Длинные лопатки современных авиационных двигателей производят из титана: одного из самых прочных металлов в мире. Они имеют форму меча, чтобы с максимальной эффективностью пропускать как можно больше воздуха в турбину, который потом смешивается с топливом, воспламеняется и создает тягу. Некоторые типы титановых лопаток делаются полыми внутри для экономии веса. В зависимости от типа двигателя и класса самолета в каждом моторе есть до 38 лопаток, которые вращаются в воздухозаборниках с более чем сверхзвуковой скоростью.
Особенно при взлете гигантские высокотехнологичные двигатели современных ширококофюзеляжных лайнеров работают на пределе возможностей, чтобы поднять в воздух самолет, взлетный вес которого превышает 250 тонн. В минувшую субботу на этом самом критичном этапе полета произошло два серьезных воздушных происшествия: одно в Европе, другое в США, драматические видео и фотографии которых разошлись по всему миру через социальные сети.
Двигатели от Pratt & Whitney
Грузовой вариант лайнера Boeing 747-400 взлетел в голландском Маастрихте, направляясь в Нью-Йорк. Едва 30-летняя машина оказалась в воздухе произошел взрыв левого двигателя. Вылетевшие в результате лопатки турбины упали на землю. Оказались легко ранены пожилая женщина и ребенок.
Фрагмент двигателя, воткнувшийся в крышу одного из автомобилей в Меерсене
Им повезло — острые металлические детали словно ножи пронзили несколько автомобилей, припаркованных в Меерсене, пригороде Маастрихта. Экипаж предупредил диспетчеров о чрезвычайной ситуации на борту, ушел в зону ожидания, где сжег излишки топлива и примерно через час благополучно посадил поврежденный самолет в соседнем бельгийском Льеже. Совет по безопасности Нидерландов, занимающийся, в частности, расследованием авиакатастроф, в настоящее время выясняет причину и точные обстоятельства инцидента.
Установленная на том Boeing 747-400 силовая установка типа PW4056 была разработана одним из лидеров авиадвигателестроения, американским концерном Pratt & Whitney в середине 1980-х годов. Семейство PW4000 является одним из базовых типов авиадвигателей: на сегодняшний день выпущено более 2500 силовых агрегатов этой серии. Они используются на самых различных моделях самолетов, например, на Airbus A330 или Boeing 777, 767 и 747-400.
При этом надо учитывать, что за разработку двигателя и, прежде всего, за его всесторонние испытания — вплоть до разрешения на использование — отвечают двигателестроители, а не производители самолетов. Поэтому, произошедшие инциденты не являются проблемой Boeing, даже если подобные происшествия всегда приводят к ущербу для имиджа авиапроизводителей.
Горел в воздухе
Boeing 777-200, принадлежащий авиакомпании United Airlines и выполнявший рейс UA328 из Денвера в Гонолулу на Гавайях, поднялся в воздух в субботу днем. На борту находились 231 пассажир и десять членов экипажа. Вскоре после взлета произошел взрыв правого двигателя того же типа PW4077 от Pratt & Whitney. В результате была практически полностью разрушена обшивка двигателя.
Обломки двигателя во дворе дома в пригороде Денвера
К примеру, огромное, почти трехметровое в диаметре кольцо воздухозаборника упало в палисадник одноэтажного жилого дома в пригороде Денвера. При этом, к счастью, никто не пострадал. Другие металлические части облицовки двигателя, которые упали на футбольное поле, также никому не причинили вреда.
Пассажирам же рейса UA328 предстало драматическое зрелище: ревущая турбина без обшивки, у которой спереди явно не хватало двух лопаток, вращалась на ветру, ее задняя часть горела, самолет ощутимо вибрировал. Экипаж подал международный сигнал бедствия (Mayday). Однако применяемый во всех авиационных системах принцип избыточности и высокая степень защиты двигателей в данном случае полностью себя оправдали. Также, как и подготовка экипажа, часто отрабатывающие подобные аварийные ситуации на тренажерах.
Такие взрывы двигателей могут привести к опасному разлету обломков, когда сломанные лопатки и другие металлические детали словно снаряды, попадают в фюзеляж и крылья и, в худшем случае, парализуют жизненно важные функции самолета. Так было в ноябре 2010 года с рейсом QF32 авиакомпании Qantas, когда взрыв двигателя повредил Airbus A380 настолько сильно, что экипажу только с очень большим трудом удалось совершить успешную аварийную посадку.
В сантиметрах от большой беды
Во время происшествия с рейсом UA328 изначально показалось, что часть защитной обшивки двигателя, изготовленная из высокопрочного кевлара, сохранилась и предотвратила разлет опасных обломков. Самолет оставался полностью маневренным и смог экстренно приземлиться в Денвере через 23 минуты после взлета: никто ни на борту, ни на земле не пострадал.
Горящий двигатель рейса UA328
Однако при осмотре фюзеляжа выяснилось, что пассажирам, вероятно, повезло куда больше, чем предполагалось вначале: обломок двигателя пробил в основании крыла большую дыру — всего в нескольких сантиметрах от заполненных основных баков с топливом. Тем временем Национальный совет по безопасности на транспорте США поделился первыми результатами расследования.
Согласно им, причиной аварии могла стать усталость металла одной из полых внутри титановых лопаток. В результате она сломалась у основания. Соседняя лопатка переломилась посередине, и ее часть следователи нашли во внешней кевларовой оболочке.
Останутся на земле
Тип двигателя PW4077 применялся на самолетах 777-ой серии с середины 1990-х годов, пострадавший Boeing эксплуатируется с 1995 года. Только в декабре 2020 года аналогичный инцидент произошел с Boeing 777-200 авиакомпании Japan Airlines, почти три года назад на аналогичном лайнере United Airlines.
Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) в воскресенье объявило о проведении незамедлительных и усиленных проверок двигателей данного типа. «Необходимо провести более серьезные испытания полых лопаток двигателя, которые используются только в этом варианте двигателя и только на Boeing 777», — заявил глава FAA Стивен Диксон.
Помимо американской компании United Airlines, японских компании Japan Airlines и ANA, этот тип Boeing 777-200 с двигателями семейства PW4000 эксплуатирует также южнокорейская Korean Air. Всего в мире в последнее время в активной эксплуатации находились 69 лайнеров этого типа, еще 59 не использовались из-за пандемии коронавируса. До завершения проверок ни один из подобных самолетов не поднимется в небо. Можно ожидать, что из-за связанных с пандемией проблем в международном авиационном сообщении, многие из них теперь вообще не вернутся к регулярным полетам.