Уже больше месяца назад — с 11 февраля — Генеральная дирекция гражданской авиации Индии (Directorate General of Civil Aviation, DGCA) запретила полёты всех оборудованных проблемными двигателями Pratt & Whitney PW1100G самолётов Airbus A320neo индийских авиакомпаний.
На этот раз под подозрением агрегаты из серии, в которой ранее уже было выявлены проблемы с углеродными уплотнителями вокруг подшипников компрессора высокого давления.
По удар попали GoAir (G8; 3 самолёта из 13 A320neo при общем объёме парка в 32 машины) и IndiGo (6E; 8 приземлённых самолётов из 32 A320neo при общем парке в 162 единицы).
Также эксплуатирующие Airbus A320neo авиакомпании Air India (AI) и Vistara (UK) выбрали для своего флота двигатели CFM International LEAP-1A, и запрет их не коснулся.
Airbus A320-271NWL авиакомпании IndiGo
Airbus A320-271NWL авиакомпании GoAir
Эффективность в обмен на надёжность
Проблемы с качеством изготовления новых двигателей Pratt & Whitney известны более года.
Показав при сертификации результаты выше заявленных, новые редукторные PW1100G казались привлекательнее своих конкурентов LEAP-1A с более традиционной конструкцией. Но вскоре весь гандикап на старте был растерян за счёт затянувшихся «детских болезней».
IndiGo наращивает прибыль за счёт компенсаций от Airbus и Pratt & Whitney
Наклон ротора
Первая обнаруженная эксплуатационная проблема — длительный запуск двигателя. Отчасти она была обусловлена тем, что Airbus подвесил силовую установку к крылу за центральную часть — ядро.
Во всех турбовентиляторных двигателях в выключенном состоянии вращающиеся части испытывают изгибающие нагрузки — «наклон ротора». Они вызваны задержкой горячего воздуха в верхней части камеры над остановленным ротором. Поэтому перед стартом необходимо раскрутить ротор, давая ему прогреться равномерно.
Подвешенный за центральную часть двигатель испытывает большие нагрузки, чем закрепляемый за вентиляторную и хвостовую секции гондолы мотор у Bombardier или Embraer, — у последних запуск происходит гораздо быстрее.
Решением для A320neo стало создание возможности прокручивать оба двигателя одновременно, чтобы сократить суммарные затраты времени на их подготовку.
Проблемы с двигателями Pratt & Whitney бьют по Airbus
Правило Airbus подвешивать двигатель под крыло за его центральную часть — на уровне ядра — приводит к увеличению наклона ротора и более длительному старту в сравнении с конкурентами
Embraer же (на фото E195-E2 с двигателями PW1900G), равно как и другие авиастроители, использующие моторы Pratt & Whitney, крепят гондолу за переднюю (вентиляторную) и заднюю части — и выигрывают во времени запуска
Негодные уплотнители
Вторая проблема — срабатывание датчика уровня масла в двигателе.
Третий подшипник компрессора высокого давления получил уплотнение, плохо работавшее в полёте на высоких эшелонах. В таких условиях металлические части уплотнителя начинали вибрировать, соприкасаться, мелко крошиться и засорять масло — а это активировало предупреждения о потенциальных проблемах в двигателе.
Решением стала замена инновационных уплотнителей на традиционные углеродные.
Шелушение камеры сгорания
Наконец, третьей проблемой стал ускоренный износ материалов на внутренней поверхности камеры сгорания. В Pratt & Whitney модифицировали систему охлаждения.
В целом, уже считалось, что производитель «вылечил» все «болезни», пока в начале февраля не вскрылась очередная — более серьёзная.
Росавиация сертифицировала Airbus A320neo. Первым пользователем в России станет S7 Airlines
Аварийная опасность
Все вышеперечисленные проблемы носят относительно лёгкий характер.
Они требуют дополнительных эксплуатационных затрат от авиакомпаний, но не создают опасности для полётов. Преждевременный износ двигателя и даже уплотнитель подшипника, пускающий стружку металла в масло, не приведут к авариям при своевременном техническом обслуживании и правильной реакции экипажа на показания датчиков систем.
Но в феврале вскрылась по-настоящему серьёзная проблема — причём с теми же элементами системы.
Обнаружилось, что уплотнение компрессора высокого давления стандартного типа может во время полёта внезапно треснуть, разорваться куски его разлетятся и попадут в компрессор, оттуда — в камеру сгорания и турбины. Причём речь идёт именно о доработанном уплотнении, ранее пускавшем металл в масло.
Торцевые уплотнения используются в газотурбинных двигателях с 1940-х годов. Это стандартный метод изоляции ступени компрессора или турбины высокого давления от ступени низкого давления.
Можно предположить, что причиной, по которой хорошо известная деталь может изнашиваться в течение нескольких месяцев, может быть усталость материала. А она может возникать из-за склонности уплотнителя к самопроизвольным высокочастотным колебаниям. Хотя достоверных данных на этот счёт ещё нет.
Важный момент: этот сбой не был определён во время тестовых испытаний.
Pratt обещает исправить очередной брак в своих двигателях
Реакция регуляторов
Теперь же при внезапном разрушении уплотнителя двигатель так же неожиданно потеряет тягу. Пилот должен будет вывести его на холостой ход и совершить аварийную посадку на оставшемся работающем моторе как можно скорее. По этой причине Европейское агентство авиационной безопасности (European Aviation Safety Agency, EASA) и Федеральное управление гражданской авиации США (Federal Aviation Administration, FAA) не приземляют находящиеся под подозрением самолёты полностью, но ограничивают их маршруты лишь территорией с достаточным количеством запасных аэродромов — отменено расширение доступа к полётам над безориентирной местностью.
Затронуты двигатели с серийными номерами 540 и выше. Pratt & Whitney выпустил 100 моторов с модернизированными (проблемными) уплотнителями. В том числе 43 из них установлены на 32 самолётах Airbus A320-271N. Эти, равно как и остальные 55 единиц данной серии, ещё не подвешенные к крылу, подвергнутся дополнительным проверкам.
Индийские контролёры отнеслись к непредсказуемым неполадкам более серьёзно, запретив летать самолётам даже с одной силовой установкой из «чёрного списка». Вероятно, особенно жёсткая реакция DGCA вызвана обилием инцидентов с отключением PW1100G в полёте — с 29 января 2018 года их было три.
Краткосрочным исправлением проблемы является простая замена уплотнителя на новый: до некоего объёма активных часов в полёте деталь является достаточно надёжной.
Долгосрочным может быть только пересмотр конструкции узла для полного исключения возможности неожиданного разрушения какой-либо его части.
