设备冗余是提供可靠服务的一种机制,例如通信行业的一些关键设备都配备有可以智能热切换的冗余设备,当主设备故障时,从设备自动切换上线,从而保障通信服务不受影响。民航客机的安全性要求无容置疑,因此不少客机在研发设计时都采用了冗余发动机的配置,我们听的比较多的有双发:两个发动机,以及四发:四个发动机。那么这些不同的冗余配置方案有哪些利与弊呢?
从保障飞行动力供给的角度出发,“四发”显然是更安全的。但是现在业内公认的未来主流布局却是:双发。
也许您会觉得,既然是为了保障安全,那当然冗余设备多多益善,如果未来“双发”淘汰“四发”成为主流,那一定是因为航空公司不愿意多花钱。这个理解对了一半,成本的确是一个原因,发动机结构复杂,造价高昂,而且维护检修成本都很高,双发自然成本要低得多。
但是还有另一方面的原因:配备额外发动机导致飞机整体重量增加、并因此增加油耗。对于飞机这个飞行在空中的庞然大物来说,每一克的重量都需要“克克计较”,更不要说在双发的基础上再多两个发动机了。从重量和油耗的角度考虑,“双发”当然胜出。
这样看“双发”的确有自己的优势,但是也许您会为它的安全性担忧,毕竟只有一个冗余设备,真的安全吗?其实,每个发动机的动力设计也都遵循“最低安全保障”的原则:只有一个发动机,就能让飞机安全降落,甚至安全执行飞行任务。
实现最低安全保障,不仅对设计、选材都有很严格的要求,而且每台发动机都遵循严格的航空器维修标准。应用于航空器检测的无损检测方法有:磁粉、渗透、涡流、超声、射线以及红外热成像等多种技术,其中,使用工业内窥镜的间接目视检测技术,是在发动机的制造以及维护修理时非常常用的一种检测技术。
很多航空公司以及MRO都选择了比较知名的进口工业内窥镜品牌——韦林。使用韦林工业内窥镜,不需解体发动机,就能清晰地看到发动机内部状况,这个过程在航空业内俗称孔探,是检查发动机内部质量状况和查找损伤的重要手段(文末附图是使用韦林孔探仪的检测现场图)。
对每台发动机都按照规程执行严格的孔探操作,并根据检测结果制定维护方案或者更换发动机等,这其实是检测与发动机损伤的赛跑,高效的孔探可以赢取更多时机,通过更及时的处理避免事故的发生。根据美国GE公司对波音737型飞机CFM系列发动机的统计,在被拆换的发动机中有约90%是根据孔探发现的损伤而拆下的。
所以,现阶段“双发”和“四发”,从安全性角度看,已经没有什么差别,而“双发”在成本、重量和油耗方面更具优势,当然会成为未来的发展方向。

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