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      1. 渾身都是問題的波音787

        更新時(shí)間:2022-12-20 08:38:39作者:智慧百科

        渾身都是問題的波音787

        【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 張仲麟】

        當(dāng)12月9日C919正式交付東航取得適航許可證之時(shí),太平洋對(duì)岸的著名航空媒體《航空周刊》獲得了一份關(guān)于波音787的文件,揭露了波音787的大量質(zhì)量問題。這份文件揭露出來的問題之多不由令人咋舌,也讓“夢(mèng)想飛機(jī)”一夜之間夢(mèng)碎。

        對(duì)波音來說,目前的主要幾條產(chǎn)品線都存在一定的問題:波音747沒有新的訂單而且完成了最后一架生產(chǎn)即將成為歷史;波音737MAX雖然已經(jīng)恢復(fù)飛行和交付,但市場(chǎng)依然信心不足;波音767基本也就靠美國(guó)空軍的KC46訂單維持生產(chǎn)線。也因此波音787在過去幾年成為了波音“全村的希望”,但爆發(fā)的質(zhì)量問題也令波音787的光環(huán)瞬間褪色。

        擰螺絲也是個(gè)技術(shù)活

        早在2020年9月,波音787就爆出具有生產(chǎn)質(zhì)量問題。在當(dāng)時(shí)暴露出來的問題,一個(gè)是飛機(jī)機(jī)身后段兩個(gè)結(jié)構(gòu)件之間的墊片沒有安裝到位,使得飛機(jī)后部機(jī)身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足。而另一個(gè)則是飛機(jī)機(jī)身安裝蒙皮的復(fù)合材料機(jī)身沒有打磨光滑,使得蒙皮無法完全貼合,令蒙皮強(qiáng)度下降。在當(dāng)時(shí),這一問題直接導(dǎo)致8架787停飛以進(jìn)行檢查,并估計(jì)約有數(shù)百架787有同類問題。

        在FAA介入調(diào)查之后,787質(zhì)量問題無疑就成了“拔出蘿卜帶出泥”,最終導(dǎo)致在2021年5月29日美國(guó)FAA(美國(guó)聯(lián)邦航空署)對(duì)波音787的生產(chǎn)問題忍無可忍,下令停止交付波音787。而這一交付禁令一直到2022年的7月29日才得以解除,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)14個(gè)月。

        根據(jù)航空周刊獲得的文件,早在2019年9月波音就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了波音787的首起飛機(jī)結(jié)構(gòu)“質(zhì)量逃逸”,并在隨后幾個(gè)月的調(diào)查中一共發(fā)現(xiàn)了波音787有15項(xiàng)不合格項(xiàng)以及57項(xiàng)不符合適航規(guī)定、流程或質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目。而這一系列問題中最早被發(fā)現(xiàn)的就是波音787的垂直尾翼問題。

        垂直尾翼上的問題是波音787一系列問題中最早被發(fā)現(xiàn)的,而發(fā)現(xiàn)了問題后波音將檢查范圍從尾部的垂直尾翼拓展到整個(gè)機(jī)身,從機(jī)頭到機(jī)尾。而檢查出來的結(jié)果無疑是非常驚人的,在機(jī)身總裝中存在大量的不合格及不合規(guī),從機(jī)頭的41段到機(jī)尾的48段。而之所以發(fā)現(xiàn)這些問題,是在生產(chǎn)垂直尾翼的工廠里質(zhì)檢員發(fā)現(xiàn)擰在墊片上的螺絲的力矩大于規(guī)定的5磅。


        每一個(gè)加號(hào)都代表著波音787有問題的部分

        這里得說明一下,在工業(yè)生產(chǎn)中每一道工序、每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定的明明白白而且有其背后的原因。典型就如擰螺絲這事。擰螺絲不是把螺絲給擰緊了就完事,而是要根據(jù)規(guī)定的力矩來擰螺絲,不能高了也不能低了。擰的力矩大了吧,輕則螺絲出現(xiàn)滑絲,重則由于過重?fù)p壞下面的部件。擰的力矩小了吧,指不定擰上后用了幾個(gè)月這螺絲就松脫了,隨后的后果嘛……大家可想而知。

        也因此怎么擰螺絲、用多少力擰螺絲、為什么要這力矩都是學(xué)問,而為了擰螺絲時(shí)力矩準(zhǔn)確,也有專用的可以顯示扭力或者限定扭力的扭力扳手。


        有數(shù)字顯示的扭力扳手

        正因?yàn)閿Q螺絲是個(gè)技術(shù)活,導(dǎo)致波音787的垂直尾翼在用緊固件擰螺絲固定在機(jī)身上時(shí),必須以5磅的力矩來保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,不然會(huì)帶來額外的拉力。而隨后的檢查中發(fā)現(xiàn)不僅僅是垂直尾翼,水平安定面也有同樣的問題導(dǎo)致產(chǎn)生額外的拉力。雖然短時(shí)間內(nèi)由于飛機(jī)機(jī)齡較低不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重問題,但無疑減少了飛機(jī)結(jié)構(gòu)的安全冗余。也正因此,早在2019年FAA就為此發(fā)布了適航指令,要求絕對(duì)水平安定面的緊固件連接開展檢查,但這顯然只是開始。


        垂直尾翼上出問題的緊固件部位

        拔出蘿卜帶出泥

        到了2020年4月,波音787有更多嚴(yán)重問題被發(fā)現(xiàn)。在檢查中發(fā)現(xiàn)由韓國(guó)制造的機(jī)尾部分與機(jī)身組裝時(shí),機(jī)身分段之間的表面縫隙大于規(guī)定的0.005英寸(約0.12mm,大概一根頭發(fā)絲寬度),超出了波音的內(nèi)模線要求??雌饋磉@個(gè)數(shù)字不大,但這并不符合波音的設(shè)計(jì)要求,由此引發(fā)了機(jī)身分段連接處載荷傳遞的影響與結(jié)構(gòu)安全冗余的問題。

        要知道,對(duì)波音787而言,機(jī)身各分段之間連接處的載荷傳遞要求是極為關(guān)鍵的,因?yàn)椴ㄒ?87機(jī)身使用的復(fù)合材料非常堅(jiān)硬,并不像傳統(tǒng)飛機(jī)機(jī)身材料鋁合金那樣有著一定的彈性。也因此任何會(huì)影響載荷傳遞的因素,如分段之間的間隙、墊片安裝不當(dāng)、接觸面不光滑都會(huì)造成應(yīng)力的非正常集中,長(zhǎng)期以來會(huì)給飛機(jī)結(jié)構(gòu)造成日積月累的損壞。


        波音員工使用自動(dòng)激光檢測(cè)系統(tǒng)探測(cè)組合部位的表面縫隙

        之所以會(huì)造成這樣的問題,是由于波音使用的激光自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)要掃描分段面的表面,并由此確定在分段之間需要制造多厚的墊片讓分段之間完全貼合,以消除機(jī)身分段組裝后的縫隙。但激光自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的軟件顯然存在一定的問題,使得輸出的所需墊片厚度最大只有0.061英寸(約1.5mm)。如果組合的機(jī)身分段某區(qū)域所需的墊片厚度需要大于0.061英寸才能讓分段完全貼合,那自動(dòng)測(cè)量出的墊片厚度不會(huì)滿足,從而導(dǎo)致超標(biāo)縫隙的產(chǎn)生,使得兩個(gè)分段之間無法完美配合。表面不夠光滑與墊片厚度不夠直接導(dǎo)致的后果是波音787機(jī)身強(qiáng)度不夠,無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)載荷限制。也因此在2020年8月就發(fā)生了上文提到的8架波音787停飛。

        雖然被停飛的那8架波音787返工后修復(fù)了這問題,而且自那以后激光自動(dòng)檢測(cè)軟件也進(jìn)行了修正。但波音開展的檢查發(fā)現(xiàn)問題范圍越來越大:安裝風(fēng)擋玻璃使用的粘合劑不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致風(fēng)擋玻璃會(huì)開裂;機(jī)身分段組裝問題也從機(jī)尾部分逐漸蔓延到波音787幾乎所有分段的安裝。而在2021年1月波音將787的總裝全部轉(zhuǎn)移到臭名昭著的北查爾斯頓工廠后,噩夢(mèng)就開始了。

        北查爾斯頓工廠之罪

        對(duì)于北查爾斯頓工廠所存在的問題,在此前一系列文章中已經(jīng)詳細(xì)說明。作為波音最新設(shè)立的獨(dú)立于原有華盛頓州工廠體系的新工廠,工人素質(zhì)低下、質(zhì)量管理體系失控以及波音技工工會(huì)的缺失,使得北查爾斯頓工廠生產(chǎn)的787成為了一個(gè)噩夢(mèng)。

        在波音與供應(yīng)商的內(nèi)審中發(fā)現(xiàn),該廠總裝的787機(jī)頭分段的總裝存在大量問題:墊片缺失、貨倉(cāng)門間隙過大、駕駛艙及前客艙入口縱梁不合格。而當(dāng)檢查擴(kuò)大到全機(jī)的總裝時(shí),真正的噩夢(mèng)開始了:波音及供應(yīng)商們一共發(fā)現(xiàn)了106個(gè)不合格項(xiàng)與30個(gè)不符合規(guī)定項(xiàng),可以說787全身上下所有機(jī)身分段的總裝都有大量問題,從頭到尾都是病。


        大量需要承受巨大負(fù)載的結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)問題不由讓人細(xì)思恐極

        當(dāng)FAA參與到對(duì)波音787的審查后,F(xiàn)AA發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的前壓力艙壁和機(jī)身連接部位之間的縫隙已經(jīng)超過了最大容許誤差,導(dǎo)致波音必須將所有涉及到的飛機(jī)全都進(jìn)行返工,并重新制定維修標(biāo)準(zhǔn),提高檢查的頻次。大量的質(zhì)量問題讓FAA對(duì)波音再也無法容忍,最終于2021年5月29日勒令波音停止787的交付并完成問題的整改。巧合的是,很多質(zhì)量問題是北查爾斯頓工廠生產(chǎn)的波音787所特有的,此前在艾弗萊特工廠生產(chǎn)的787就不存在這些問題。

        到問題被全部發(fā)現(xiàn)為止,北查爾斯頓工廠已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)了上百架問題波音787。而隨著世界航空業(yè)開始恢復(fù),此前堆積的波音787也需要恢復(fù)交付,但是這些787需要進(jìn)行回爐返工,解決掉之前的質(zhì)量問題才能交付。

        而這個(gè)返工時(shí)間要多久呢?根據(jù)波音文件總計(jì)需要5個(gè)月才能完成返工并交付:庫(kù)存狀態(tài)的飛機(jī)需要三周進(jìn)行恢復(fù);恢復(fù)后需要兩周進(jìn)行評(píng)估;完成評(píng)估后需要兩個(gè)月進(jìn)行返工;返工好后需要一周來翻新和重新噴漆;完成上述工作后還需要兩周的時(shí)間來測(cè)試;測(cè)試后需要一個(gè)半月的時(shí)間來重新試飛并驗(yàn)收,這樣才能最終交付給客戶。而由于大量問題是在機(jī)身分段組合總裝上,返工就代表著需要將本來已經(jīng)總裝好的波音787重新拆開并再次總裝。

        在2022年7月29日恢復(fù)了波音787交付之后,整個(gè)第三季度波音總共只交付了9架波音787,還有115架波音787準(zhǔn)備著執(zhí)行返工流程隨后交付給客戶。而波音787質(zhì)量問題的深度與廣度堪稱空前,比起737MAX丑聞不遑多讓,是波音整個(gè)生產(chǎn)及質(zhì)量控制體系出了問題。波音對(duì)本次質(zhì)量事件的評(píng)估是會(huì)給波音帶來至少55億美元的損失,包括長(zhǎng)時(shí)間停止交付的損失、大量飛機(jī)返工的損失以及給客戶的賠償,而這對(duì)波音本就岌岌可危的財(cái)務(wù)而言更是雪上加霜。

        飛機(jī)總裝是個(gè)技術(shù)活,不是造個(gè)殼子那么簡(jiǎn)單。本次波音787的全面質(zhì)量問題,一方面是由于波音787的復(fù)合材料機(jī)身對(duì)工藝要求極高,而另一方面則是美國(guó)制造業(yè)工人的水準(zhǔn)下降速度過快以及波音質(zhì)量管理體系的失控。這些大洋彼岸的教訓(xùn)對(duì)我們的大飛機(jī)項(xiàng)目也有一定的警示教育意義。

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        本文標(biāo)簽: 波音  飛機(jī)  機(jī)尾  尾翼  faa  波音747