23.11.2018

新型号飞机短舱的维护与运输

前言
为满足新型号飞机对节油、减重的要求,复合材料的使用比重越来越高, 例如,复合材料在A350飞机上的用量占全机结构重量的52%,在B787飞机上的占比也高达50%。 同时,由于飞机发动机风扇直径的增大导致发动机短舱的尺寸越来越大。新型号飞机B787的进气道直径已相当于与传统B737机身,而A350进气道直径更是超过B787。超大尺寸的发动机短仓对维修设备和维修技术都提出了更高的要求,而备件的运输也成为了一个巨大的挑战。本文以深圳汉莎技术超过15年的发动机短舱和复合材料维修经验和其母公司德国汉莎技术几十年的复合材料维修和制造经验为依托,对B787/A350发动机短舱(进气道为例),与传统短舱进行对比,对其维护和运输进行简单的阐述。

 

新技术新材料的应用及对维修的影响

对比传统的发动机短舱,新型发动机短舱(以B787和A350为例)生产厂家采用了新型的复合材料系统,以满足飞机制造商波音、空客对短舱有更轻重量,更高质量和更可靠性能的要求(如图一)。同时为了更好的满足飞机制造厂家对降噪要求,B787/A350进气道都采用了一整块巨大的无搭接片内筒消音板和更多更复杂的消音结构,以达到噪音标准。

同时,由于新技术的应用和制造厂家对新型复合材料的前期开发投入,使新型短舱的备件成本要比传统短舱的备件成本高几倍。以B787反推Trent 1000, Genx-1B为例,其目录价格大概要比型号较老的CF6-80C2的反推价钱高近500%,与较新的Trent 900反推价格相比较,价格也高了近45%。

由于新型号短舱中大量使用各种新材料和新技术并且对装配精度也提出了比过去更高的要求,使得修理技术的开发需要更先进的技术方法和更高的设备投资,比如需要利用有限元方法进行应力分析。以进气道内筒消音板为例(如图二),由于B787/A350进气道消音板的整体统一结构,其修理方法比以往传统型号消音板可以分解并可以开发分区域修理要困难的多。一旦损伤超过结构修理手册修理限制,可能意味着整体进气道内筒消音板的整体更换。深圳汉莎技术根据2017-2018年度对多个B787进气道深度分解并与原始制造厂家OEM技术交流,以及基于更换进气道内筒消音板的复杂程度,发现制造厂家OEM推荐的大型原始制造夹具是必要的设备,可以用来更准确的对更换件进行定位,找回初始的基准。这种深度结构件的修理和更换对MRO的工程技术能力是很大的挑战。

 

超大尺寸短舱对备件供应和运输的影响

超高的备件价格导致并非所有航空公司都会准备自己的短舱备件。当客户发生AOG时,对超大尺寸B787/A350短舱备件的紧急运输及现场支援是维修的最大考验。以A350 Trent XWB进气道为例(如图三),由于进气道尺寸过大,没有商业飞机可以运输,必须处于分解状态才能装上特定型号(B777 side loader或B747 nose loader)的货机,因此购买的备件进场时是处于分解状态。在客户有AOG需求的情况下,要求物流部门必须在最短时间内响应,并在规定时间内把备件运输到指定地点,同时也必须要有额外的工作组可以快速到达现场进行现场组装,以满足客户装机要求。

由于运输要求,A350 Trent XWB部分的唇口蒙皮、前格框、外筒蒙皮和后格框和进气道是分离的(如图四),这些分离部件只能在进气道安装飞机前现场进行组装。即使两名有经验的机械师也至少需要16个小时进行安装。根据深圳汉莎技术得到的反馈,安装这些零部件的紧固件孔只允许比原级扩大到相应指定尺寸。目前手册并没有对在安装或拆卸过程中紧固件孔损伤的相应修理指引。以最近一次深圳汉莎技术人员现场支援亚洲某航空公司A350Trent XWB进气道安装为例:2018年6月,在客户发出AOG支援需求5天之内,深圳汉莎技术就将进气道从德国法兰克福备件库运输到现场。于此同时,深圳汉莎技术的现场支援工作组也携带相应工具和材料到达现场进行进气道的组装,并在8小时之内成功完成公司和航空公司指派任务,得到客户的大力赞扬。汉莎技术强大的物流体系为保障客户能及时获得备件起了重要的作用。

 

汉莎技术在新型号短舱上与原始制造商的合作

汉莎技术拥有超过20年的复合材料维修经验,是B787 Trent1000 和GEnx-1B系列型号发动机短舱制造商,UTC航空系统维修合作伙伴之一,也是其A350 Trent XWB短舱全球唯一维修合作伙伴。作为OEM的特许合作伙伴,汉莎技术结合了其专业的工程知识和保证质量的方法,得到了OEM百分百的维修认可。深圳汉莎技术作为汉莎技术全球网络的一员,为亚太区航空公司提供发动机短舱维修服务。作为短舱制造商的合作伙伴,深圳汉莎技术跟短舱制造商实行技术共享,备件库共享以及使用统一的维修工具设备以确保对新型号短舱的维修质量保障。