聊聊普惠召回 PW1100G 这个事_风闻
李及李-李及李数据分析公司创始人-数据驱动，分析导向， 为航空和汽车竭尽全力。09-14 07:55
文 | 李瀚明一李及李
普惠宣布召回1100G，加上CCA初步通报B-305J前几天在WSJC上空的火灾和机械故障有关，导致1100G这个事情被推到了风口浪尖。
有朋友邀请我进一步写个科普，那我就写一个吧。
现在喷气式飞机使用的涡轮风扇引擎可以看成一个风扇和一个燃气轮机的组合。在燃气轮机的进气端，空气会被压气机压缩；在中间的燃烧室和航空煤油混合并点燃；点燃后空气膨胀，从后端的排气端排出。同时，膨胀后的排气还会推动末端叶片，从而带动进气端的风扇。风扇进一步将空气导入压气机，从而以此循环。这种循环在热力学上被称为布雷顿循环（Brayton cycle）。
飞机在空气里飞行有点像是游泳——用力把空气往自己身后移动，自己就被空气的反作用力推着往前移动了。涡轮风扇引擎的风扇就在不断地把空气往后搬——往后搬的空气，既可以不进入燃烧室直接推动飞机，也可以进入燃烧室，燃烧后推动飞机。专业术语把不进入燃烧室的路径叫做「外涵道」，把进入燃烧室的路径叫做「内涵道」。通过内外涵道体积的比（近似于风扇半径和燃烧室半径的比的平方）叫做「涵道比」。
涵道比越高，被直接往后搬的空气越多，在不追求速度的情况下更省油。所以最近的发动机，都在追求高涵道比。例如，737这个民航业界的常青树，五十年来的涵道比越来越大：最早的JT8D引擎只有1，后来到1.74；之后CFM56引擎（A320和B737都在使用）提升到了5；而最新的CFM LEAP引擎已经提升到了9（A320neo的甚至有11）。由于燃烧室的大小不能太小，因此涵道比的增加带来的直观印象就是风扇的半径越来越大。
维基百科上有人截取了三张照片，做了一个非常形象的对比。
不断变大的风扇带来一个问题。引擎革新除了提高涵道比以外，也提高了各级风扇的转速。通常而言涡扇引擎有高低两级转速——CFM56的高压叶片转速可以达到14000转每分钟，而低压叶片（最前端的风扇）的转速也有5000转每分钟。5000转每分钟乘以0.75米左右的半径，叶片末端的线速度已经达到了392.5米每秒——这已经是超过音速的速度了。
在这样的速度下，空气会对叶片带来明显的阻力——空气阻力和速度的平方成正比。阻力会对风扇叶片带来张力——想象一下在一端固定的情况下掰动另外一端时整体弯曲的样子。因此，对风扇叶片所使用的材料的抗张强度有很高的要求——如果抗张强度不符合要求的话，材料上日积月累就会导致裂痕，最后断裂形成碎片。
事实上，之前几年境内外客户就频繁出现1100G引擎的高压叶片和低压叶片出现开裂、断裂的情况——原因也非常直接，就是材料强度太低。“机务教师有话说”公众号分享了国航的经验——2017年开始这就没少开裂过。
之所以其它飞机不会而普惠的会，是因为普惠在PW1100G飞机上搞了一个新技术——钛合金叶片。钛的密度比传统的镍更低，因此理论上可以更轻。但是钛的制造工艺可能有些问题，因此普惠在2019年5月发布了低压叶片改装的服务通告，安排飞机将钛叶片改为传统的镍叶片。2019年到2020年，美国联邦航空局（FAA）、欧洲航空安全局（EASA）、中国民用航空局（CAAC）都发布了适航指令，要求在指定期限前完成更换工作。同时，为了确保尽可能有一个引擎可用，一架飞机不得同时装两个带钛制低压叶片的PW1100G引擎。但是，各监管当局没有发布停飞指令。
这一次的问题本质上是上一次问题的延续：换完低压叶片换高压叶片。我们根据上一次的经验，认为各监管当局依然不会发布停飞指令——过去五年中这个问题持续出现，监管当局对于其严重性有着清楚的认识，不会过度反应。