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.
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».
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.
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.
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.
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.