陈光/航空之家
新加坡航空公司的B777-200型客机在北京首都国际机场成功迫降后,波音公司针对这一意外事件于当天向媒体发布了声明,声明中称
“安全是波音公司一直以来奉行的最高原则。波音777是航空史上唯一的一种在服役之初就获得美国联邦航空局(FAA)批准作180分钟双发延程飞行(ETOPS)的飞机。这项技术法规是保障飞机安全的众多举措之一。
FAA的双发延程飞行要求规定,在一台发动机失效的情况下,飞机必须在一个限定的时间内在备用机场降落。而这个时间限制对于波音777达到了207分钟,是所有民用双发机型中最长的。2003年10月5日,B777300ER飞机首次进行了330分钟的双发延程的认证飞行,即在关闭两个发动机之一的情况下飞行了5个多小时。”
波音公司声明中所说的“180分钟双发客机延程飞行”是什么意思,它与飞机的安全飞行有什么关系,为什么波音公司要发表这个相当“安民告示”的声明等,可能是有些读者需要了解的问题,下面将阐述这些问题。
延程飞行又称延长航程使用,全称是双发客机延长航程使用,英文为 ETOPS(ExtendedTwinEngineOperations)。从字面上看,似乎是这些双发客机的载油不够,航程较小,因此要采取措施来延长它的航程。
其实,这种理解是错误的。
实际上,像B767与 A300这些双发客机的最大航程都可达到8000~10000千米,足以应付各种航线的需要。
尽管如此,由于某些严格的条令限制,这些双发客机并不是在任何航线(即使这些航线的距离远远小于飞机的最大航程)上都允许飞行的,如飞越大西详的欧美间航线以及飞越太平洋的亚洲至美洲的航线,一般的双发客机就不允许飞行。这主要是从保证双发客机的安全飞行而规定的。
双发客机在飞行中,如果一台发动机因故障而停车,客机仍可在另一台发动机的推动下继续飞行。
但是,原由两台发动机提供的飞行所需的推力及电力与压缩空气(客舱增压及空调所需),现由一台发动机来完成,就显得力不从心了,因此需要及时起动飞机上的辅助动力装置(APU),由它向机上供电、供气。
如果继续飞行中,另一台发动机又熄火,则飞机失去全部动力而陷入危境。
为此从保证飞机飞行安全出发,许多国家的适航管理当局均对双发客机的航线作了严格规定。
例如,美国联邦航空局 FAA明确规定(许多国家均沿用它的规定)双发客机可通航的航线,必须是在航线上任一点处距就近的机场(始发站、目的站或航线两侧可供备降的机场)的航程不大于该飞机以单发飞行时的60分钟航程,否则,就不能通航。
这条严格的规定说明,双发客机在航线上飞行时,如果在航线上任一点处,一台发动机突然失效而停车,该飞机必须以单发为动力,根据情况或飞回始发站,或飞向目的站,或飞向就近的备降机场。
但其飞行时间不得超过60分钟。做不到这一点,这条航线就不允许这种双发客机开航。这就是所谓“60分钟限制”。
之所以做出这种限制,是根据双发飞机一旦一台发动机失效,仅靠一台发动机飞往备降机场或始发机场或目的机场所存在的不安全因素的概率而作出的。
根据这一“60分钟限制”的规定以及目前世界上各机场的分布情况,双发客机不允许作越洋飞行,也不能飞越大片荒漠地区。
例如我国跨越西亚沙漠地区飞往欧洲的航线,在20世纪七、八十年代装有4台发动机的B707可以通航,但当时比较先进的B767却不能通航。
这样,“60分钟限制”的规定大大限制了双发客机所能通航的航线。
由于这一限制,许多航空公司为了开辟洲际航线,只能购置昂贵的3发与4发大型客机,例如波音747-400(4发)、MD-11(3发)与 A340(4发)等。而一架波音747-400型客机售价约为1.5亿多美元,这意味着为获得洲际航线的通航权利,航空公司要花费巨额资金。
对于众多的航空公司来讲,这确实是一个沉重的负担。因此,许多航空公司要求适航管理当局放松这个“60分钟限制”的“紧箍咒”。
生产客机的飞机制造厂出于扩大双发客机市场的考虑,也加入到请愿行列。这就促使许多国家的适航管理当局于20世纪80年代初期开始研究“60分钟限制”可否突破的问题。
1983年,美国联邦航空局对“60分钟限制”一条款进行了修订工作的研究,认为上述限制是在20世纪40年代末期以活塞发动机为动力的双发客机的使用经验的基础上制订的。40多年来,航空技术有了突飞猛进的发展。
发动机与飞机性能有了翻天覆地的变化,更重要的是发动机的工作可靠性大大提高,因此在突破“60分钟限制”后,仍能保证双发客机安全飞行。
为此,美国联邦航空局FAA于1985年6月发布了“有条件的放宽60分钟的限制”的条例,即“审查合格的双发客机,可以将航线上任一点至备降机场的飞行时间由60分钟延至120分钟”。这就是波音公司向媒体发表声明中提出的“延程飞行”。
双发客机获得120分钟的延程飞行批准后,可扩大飞行范围,欧美两洲间航线就可开航。
双发客机需具备什么条件才能获得120分钟“延程飞行”的审查批准呢?
前面提到,“60分钟限制”的规定,是考虑飞机上一台发动机失效后,另一台发动机能安全工作到备降机场的概率而制定的。要突破这一规定,就要从发动机是否有高的可靠性来考核。
发动机的可靠性是指它在规定寿命期内与在规定的工作条件下,完成规定的工作任务的概率。
通俗地说,就是发动机在使用中不要出现影响发动机正常工作的故障。故障愈少,可靠性愈高。
通常采用空中停车率、返修率与换发率等参数来表示发动机可靠性的数值。它们分别表示发动机平均工作1000个飞行小时中出现的空中停车次数、送回工厂翻修的次数和在飞机上拆换发动机的次数。
这些数值愈小,表明发动机可靠性愈高。随着航空技术的发展,发动机的可靠性不断提高,例如目前大型客机上采用的高涵道比涡扇发动机。
20世纪70年代初期,其空中停车率大约为每1000飞行小时停车0.3次(为简化,下文中将1000飞行小时的次数略去,只称0.3),而20世纪80年代中期与后期投入使用的发动机,到20世纪90年代后期的空中停车率已降低到0.01~0.05(有些发动机达到0.001),即空中停车次数已由每3000飞行小时出现一次降低到每2万~10万飞行小时才出现一次。