii si a pantei de urcare atunci cand motorul functioneaza la parametrii maximi. Cu toate acestea, continuarea zborului în condiții de siguranță, depinde de recunoașterea de către echipajul de zbor a unui sistem de propulsie defect și apoi urmând procedurile corespunzătoare.

30 din aceste 79 de cazuri ce au avut probleme cu motoarele au executat abort la viteza mare iar 27 au fost implicate in intreruperea decolarii. Toate 27 au iesit din pista.

Bubuituri puternice și vibrații pot face ca un echipaj să creadă ca aeronavelor lor nu poate fi apte pentru zbor. Și din cauza limitărilor tehnice în simulator, aceste semne de avertizare clasice ale unui motor defect par să fie indisponibile în formarea noastră și, prin urmare, ar putea fi o contributie majora la reacției inadecvata a echipajului. De fapt, în cel puțin un caz, un stall la motor a fost considerat a fi o bombă, și căpitanul alege sa intrerupa decoalrea dupa v1.

Autorii studiului au remarcat că doua treimi din defectele motoarelor sunt cazuri de pompaj al motorului. Deoarece pompajul motorului este defecțiunea primara, se presupune că ar fi un element obișnuit în antrenamentul inițial, recurent sau de formare la simulator.

Ca și în cele mai multe cazuri, pregătirea pentru simulator este dominata de defecțiuni ale motorului, dar cele mai multe sunt pierderea brusca de tractiune si lumina de avertizare de incendiu la motor. Studiul AIA / AECMA a exprimat îngrijorarea deoarece formele de antrenament curente pot avea un deficit in a simula simptomele reale a unei malfunctii a motorului gen "! Bang Bang" și vibrații sau estomparea instrumentelor – cel mai probabil pentru a induce un răspuns inadecvat al pilotului. Mai mult, studiul a spus ca practicile actuale de formare pot fi, de asemenea, deficiente in noua abordarea a V1 și este semnificativa în luarea deciziilor de catre pilot.

Dintre defecțiunile motorul rămas constatate în studiul AIA / AECMA, 14 la suta au implicat o pierdere de putere, din motive care nu au legătură cu pompajul motorului, 6 la suta au implicat o acceleratie blocata, 5 la suta au implicat un avertisment de incendiu, 3 la suta au implicat nici un răspuns la modificarea de putere, iar restul de 8 la suta au implicat alte tipuri de probleme.

O a doua constatare semnificativa din studiu a fost numărul mare de evenimente – 27 din 79 – în care echipajele de zbor au oprit unui motor bun. Evident, echipajele au avut uneori dificultăți de identificare a motorului defect. Sistemele moderne tind sa elimine excedentul de EGT ca urmare a unei defectiuni a mortoului, ceea ce face ca identificarea motorului cu probleme sa fie mult mai dificila. Defecțiunile 'lente', cu o evolutie și a căror indicii pot fi mascate prin controale automate sunt considerate a fi o contributie majora la reacției echipajului inadecvata.

O alta constatare ingrijoratoare a fost ca in 14 cazuri echipajele de zbor nu a reușit să mențină un control adecvat al aeronavei. Cinci dintre aceste evenimente au avut loc pe sol pe timpul unei tractiuni asimetrice la aterizare, iar restul au implicat o pierdere a controlului în zbor.

Având în vedere că studiul a fost limitat la aeronave de transport, este important să se compare statisticile sale cu statisticile curselor charter.

251 de accidente și 808 incidente raportate implică avioane charter pe o perioadă recentă de 12 ani, defectiunile de motor au provocat 15 accidente și 186 incidente. De altfel, aceste numere corespund destul de bine cu statisticile elaborate de către Consiliul de Securitate al Transportului din Canada. Într-o analiză a aeronavelor canadiene înregistrate implicate în incidente între 1998 și 2003, un total de 135 de defecțiuni ale motorului au fost incluse în baza de date ca si incidente. Dintre acestea, 61 pierderi de putere, 61 au avut un defect la o anumita componentă, și 13 au fost implicate in alte defectiuni ale motorului.

Unele defecte destul de notabile ale motorului au avut loc în Statele Unite în ultimul an. Pe 28 noiembrie 2005, un Beechjet 400A a avut probleme cu ambele motoare care s-au oprit pe ruta Indianapolis – Marco Island Airport, Florida. Echipajul a declarat situație de urgență și a aterizat în siguranță la Aeroportul Internațional Jacksonville. Kudos pentru ei. NTSB nu a citat încă o cauză pentru aceste flameout-uri.

Aceasta a marcat al doilea astfel de eveniment care implică o Beechjet în istoria recentă. La 12 iulie 2004, un alt 400A a pierdut ambele motoare în timp ce zbura peste Golful Mexic, dar piloții au reușit să repornească motorul dreapta și în condiții de siguranță au tateriza pe Sarasota, Florida. Un raport inițial NTSB a spus că aeronava a avut o cantitate mai mică decât cantitate normală de aditiv anti-icing în rezervoarele sale.

Din fericire defectarea ambelor motoare este extrem de rara. Singurul astfel de eveniment în datele avioanelor charter a implicat un Sabre 80 care s-a prăbușit în apropiere de Ironwood, Michigan, În august 2000, după ce a fost lovit de fulger. Ambii piloți au fost omorati și doi pasageri au fost răniți grav în accident. De asemenea un alt caz de oprire a ambelor motoare de aceasta data turbopropulsoare a implicat un Brothers scurt SD 3 în Scoția, un Swearingen în Arizona și un MU-2 aproape de Lewiston, Idaho ; toți din motive de givraj si gheata care a patruns in compresor.

Toate celelalte evenimente de cedare a motorului turboventilator pe avioane charter au implicat un defect doar un motor de la bordul aeronavei, și numai trei dintre cele 201 defecțiuni ale motorului au dus la accidente fatale. Asta e un record decent pentru o perioada de 12 ani. Celelalte 12 accidente rămase și 186 incidente au fost rezolvate fără a se deteriora aeronavele și fără vreun prejudiciu pentru personalul de la bord.

Un total de numai 23 de defecțiuni ale motorului au fost raportate în timpul fazei de decolare. Asta-i un număr destul de impresionant cand te gandesti la toate decolările charter pe o perioada asa de mare. În opt dintre aceste evenimente de RTO au fost 2 accidente și 6 incidente. În celelalte 15 evenimente piloți au continuat decolarea – dar s-au inregistrat 12 incidente și 3 accidente.

Contrar opiniei populare, marea majoritate a defecțiunilor de motoare au avut loc în timpul fazei de croazieră de zbor, ceea ce are sens, deoarece este cel mai lunga faza a zborului. Când un motor se defecteaza la altitudine echipajul are o multime de timp pentru a efectua liste de verificare pentru a corecta situația.

Dezvoltarea sitemelor de propulsie a aeronavelor

Primele motoare cu reacție din America s-au creat după proiectare lui Whittle. General Electric a creat primul motor american. Cu toate acestea, o a doua companie, Westinghouse Corporation, a construit un model care a inclus un compresor axial și camera de ardere inelară, care este încă de design de bază si astăzi. La început, aceste motoare au fost utilizate exclusiv în aeronavele de vânătoare, dar au fost introduse mai târziu în avioane spion și bombardiere, iar în cele din urmă pe avioanele comerciale. Un tip de motor nu a fost suficientă pentru toate tipurile de avioane și astfel au modificat proiectul de bază și a creat Puls jetul, Ram jetul, iar Turbine jetul. Primele două sunt rezervate pentru militari, în timp ce cel de-al treilea este folosit pe aviaonele comerciale, deoarece are un bun echilibru intre costuri și viteza.

Puls Jetul este în esență un tub cu supape la un capăt prin care amestecul carburant și aer este lasat pentru ardere, care forțează supapele la capătul frontal închis, iar ulterior forțează amestecul afară sprecapătul cozii. Ciclul supapelor la o rată rapidă permite un ciclu de combustie continuu.

Ram Jet este cel mai simplu dintre toate motoarele cu reacție și este, în esență o țeavă cu doua capete deschise, cu un injector de combustibil plasat în mijlocul acesteia. Aerul este luată în partea din față, comprimat prin îngustarea conductei, amestecat cu combustibil și aprins, iar presiunea aerului comprimat în spatele ei continuă să-l trimita catre în spate. Acesta isi ia aer în timp ce viteza este controlata de cantitatea de combustibil administrată. Aspectul negativ al acestui motor este că are nevoie de un alt tip de motor să-l duca la peste 200 mph inainte de a incepe sa opereze.

Turbine Jetul format din câteva trepte de compresor care semi-comprimă aerul în camera de ardere, care se învârte apoi turbina, care la randul ei antreneaza compresorul. Prin urmare, acest tip de motor cu turbina este capabil să opereze continuu. Unul dintre principalele avantaje ale acestor motoare turbo-ventilator este faptul ca au o tracțiune excelentă in raport cu greutatea motorului.

La începutul anilor 1960 a existat o motto-ul neoficial "mai mare și mai repede". Acest lucru a fost mai important în ​​cazul producției de două avioane foarte sofisticate, SR-71 și-X 15. Ambele avioane au marcat începutul unei noi ere în tehnologia de aviație, dar numai SR-71 fiind un motor nou cu jet. Acest motor este capabil să produca 32,500 lbs. tractiune, și cu două dintre aceste motoare SR-71 a devenit cel mai rapid avion de recunoastere construite vreodată.

Ceea ce a făcut avionul atât de uimitor sunt cele două motoare. Aceste motoare au făcut avionul capabil să zboare la altitudini foarte mari, de peste 85.000 de ft. Funcționarea acestor motoare nu este atât de complicata. Adevăratul "magic" este în intrarea mobila ce permite jetul să funcționeze la mare altitudine unde nu este la fel de mult oxigen in atmosfera pentru motor. Aceste motoare au prezentat capacitatea de a folosi un motor cu reacție și a comuta la tehnologi cu aer forțat în timpul zborului.

Un alt lucru care a fost o mare inovație în tehnologia motoarelor este capacitatea pentru o aeronavă de a decola pe verticala. Primul avion a fost Harrier, folosind un motor F402-RR-408 turboreactor. Avionul este utilizat în principal de către pușcașii marini, dar inovația sa a fost de nepretuit pentru toată lumea.

Motorul funcționează ca orice alt motor turboreactor, caracteristica unica despre acest avion este capacitatea sa de a schimba unghiul de împingere. Ceea ce înseamnă că în loc de forța produsă de deplasarea spre partea din spate a avionului pilotul poate schimba unghiul de propulsie din spate spre partea de jos a avionului, care să permită avionului să decoleze și sa aterizeze pe verticală. Acest r motor Rolls Royce dezvolta 23.400 lbs tractiune și la altitudine poate propulsa avionul la 1,25 Mach. Un motor unic ce poate face toate acestea de la sine este destul de uimitor. Modul în care funcționează este prin utilizarea a patru suflante, care se pot muta pentru a schimba unghiul de forta. Două suflante sunt pe partea din față, iar celelalte două sunt în partea din spate. Din față două suflante sufla aer rece, iar din spate sufla aer cald. Odată ce avionul este pe sol pilotul schimbă direcția suflantei și a vectorului de tracțiune ce propulsează avionul înainte.

Odata ce a fost utilizat la avioane de luptă, motorul cu jet s-a dezvoltat continuu. El a devenit mijloacul standard de încercare in prealabil pentru aeronavele de marfă și, de asemenea pentru cele de pasageri. Era anilor 1980 a insemnat un mare progres în domeniul motoarelor de aviatie. Au fost dezvoltate si cercetate capabilitatile de dezvoltare a acestui mijloc de propulsie. Pe masura ce companiile au început să înțeleagă mai multe despre motoarele cu reacție și proprietățile lor, salturile în dezvoltare au fost nenumărate. Chiar și acum, guvernul are nenumărate proiecte clasificate drept top secret pentru a menține alte tari inafara acetor capabilitati. America a crescut imens in ceea ce priveste aceasta tehnologie a motoarelor si a avioanelor, nici o altă țară nu a fost în măsură să țină pasul cu Statele Unite.

Cel mai nou plus din arsenalul Americii sunt avioanele de luptă F 22, acest avion este pur și simplu uimitoar. Acesta găzduiește două motoare puternice Pratt & Whitney turboventilatoare, fiecare evaluat la 35.000 pounds tractiune. Aceasta tracțiune pe motor este comparabil cu motoarele de avion cu reacție trans-oceanice. Motoarele sunt, de asemenea, mai mult decât suficient de puternice pentru a propulsa aeronava peste bariera sunetului. Datorită motoarelor sale uimitoare, F-22 Raptor este simbolul a ceea ce ar trebui să fie un luptător al secolului 21.

Corporatii de aviație sunt, de asemenea, in continua dezvoltare pentru noi avioane de pasageri, care vor revoluționa transportul aerian.

Factori cu influenta asupra proiectarii motoarelor

Procesul de proiectare începe cu destinația aeronavei. Avioanele comerciale sunt concepute pentru transportul de pasageri sau o sarcina utila de marfă, cu rază lungă și eficiență mai mare de combustibil si în calitate de avioane de luptă care sunt concepute pentru a efectua manevre de mare viteză și să ofere sprijin pentru trupe terestre. Unele avioane au misiuni specifice, de exemplu, avioanele amfibii au un design unic, care le permite să funcționeze atât pe pământ cat și pe apă, unele de vanatoare, cum ar fi Harrier Jump Jet, au VTOL (decolare și aterizare pe verticala), elicopterele au capacitatea de stationa pe o suprafață de o perioadă mare de timp.

Scopul poate fi pentru a se potrivi unei anumite cerințe, de exemplu, ca în cazul istoric al Ministerului Aerului Britanic, sau sa completateze un "decalaj pe piață", ori că este, in stadiul de proiectare care nu există încă, dar pentru care exista o cerere semnificativă. 

4.1. Reglementari

Un alt factor important care influențează proiectarea aeronavei sunt reglementările propusa de autoritățile naționale de navigabilitate. Aeroportul poate impune, de asemenea, limite la bordul aeronavelor, de exemplu, anvergura aripilor maximă permisă pentru o aeronava convențional este de 80 m, pentru a preveni coliziunile între aeronave în timp ce ruleaza.

Factorii financiare și de piață

Limitările bugetare, cerințele pieței si concurență sunt constrângeri asupra procesului de proiectare și cuprind influențele non-tehnice privind proiectarea aeronavelor, împreună cu factorii de mediu. Concurenta conduce la lupta dintre companii pentru o mai bună eficiență în proiectare, fără a compromite performanța și încorporează noi tehnici și tehnologii.

Factorii de mediu

O creștere a numărului de aeronave, de asemenea, inseamna o mai mare emisie de carbon.Oamenii de stiinta de mediu si-au exprimat îngrijorarea cu privire la principalele tipuri de poluare asociate cu avioanele, în principal al zgomotului și al emisiilor. Motoarele de avioane au un istoric cunoscut pentru crearea de poluarea fonică și extinderea căilor aeriene peste orașe deja aglomerate și poluate au atras grele critici, ceea ce face necesar să existe politici de mediu pentru zgomotul produs de aeronave. Zgomotul apare, de asemenea, de la corpul aeronavei, în cazul în care direcțiile fluxului de aer sunt modificate. Reglementările de zgomot îmbunătățite au forțat designerii pentru a crea motoare si fuselaje. Emisiile provenite de la aeronave includ particule, dioxid de carbon (CO2), dioxid de sulf (SO2), monoxid de carbon (CO), diverse oxizi de nitrați și hidrocarburi nearse. Pentru a combate poluarea, ICAO stabilit recomandări în 1981 pentru a controla emisiile de aeronave. Mai nou, au fost elaborati combustibili ecologice, precum și utilizarea de materiale reciclabile in productia de materiale, toate au contribuit la reducerea impactului ecologic cauzat de aeronave. Limitările de mediu afectează, de asemenea compatibilitatea cu aerodromurile.

 Aeroporturile din întreaga lume au fost construite pentru a se potrivi topografia regiunii in mod particular. Limitările de spațiu, designul, zonele de siguranță de capăt de pistă și de locația unică de aeroport sunt unii dintre factorii aeroporturilor care au influenta in proiectarea aeronavelor. Cu toate acestea schimbările în designul aeronavelor influențează, de asemenea, designul aerodromului, de exemplu, recenta introducere a noii aeronave de mare tonaj, cum ar fi superjumbo Airbus A380, au condus la reproiectarea aeroporturilor din întreaga lume in ceea ce priveste instalațiile lor pentru a se potrivi cu dimensiunea și cerințele sale mari.

Siguranța

Vitezele mari, rezervoarele de combustibil, conditiile atmosferice la altitudini de croazieră, hazarde naturale (furtuni, grindini și păsări) și eroarea umană sunt unele dintre multele pericole care reprezintă o amenințare pentru transportul aerian. Navigabilitate este standardul prin care aeronavele sunt potrivit pentru zborul intr-o anumita zona. Responsabilitatea pentru navigabilitate revine organismele de aviație naționale de reglementare, producatorilor, precum și proprietarilor și operatorilor. ICAO stabilește standarde internaționale și practici recomandate pentru autoritățile naționale pe care să se bazeze reglementările. Autoritățile naționale de reglementare stabilesc standarde privind navigabilitatea, emit certificate de producători și operatori, precum și standardele de instruire a personalului. Fiecare țară are propriul organism de reglementare, cum ar fi Autoritatea Federală a Aviației din Statele Unite ale Americii, DGAC (Direcția Generală a Aviației Civile) în India, etc. Producătorul de aeronave se asigură că aeronava îndeplinește standardele de proiectare în vigoare, definește restricțiile de operare și programele de întreținere și oferă suport și întreținere pe toată durata operațională a aeronavei. Operatorii de transport aerian includ avioane de pasageri și de marfă, forțele aeriene și proprietarii de aeronave private. Ei sunt de acord să respecte reglementările stabilite de organismele de reglementare, să înțeleagă limitările aeronavei, prevăzute de producător, sa raporteze defectele și sa asiste producătorii în a ține pasul cu standardele de navigabilitate.

  Chiar și cu cea mai mare atenție pentru navigabilitate, în continuare apar accidente. Crashworthiness este evaluarea calitativă aeronavelor care au fost implicate intr-un accident.Obiectivul principal este de a proteja pasagerii sau marfa de valoare de la daunele cauzate de un accident. În cazul accidentelor avioanelor fuselajului sub presiune oferă această caracteristică, dar în caz de lovire cu partea din fata sau coada, momentele mari de îndoire isi construiesc drum prin fuselaj, provocând fracturi în acesta. Astfel, aeronavele de pasageri sunt concepute în așa fel încât modalitățile de relaxare sunt departe de zonele susceptibile de a fi distruse într-un accident, cum ar fi în apropierea unei elice, nacelei motorului, parti mobile, etc. Interiorul cabinei este dotat cu caracteristici de siguranță, cum ar fi masti de oxigen care in caz de pierdere a presiunii din cabină se utilizeaza, compartimente pentru bagaje blocabile, centuri de siguranță, veste de salvare, usi de urgență și benzi de podea luminoase. Aeronavele sunt uneori proiectate cu aterizare de urgență apă, de exemplu, Airbus A330 are un sistem de valve care se inchid si se deschid pentru a incetinii patrunderea apei in aeronava

Accidente de aviatie provocate de malfunctia sistemelor de propulsie

5.1. National Airlines Flight 27

La 3 noiembrie, 1973, o aeronavă a National Airlines DC-10-10 (N60NA) operata ca un zbor de pasageri programat între Miami și San Francisco cu escala intermediara la New Orleans, Houston, și Las Vegas (NA Flight 27). La aproximativ 04:40, în timp ce aeronava zbura in regim de croazieră la 39.000 de picioare (12.000 m) 65 de mile sud-vest de Albuquerque, ansamblul compresor al motorului 3 s-a dezintegrat. Fragmentele au pătruns fuselaj, in nacelele motoarelor 1 și 2 si in zona dreapta. Avariile rezultat au cauzat decompresie cabinei aeronavei și pierderea unor sisteme electrice și hidraulice. Echipajul de zbor a inițiat o coborâre de urgență, iar aeronava aterizat in condiții de siguranță la Albuquerque International Sunport 19 minute după ce motorul s-a defectat. 115 de pasageri și 12 membri ai echipajului au ieșit din aeronava prin utilizarea toboganele de evacuare. Ca urmare a accidentului, un pasager a murit și 24 de persoane au fost tratate pentru inhalare de fum, probleme cu urechile, și alte probleme minore minore.

Cauza:

NTSB a stabilit cauza probabilă a acestui accident a fost dezintegrarea ventilatorului motorului 3, ca urmare a unei interacțiuni între vârfurile palei ventilatorului și în carcasa ventilatorului. Potrivit NTSB, "motivul sau motivele precise pentru accelerarea și debutul vibrației distructivă nu a putut fi stabilită definitiv", dar suficient sa învățat pentru a preveni apariția unor evenimente similare. Viteza motorului la momentul accidentului provocat un val de rezonanță în ansamblul ventilator atunci când paletele ventilatorului au început să intre în contact cu carcasa ventilatorului. Motoarele existente au avut o capacitate de a rezista pana la 18.000 pounds, pentru a preveni lamele sa se desprinda de pe discul ventilatorului sau sa se indoaie catre in fata, asta nefiind suficient. Ca urmare a acestui accident, GE a reproiectat motorul, astfel încât capacitatea de rezistenta a palelor a fost majorata la 60.000 de pounds, iar schimbarea a fost încorporată în toate motoarele deja în exploatare.

LOT Flight 7

Avionul a fost un Ilyushin Il-62, care sa prăbușit în apropiere de Aeroportul Okęcie in Varsovia, Polonia, la 14 martie 1980, dupa ce echipajul dupa ce echipajul a intrerupt aterizarea și a încercat să faca un go around. Toti cei 87 de oameni echipajul și pasagerii au murit. Acesta a fost cauzat de dezintegrarea unui disc al turbine, din cauza fabricarii defectuoase. 

Pe de zbor final, aeronava a fost pilotat de căpitanul Paweł Lipowczan și primul ofițer Tadeusz Łochocki.  În timpul apropierii finale, cu aproximativ un minut înainte de aterizare, echipajul a raportat la Okęcie ATC ca indicatorul luminosal trenului de aterizare nu a fost functional, și că vor rata pentru a permite inginerului de zbor sa verifice dacă a fost cauzată de o siguranța arsa sau un bec ars. Nouă secunde mai târziu,dupa initierea ratarii aeronava a intrat brusc in picaj.La 11:14:35, după 26 de secunde de coborâre necontrolată, aeronava s-a lovit cu aripa de un copac si s-a izbit de sol cu viteza de 380 km / h (238 mph) la un unghi de 20 de grade în picaj, la 950 de metri distanță de pragul pistei și 100 de metri de o zonă rezidențială.

Cauza:

În timp ce se recuperau motoarele, motorul stâng interior – numar motor 2 – s-a dovedit a fi tăiat în două, ținute împreună doar de conductele de combustibil. Când motorul a fost examinat în continuare, discul de turbina de joasă presiune s-a dovedit a fi lipsă; în ciuda unei căutari extinse, nu a fost găsit la locul accidentului. În cele din urmă, discul turbinei a fost găsit la patru kilometri distanta (2,5 mile); a fost rupt în trei bucăți de dimensiuni similare. Analiza detaliată a pieselor ale discului turbinei a descoperit mai multe impurități metalice pe marginile a două dintre ele; într-un caz, au fost identificate ca provenind din nacela motorului, într-un altul, impuritățile au venit din nacela, fuselaj, elementele de control și cablurile electrice. De asemenea, examinarea detaliată a suprafeței discului spart a aratat dovezi semnificative de oboseala a materialului. Discul de turbina s-a spart in 3 la ratare cand motorul s-a accelerat, o bucata s-a dus in sus fara sa provoace daune, a doua a lovit motorul 1, iar a treia a lovit comenzile ampenajelor si motorul 3.

Potrivit Comisiei speciale în caz de catastrofe a guvernului polonez, accident a fost cauzat de defecte ale materialelor, defecte in procesul de fabricație a arborelui motorului Kuznetsov NK-8 jet de, și punctele slabe în proiectarea turbinei sale.  De-a lungul timpului, amploarea defectelor structurale din arborele acetui motor a ajuns la un punct critic, iar arborele s-a rupt, rezultând separarea fizică a turbina de joasă presiune de la compresorul de joasă presiune. Ca urmare, turbina de joasă presiune s-a dezintegrat. 

LOT Flight 5055

O aeronava Iliușin Il-62M operata de LOT Polish Airlines s-a prăbușit in cursul dimineții zilei de sâmbătă, 9 mai 1987. Evenimentul a avut loc în rezervația naturală Kabaty Woods la marginea orasului Varșovia, Polonia. Zborul pregătit să plece de la Varșovia la aeroportul John F. Kennedy International New York, atunci când a întâlnit de mai multe defectiuni la motoarele 1 și 2 imediat dupa decolare. Toti cei 183 de pasageri și echipajul de la bord au pierit în accident. Cauza a fost considerata a fi dezintegrarea unui arbore motor din cauza rulmentilor defecti.

Echipajul s-a incapatanat sa urce rapid pana la nivel 180, nouă minute după aplicarea puterii, lagărele defecte din interiorul motorului 2 s-au supraîncălzit suficient (până la aproximativ 1.000 ° C sau 1800 ° F) pentru a provoca o explozie. Lagărele supraîncălzite au explodat, distrugând arborele; discul turbinei pe motorul de ardere s-a separată de arborele distrus; discul eliberat a obtinut o viteză enormă și, în câteva secunde, s-a dezintegrat. Resturile de la explozia violenta s-au răspândit în jur (cu o viteză de aproximativ de 160 de metri pe secundă (520 ft / s)), perforand fuselajul, rupand controalele de zbor și cablurile electrice și cauzând daune grave la motor Nr 1 – cea din stânga exterior, care a început să ardă. 

Cauza:

După accident, compania aeriană a început să înlocuiască aeronavele sale Ilyushin Il-62S cu mai modernizatele Ilyushin Il-62M. Aceste aeronave noi avand motoare noi(Soloviev D-30 în loc de Kuznetsov NK-8), dar ambele turboventilatore avand același punct critic – turbina de joasă presiune și proiectarea arborelui motor și construcția acetora. Potrivit Comisiei de cercetare poloneză, cauza accidentului a fost dezintegrarea unui arbore al motorului din cauza rulmentilor defecti din interiorul motorului numărul 2, cauzând o supraincalzire. Lagărele în cauză au fost conceput pentru a avea 26 de role în interior, dar pentru că furnizarea de role la fabrica a fost amânată – în timp ce rulmenții au trebuit să fie terminat la timp din cauza contractelor care expiră – fiecare rulment a avut doar 13 role

Masuri aplicate:

– dublarea sistemelor de control al zborului (o problemă ridicată în raport 1980, dar niciodată abordat de ingineri sovietici);

  – instalarea unui sistem avansat de detectoare de vibrații ale arborelui motor din fiecare motor; 

– instalarea de detectoare de fum mai avansate în magaziile de marfă (detectoare de fum s-au dovedit a fi mai fiabile decât detectoarele de incendiu deja folosite) și detectoare avansate incendiu în nacelelor motorului

– înlocuirea componentelor inflamabile din cargo cu cele neinflamabile; 

– testele de laborator obligatorii de ulei lubrifiant după fiecare zbor a motorului (testul, dacă ar fi fost efectuate mai devreme, ar fi detectat deteriorarea rulmenților).

Cameroon Airlines Flight 786

Aeronava Boeing 737-2H7C opera un zbor de pasageri intern programat de la Aeroportul Douala, Camerun la Garoua, Yaoundé. La 30 august 1984,in timpul rulajul la sol pentru decolare cu 109 de pasageri și un echipaj de 7 la bord, motor numărul doi a suferit o malfunctie a compresorului, care a declansat un incendiu. Toți ocupanții au reușit să evacueze aeronavei, dar doi pasageri au murit din cauza incendiului din exteriorul aeronavei.Aeronava a ars și a fost declarată o pierdere totală.

Cauza:

Un disc de compresor de înaltă presiune a motorului numărul doi (dreapta) Pratt & Whitney JT8D-15 s-a dezintegrat, iar fragmentele au deteriorat partea dreapta si au perforat rezervorul de combustibil. Combustibilul a început sa se scurga din rezervor pe pământ și inevitabil acesta s-a aprins. Toți ocupanții au reușit să evacueze aeronavei, dar doi pasageri au murit din cauza focului exterior. Conform Pilotului Sef Jean Louis Angounou, intervievat în mai 2009 de Le Jour Quotidien, a spus despre cauza exacta a accidentului ca nu a fost determinata, deoarece "în Camerun, unele anchete începe, dar nu ajung la capăt niciodata."

United Airlines Flight 232

United Airlines Flight 232 a fost un zbor cu o aeronava DC-10, care la 19 iul 1989 a aterizat fortat în Sioux City, Iowa dupa ce a suferit o defectiune catastrofala la motorul de pe coada, ceea ce a dus la pierderea controalele de zbor. Zborul a fost de la Aeroportul Stapleton International din Denver, Colorado la Aeroportul Internațional O'Hare din Chicago. Din cele 296 de persoane aflate la bord, 111 au murit în accident și 185 au supraviețuit. În ciuda mortilor, accidentul este considerat un prim exemplu de succes de gestionare a resurselor echipajului din cauza numărului mare de supraviețuitori și modul în care echipajului a gestionat situatia de urgență și a aterizat avionul fără control convențional. Echipajul de zbor a devenit bine cunoscut ca urmare a acțiunilor lor, în special căpitanul, Alfred C. Haynes, fiind si instructor DC-1.

Zbor 232 a decolat la 14:09 (CDT) de la Aeroportul Stapleton International, Denver, Colorado, spre Aeroportul Internațional O'Hare din Chicago. La 15:16, în timp ce avionul se afla în viraj la dreapta cu o inclinare mica la 37.000 de picioare, discul ventilatorului de pe motorul de pe coada General Electric CF6-6 s-a dezintegrat. Nu toate partile au fost retinute de nacela motorului iar bucăți de disc au pătruns structura in sectiunea cozii aeronavei în numeroase locuri, inclusiv in stabilizatorul orizontal. Această fragmentare au perforat conductele celor trei sisteme hidraulice. Din cauza avarilor în coada, avionul a avut o tendința continuă de viraj dreapta, și fără controale de zbor a fost dificil să se mențină un curs stabil. Avionul a început să oscileze încet vertical într-un ciclu fugoid, care este caracteristică avioane în care comanda suprafatelor este pierduta. Cu fiecare iterație a ciclului aeronava pierdea aproximativ 1.500 de picioare (460 m) altitudine. In final echipajul a reusit sa faca o aterizare de urgenta fara comenzi de zbor doar cu ajutorul motoarelor.

Cauza:

Anchetatorii au descoperit impuritati si crapaturi din cauza oboselii discului. Titanul reacționează cu aerul atunci când este topit, creează astfel impurități care pot iniția fisuri de oboseală. Pentru a preveni acest lucru, discul ventilatorului s-a format folosind un procedeu "vid dublu": materiile prime au fost topite împreună într-un vid, lăsat să se răcească și să se solidifice, apoi topite într-un vid nou. După procesul de vacuum dublu a fost într-o formă de piese, o formă de cârnat ua aproximativ 16 cm in diametru, si testate folosind ultrasunete pentru a căuta defecte. Defecte au fost amplasate și lingoul a fost prelucrat în continuare pentru a le elimina, dar unele au rămas contaminate. (GE mai târziu a schimbat la un procedeu îmbunătățit triplu-vid, din cauza anchetei lor în faptul că nu se rotește piese de motor de titan.). Contaminarea cauzată ceea ce este cunoscut ca un incluziune alfa, o parte fragila de metal, care crăpat în timpul forjarii și apoi a căzut în timpul prelucrării finale. Acesta a format o cavitate cu fisuri microscopice la margini. Pentru următorii 18 ani, fisura a crescut ușor de fiecare dată când motorul a fost pornit și a adus la temperatura de funcționare. In cele din urma fisura a crescut suficient de mare pentru a provoca defecte structurale ale discului.

Ancheta, în timp ce lauda acțiunile echipajului de zbor pentru salvarea de vieți, vor identifica mai târziu cauza accidentului ca un eșec de procese și a personalul de întreținere a United Airlines pentru nedetectarea fisurii de oboseală existenta.

Procesul de fabricație pentru titan a fost schimbat pentru a elimina tipul de anomalie gazoasă care a servit ca punct de plecare pentru fisura. Au fost folosite loturi noi de titan avand temperaturi de topire mai ridicate și un proces de "triple vacuum" în încercarea de a elimina astfel de impurități.

Delta Air Lines Flight 1288

Delta Air Lines 1,288 a fost un zbor programat regulat de la Pensacola, Florida la Atlanta, Georgia pe aeronava McDonnell Douglas MD-88 echipat cu Pratt & Whitney JT8D-219 turboventilatoare. În timpul rulajului la decolare de la pista 17 pe 6 iulie, 1996, aeronava a avut o defecțiune a motorului cu turbină, iar parti ale compresorului motorului numărul unu au pătruns în fuselaj in partea stânga. Impactul a lăsat doi pasageri morți și doi grav răniți; cei doi morți au fost o mamă și fiu. Pilotul a oprit decolare și avionul s-a oprit pe pista. Alti trei pasageri suferit leziuni minore în timpul evacuarii de urgență.

În timpul inspecției înainte de zbor, primul ofițer a vazut câteva picături de ulei provenind de la motorul numărul unu (stânga) dar a fost declarat a fi "nu atât de serios". Primul ofițer observat, de asemenea ca o pereche de nituri lipsesc pe partea stângă. Pilotul a spus anchetatorilor NTSB că ambele probleme nu pun in pericol aeronava si ca e buna de zbor, prin urmare,echipa de întreținere nu a fost informată.

La 02:23 CDT, Delta Flight 1288 a fost deviat pentru decolare pe pista 17. Pilotul a avansat manetele și a ajuns la un viteza de 40 noduri, atunci cabina de pilotaj a pierdut iluminarea și instrumente. Pasageriiși echipajul de zbor au auzit din spate un zgomot foarte puternic și au experimentat o senzatie de explozie. Pilotul a intrerupt decolare prin aducerea accelerația la ralanti și angajarea frânei, care a adus aeronava la oprire fără utilizarea de inversoare sau spoilere. Odată ce aeronava s-a oprit, pilotul a încercat să contacteze turnul; cu toate acestea, el nu a putut din cauza lipsei curentului in cabina. Echipajul de zbor apoi activat sistemul de energie de urgență, a contactat Pensacola turn, și a declarat o situație de urgență. Atunci când pilotul a văzut peste-aripa ieșirile deschise și aproximativ jumătate dintre pasageri la sol împreună cu motoarele pornite, s-a întors la cabina de pilotaj și sfătuit căpitanul sa opreasca motoarele.

Cauza:

După o anchetă totala, NTSB a determinat cel mai probabil cauza accidentului a fost o rupura in fata ventilatorului compresorului motorului stâng, care a rezultat din eșecul procesului de inspecție penetrant fluorescent al companiei aeriene pentru a detecta o fisură potențial periculos în ventilatorul care provine de la fabricarea inițială a motorului si care a trecut nedetectata la momentul fabricarii. NTSB atribuit, de asemenea, accident de eșecul echipei de întreținere Delta care nu a descoperit problema. 

Qantas Flight 32

A fost un zbor de pasageri care a suferit o malfunctie la motor 4 noiembrie 2010 și a făcut o aterizare de urgență la Aeroportul Singapore Changi. Defectul a fost primul de acest gen pentru Airbus A380, cea mai mare aeronava din lume de pasageri. Acesta a marcat primul eveniment de aviație care implică un Airbus A380. La o inspecție s-a constatat că un disc de turbina la motorul nr 2-Royce Trent Rolls 900 s-a dezintegrat. Aeronava a suferit lovituri ale nacelei, aripii, sistemului de combustibil, trenului de aterizare, controalelelor de zbor, comenzilor pentru motorul nr 1 și un foc nedetectate în interiorul aripii dar care s-a auto-stins in cele din urmă. Problema a fost determinată ca fiind cauzată de ruperea unei conducte de petrol care a fost fabricata în mod necorespunzător. Aeronava a fost înregistrată în Australia, primul A380 al companiei Qantas. 

Malfunctia a avut loc deasupra de Insula Batam, Indonezia, aeronava decoland de pe Aeroportul Heathrow din Londra spre Sydney, patru minute după decolarea de la Changi pe al doilea segment al zborului. După o zona de asteptare pentru a identifica problemele aeronavei, aceasta a revenit la Changi la aproape două ore după decolare. Nu au existat victime si nici leziuni ale pasagerilor, resturile de la accident au căzut pe Batam. La momentul accidentului, 39 de aeronave A380 au fost operate de cinci companii aeriene -. Air France, Emirates, Lufthansa, Singapore Airlines (SIA) și Qantas. Accidentul a dus la oprirea temporară a celorlalte cinci aeronave A380 a companiei Qantas. De asemenea, ancheta a condus la inspecții și înlocuiri de alte motoare Rolls-Royce A380 operate de Lufthansa și Singapore Airlines, dar nu și în flotele Air France sau Emirates, care au fost propulsate de motoare Engine Alliance.

Șrapnelul de la motorul care a explodat a perforat o parte din aripa și a deteriorat sistemul de alimentare care a cauzat scurgeri și un incendiu la rezervorul de combustibil, de asemenea a deteriorat sistemul hidraulic și sistemul de frânare, a cauzat defectiuni la motoarele nr 1 și nr 4si flapsul. Echipajul, după ce a constatat ca avionul controlabil, a decis sa aterizeze pe aeroportul Changi. A fost nevoie de 50 de minute pentru a finaliza această evaluare inițială. 

Cauza:

Ancheta facuta de ATSB a indicat că oboseala într-o conductă a motorului a dus la scurgeri de ulei, urmată de un incediu de ulei în motor. Focul a condus la eliberarea turbinei de presiune intermediară (IPT) disc. De asemenea, a declarat că problema este specifică motoarelor Trent 900. Rolls-Royce a stabilit astfel cauza directă a incendiului de ulei care au dus la cedarea motorului a fost alinierea greșita a unei țevi de ulei care a condus la o ruptura din cauza oboselii. Raportul de investigație preliminară a ATSB a confirmat concluziile Rolls-Royce. Airbus a stabilit că discul IPT a lansat trei fragmente cu o energie destul de mare, rezultând în daune structurale și a sistemelor. A concluzionat, de asemenea, că anumite cabluri au fost taiate de resturile de disc și, ca rezultat, motor Nr 1 nu a putut fi oprit după aterizare. La 10 noiembrie 2010, Agenția Europeană de Siguranță a Aviației a emis o directivă de urgență, prin care companiile aeriene ce foloseau motorul Trent 900 sa efectueze teste la sol la anumite componente ale motorului. Cu toate acestea, la 22 noiembrie, La data de 3 decembrie 2010, ATSB a emis un raport preliminar care conținea o constatare-cheie al unui defect de fabricație: o zonă cu risc de fisura la oboseală la o țeava care alimentează motorul cu ulei.

Dupa aceste incidente companiile au oprit aeronavele si au facut verificari la sol, iar companiile care produc motoarele au imbunatatit acele racorduri, au facut teste pentru a reduce fisurile conductelor supuse oboselii.

British Airways Flight 2276

British Airways Flight 2276 a fost un zbor de pasageri care în timpul decolării de pe Aeroportul Internațional Las Vegas-McCarran la 8 septembrie 2015, a luat foc fapt care i-a determinat o intrerupere a decolarii și evacuarea tuturor pasagerilor și a echipajului. Zborul a avut 157 de pasageri și 13 membrii de echipaj. Aeronava a suferit o malfunctie la motorul stânga (# 1) motor GE90. Aeronava a părăsit Terminalul 3, Poarta E3, la 15:53, ora locală, și a început decolarea de la pista 07L la 16:12, unde a avut loc incidentul. După ce pilotul a observat problema la motor acets a intreupt decolarea, oprind aeronava cu ajutorul frânelor și a efectuat o evacuare a aeronavei. Toti pasagerii și echipajul au scăpat, cu unele leziuni minore provocate de evacuarea. Serviciile de urgență ale aeroportului au stins incendiul în cinci minute de la apelul de urgenta. Paisprezece persoane au fost rănite ușor, cea mai mare parte din alunecand de pe jgheaburile de evacuare, și s-au tratat la spitalul Sunrise Hospital & Medical Center. Incendiul a provocat o gaura mare în cală și deteriorarea motorului.

Administrația Federală a Aviației (FAA) a indicat ca incendiul a fost cauzat de defectarea motorului General Electric GE90 stânga, una dintre cele două montate pe avion. Aeronava s-a oprit pe direcția opusă vântului, facand ca flacara sa se duca catre fuselaj;aeronava inregistrand pagube structurale majore.

Cauza:

NTSB, organul de anchetă aeriana american, a trimis patru anchetatori la locul accidentului in urmatoarea zi. Constatarile initiale NTSB au fost că un motor a cedat si s-a aprins iar structura fuselajului și aripa stanga a avionului au fost avariate în mod substanțial de foc. La 6 octombrie 2015, NTSB a emis o actualizare care să ateste că accidentul a fost cauzat de defectul treptei 8-10 la compresorul de înaltă presiune, iar fragmentele s-au desprins si au lovit nacela acestuia.

Evolutia numarului de evenimente cauzate de malfunctia sistemelor de propulsie

In anii 1965-1970 au existat un numar mare de accidente de aviatie 4310 cauzate de malfunctia sistemelor de propulsie. In acea perioada majoritatea aeronavelor foloseau motoare cu piston. Cauzele principale ale acestor accidente erau defecte date de:

Ansamblul de valve : 130

Carburator: 102

Conducte principale si de legatura : 86

Ansamblul cilindrilor: 72

Pistoane, segmenti : 70

Magnetouri: 64

Arborele motorului: 57

Bujii: 53

Când motorul reactiv a fost introdus în aviația civilă, în anii 1950 (de Havilland Comet,

Sud-Aviation Caravelle), tractiunea disponibil a fost mai mica de 10.000 lbs. Astăzi, motoare mari cu by-pass produc pana la 115,000 lbs tractine.

Un studiu ce a acoperit astfel evenimentele desfasurate între 1959 si 1996 care implica avioane comerciale construite de peste 60.000 de pounds (27,216 kilograme). Totalul a fost de 79 de astfel de evenimente de aviatie, 34 dintre ele fiind accidente

În timp rata opririi motoarelor in zbor (IFSD – In-Flight Shut Downs) a scăzut dupa cum

urmează:

Cu alte cuvinte:

• În anii 1960, în medie, fiecare motor se oprea o dată pe an

• Astăzi, în medie, fiecare motor se defecteaza la fiecare 30 de ani.

Această îmbunătățire a ratei de IFSD a permis introducerea ETOPS (Extended

Twin Operations) în 1985. Printre alte criterii, care urmează să fie aprobate pentru ETOPS 180,

rata de IFSD trebuie să fie mai mică de 2 la 100 000 de ore de zbor a motorului.

Acest lucru înseamnă, de asemenea, că piloții care încep cariera lor de azi nu vor avea, probabil,

un IFSD din cauza unei defecțiuni a motorului.

Cu toate acestea, în ciuda îmbunătățirii semnificative a fiabilității motorului, numărul de

accidente (pe aeronave decolate), din cauza unui răspuns al echipaj incorect la o defecțiune a motorului a rămas constant de mai mulți ani. Acest lucru a determinat un studiu cu

toți actorii din industriile majore implicate (producătorii de aeronave și de motoare, autoritățlei,

agențiile de investigare a accidentelor, organizații pentru piloti).

Printre rezultatele au fost constatate ca:

• Marea majoritate a defecțiunilor de motor sunt identificate și manipulate in mod corect.

Cu toate acestea, unele defecțiuni sunt mai greu de identificat

• Cele mai multe echipaje au puțină experiență reală (nu de simulator) in cazul defectiunilor aparute la motor.

• Simulatoare nu sunt pe deplin reprezentative pentru toate defecțiunile

• Instruirea nu se referă suficient la caracteristicile date de defecțiuni ale motorului.

Următoarele acțiuni necorespunzatoare ale echipajului, cauzate de defecțiuni ale motorului, au fost observate:

• Pierderea controlului (traiectorie inadaptata la cedarea unui motorului)

• Intreruperea decolarii peste V1

• Oprirea motorului greșit

• Oprirea inutila a motorului

• Aplicarea gresita a procedurii / deviatie de la procedura publicată.

Concluzie

In urma analizarii a celor mai importante evenimente de aviatie cauzate de malfunctia sistemelor de malfunctie putem enumera cativa factori principali ai evolutiei istorice a motoarelor de aviatie:

Dezvoltarea noilor tehnologii

Inovatii in tehnologia materialelor, materiale mai noi, mai rezistente

O proiectare mult mai eficienta

Mult mai multe teste pe bancul de probe

Procesul de fabricatie mult elaborat si testat pentru reducerea defectelor in proces

Siguranta la standarde foarte inalte

Reglementari, standarde de navigabilitate

De asemenea alte punct important in dezvoltarea motoarelor sunt cerintele si performantele din ce in ce mai mari, la standarde cat mai inalte, simplificarea capacitatii de identificare a evenimentelor aparute din cauza malfunctiei motoarelor de catre piloti. Concurenta intre companiile de proiectare, constructie este si ea responsabila pentru continua dezvoltare a motoarelor.

Deoarece numarul de incidente este din ce in ce mai mic si un motor da defecte foarte rar, la zeci de mii de ore de zvor majoritatea dezvoltarilor din momentul actual au ca obiective reducerea emisiilor de dioxid de carbon, reducerea costurilor dar fara a fi pierdute performantele, reducerea consumului de combustibil si folosirea de combustibili ecologici si de asemenea reducerea zgomotului motoarelor si a poluarii fonice.

Rata de defectare a motoarelor de aeronave a ajuns la cel mai mic nivel din toate timpurile. Aceasta înseamnă că foarte multe echipajele de zbor nu se vor confrunta cu o defecțiune a motorului în timpul carierei lor, altele decât cele din simulatorul de zbor.

Cu toate acestea, simulatoare nu sunt pe deplin reprezentative pentru defecțiuni ale motorului, deoarece fenomene gen accelerații (de exemplu, ca urmare a unui motor oprit), zgomot (de exemplu, cauzate de un pompaj al motor), sau vibrații (de exemplu în cazul unei rupturi de pala a compresorului) sunt greu pentru a fi simulate.

În consecință, echipajele de zbor nu sunt întotdeauna în măsură să identifice și să înțeleagă defectiunile motorului. Înțelegerea incorecta a defecțiunilor motorului de catre echipaj poate duce la opriri inutile ale motorului, dar, de asemenea la diverse incidente și accidente.

Bibliografie:

http://www.123helpme.com/view.asp?id=89972

http://www.mne.psu.edu/ray/journalasokray/2008/187guptaray08part01.pdf

http://www.faa.gov/aircraft/air_cert/design_approvals/engine_prop/media/CAAM2_Report.pdf

http://www.iasa.com.au/folders/Safety_Issues/RiskManagement/enginegoesbang.html

http://libraryonline.erau.edu/online-full-text/ntsb/aviation-special-studies/AAS72-10.pdf

https://www.faa.gov/aircraft/air_cert/design_approvals/engine_prop/media/engine_psm_icr.pdf

http://www.bea.aero/etudes/thielert.tae125.engines/thielert.tae125.engines.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Turbine_engine_failure

http://inventors.about.com/library/inventors/bljetengine.htm

http://www.pilotfriend.com/aero_engines/aero_jet.htm

http://www.123helpme.com/history-of-the-jet-engine-view.asp?id=158845

http://www.madehow.com/Volume-1/Jet-Engine.html

http://www.icao.int/environmental-protection/Documents/EnvironmentReport-2010/ICAO_EnvReport10-Ch2_en.pdf

http://www.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/safety_library_items/AirbusSafetyLib_-FLT_OPS-SUPP_TECH-SEQ07.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/LOT_Flight_7

https://en.wikipedia.org/wiki/LOT_Flight_5055

https://en.wikipedia.org/wiki/Cameroon_Airlines_Flight_786

https://en.wikipedia.org/wiki/United_Airlines_Flight_232

https://en.wikipedia.org/wiki/Delta_Air_Lines_Flight_1288

https://en.wikipedia.org/wiki/Qantas_Flight_32

https://en.wikipedia.org/wiki/British_Airways_Flight_2276